对流性天气过程(1)

对流层大气的受热过程和大气的水平运动一、大气的受热过程1.大气的垂直分层读大气垂直分层示意图，回答问题。

代号名称温度变化与人类的关系A 对流层气温随高度增加而降低最密切，云、雨、雾、雪等天气现象均发生在本层B 平流层气温随高度增加而升高气流以平流运动为主，利于高空飞行；臭氧层被称为地球生命的保护伞C 高层大气随高度增加气温先降低再升高存在电离层，对无线电短波通信有重要作用【深度思考1】为什么对流层和平流层的温度垂直分布和大气运动不同？提示对流层大气的直接热源是地面，因此温度随高度增加而降低。

因下部热上部冷，所以对流运动显著；平流层因所含的臭氧层吸收太阳紫外线而使其增温，因此温度随高度增加而升高。

因下部冷上部热，所以大气以平流运动为主。

2.对流层大气的受热过程读太阳辐射与地面辐射、大气逆辐射示意图，回答问题。

(1)大气对太阳辐射的削弱作用：表现形式为a选择性吸收、散射和b反射。

(2)地面辐射和大气辐射：图中字母性质意义地面辐射 B 长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源大气辐射 C 长波辐射大气逆辐射(e)使地面增温(3)影响地面辐射的主要因素。

①纬度因素：太阳辐射强度从低纬向两极递减。

②下垫面因素：影响吸收和反射的太阳辐射比例。

③其他因素：其中气象因素的影响最大。

3.大气对太阳辐射的削弱作用(1)表现形式：a选择性吸收、散射和b反射。

(2)削弱强度：对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

①平流层臭氧吸收紫外线吸收作用②对流层水汽和二氧化碳吸收红外线反射作用云层和较大颗粒尘埃，无选择性反射散射作用空气分子或微小尘埃→使天空呈蔚蓝或白色(可对比月球) 【深度思考2】为什么晴朗的早晨反而比阴天的早晨气温更低一些？提示晴天的早晨，天空中云量少，大气逆辐射弱，地面损失的热量多，故较阴天的早晨气温低。

4.陆地气温的时间变化规律最高气温出现时间最低气温出现时间差值变化差异日变化约14时日出前后日较差内陆地区日较差较大，沿海地区日较差较小年变化北半球7月北半球1月年较差内陆地区年较差大，沿海地区年较差小南半球1月南半球7月二、热力环流1.形成原因：地面冷热不均。

农业灾害研究 2023,13(3)一次东北冷涡过程暴雨及强对流天气分析崔 悦，王健博辽源市气象局，吉林辽源 136200摘要 利用高空、地面等常规气象资料和多普勒雷达资料，对2022年6月4—7日影响吉林省辽源市的东北冷涡暴雨过程进行诊断，结果表明：此次冷涡降水主要发生在冷涡的发展与成熟阶段，类似于中间涡暴雨形势特征。

冷涡降水具有日变化特征，午后极易发生强对流天气。

暖锋的发展为短时强降水提供了初始扰动。

干空气下摆侵入，增强不稳定层结，促使风雹天气发生。

VIL值的跃增和减小与冰雹的出现和消散相对应。

VIL高值不能说明大冰雹是否出现，还应与VIL高值维持时间相联系，维持时间越短，越不利于大冰雹的产生，这对冰雹直径的预报具有一定的指示意义。

关键词 东北冷涡；暴雨；强对流；雷达回波；VIL值中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305(2023)03–0117-03东北冷涡（以下简称冷涡）是造成东北地区低温冷害、持续阴雨洪涝、突发性强对流天气的重要天气系统，常引发暴雨、雷电、风雹和短时强降水等灾害性天气。

我国东北地区22.4%的暴雨和53%的风雹都是在冷涡背景下产生的。

连续几天在同一个地区产生暴雨是东北冷涡最显著的特点，也可产生伴随强对流的短时强降水。

由于东北冷涡具有多变性，导致难以预报东北冷涡天气系统影响下的降水过程和强对流天气，所以众多气象工作者针对东北冷涡的气候特点和降水特征，围绕东北冷涡背景下的强对流天气预报等开展了诸多研究。

郑秀雅[1]利用1956—1989年观测资料，分析了东北冷涡气候特点和降水特征。

黄秀娟[2]分析发现，500 hPa位势场上，整个欧亚地区在40°N附近是否存在明显的西风急流是后期有无东北冷涡形成的关键。

何晗[3]对冷涡背景下短时强降水的统计表明，降水主要集中在冷涡中心东南部和西南部。

杨晓宇[4]通过分析雷达产品特征，提出了东北冷涡背景下短时强降水临近预警指标。

对流性天气的预报方法一、对流性天气预报目前气象台站进行对流性天气预报时，主要应用当地的天气气候资料、天气图（包括区域天气图），T－LnP图，单站高空测风分析图，综合图表，单站预报图表和群众经验，雷达和卫星资料等等。

根据对流性天气预报的物理基础，具体进行对流性天气预报时，大致上要遵照以下几个步骤。

1．根据天气气候资料，找出各种主要的对流性天气的季节、地理分布等天气气候规律（划定雷暴季节，雹季开始、结束时段和容易出现冰雹的地区等）。

2．在雷雨、冰雹季节开始之前，根据经验和历史资料，做出冰雹或雷暴的长中期天气预报。

3．短期预报应与中、长期预报配合。

首先利用天气图分析天气形势，看何处已有（或预报可能有）雷雨、冰雹或其它强对流往天气形成。

应在总结本地过过去历次冰雹或雷雨等对流性天气出现时的天气形势的基础上进行，最好能找出一些客观的预报指标，以鉴别一般降水与雷暴，以及雷暴与冰雹和其它对流性天气的分界。

4. 分析本地区的大气稳定度和水汽条件,看它是否已达到或预报它是否可能达到形成雷雨或冰雹的程度。

可以利用一些稳定度指标来确定对流性天气的强度，是否已达到雷雨、冰雹或其它天气现象的标准。

这一步也应在总结本地区过去历次雷暴和冰雹的稳定度的基础上进行，并应找出客观的预报指标。

5．根据天气图查算稳定度指标和其它表征气团特性的参数，找出最不稳定的地区。

同时根据各种天气系统综合影响来大致划定对流性天气的出现范围。

6．根据本地区预报经验、单站探空、测风和地面资料，以及单站预报工具《如点聚图、曲线图、相关图表等）与天气图配合起来，进一步判断本地区发生对流性天气的可能性和天气的强度、性质。

7．当对流性天气已在其它地区发生时，可以利用卫星、雷达来观测、监视和估计对流性风暴的移动和变化。

8.当综合以上所有方面的分析，最后作出本地区将受强对流性天气袭击的预报之后，应及针对国防和国民经济部门进行服务。

二、雷暴天气预报（一）、我国雷暴的气候特点我国低纬地区一年四季均有雷暴。

第7讲对流层大气的受热过程及大气运动1．大气的垂直分层大气垂直分层气温变化与人类活动的关系对流层随高度升高而降低大气下热上冷，空气上升，对流现象显著；与人类活动最密切平流层随高度升高而上升大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行高层大气随高度增加先降低后升高存在若干电离层，对无线电通信有重要影响(1)两大过程①地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

②大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。

(2)两大作用①削弱作用：大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的选择性吸收、反射和散射作用。

②保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。

(3)影响地面辐射的主要因素①纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同。

②下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。

③气象因素：大气状况不同，地面获得的太阳辐射也不同。

3．热力环流的成因(1)大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。

(2)热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。

(3)形成：要抓住“一个过程、两种方向、两个关系”。

①一个过程近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上出现气压差异→空气的水平运动→热力环流。

②两种气流运动方向a．垂直运动——受热上升，冷却下沉。

b．水平运动——从高压指向低压。

③两个关系a．温压关系：下垫面热低压、冷高压。

b．风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。

4．大气的水平运动——风(1)判断图中A、B、C分别代表的力及其对风的影响A是水平气压梯度力，影响风向和风速。

B是摩擦力，影响风向和风速。

C是地转偏向力，影响风向。

(2)甲、乙、丙三条等压线气压大小关系是甲>乙>丙，判断理由是水平气压梯度力由甲指向乙、丙。

(3)图示地区位于北(填“南”或“北”)半球，判断理由是风向向右偏转。

图中的风是近地面(填“高空”或“近地面”)风，判断理由是风向与等压线成一夹角。

对流层大气的受热过程1．大气的垂直分层分层气温垂直变化大气运动状况与人类的关系重要高度说明对流层随高度增加而降低，约6 ℃ /1 000 米对流运动显著天气现象复杂多变，与人类关系最密切低纬度为17～18km，中纬度为10～12_km，高纬度为8～9 km平流层随高度增加而增加水平运动为主能见度好，有利于高空飞行，臭氧层有保护生命作用上界50 km 左右；22～27 km处有臭氧层高层大气随高度增加先降低后增加电离层对无线电通信有重要作用80～500 km有若干电离层2. 大气的受热过程示意图12(1)能量来源① 根本来源：A 太阳辐射。

② 直接来源：B 地面辐射。

(2) 两大过程① 地面增温 ( 太阳暖大地 ) ：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

② 大气增温 ( 大地暖大气 ) ：地面以长波辐射的方式向大气传递热量，使大气增温(3) 两大作用① 大气的削弱作用：约 19%被吸收，约 34%被大气和地面反射、散射回宇宙空间形式 特点反射 云层和较大的尘埃反射部分可见光，无选择性散射 空气分子散射蓝光，有选择性；细小尘埃散射可见光，无选择性 吸收水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线，有选择性② 大气的保温作用 ( 大气还大地 ) ：C 大气逆辐射将部分热量还给地面，从而对地面起到保温作用。

影响大气 逆辐射强弱的主要因素是云层、云量和温度，一般情况下，云量越多、云层越厚、空气越浑浊、湿度越大， 大气逆辐射越强；气温越高大气逆辐射越强。

3．影响地面辐射的主要因素(1) 纬度因素：同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，地 表受到的太阳辐射的强度就越大，地面辐射也就越强。

(2) 下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。

(3) 气象因素：在同纬度地区，年日照时数的长短，会影响地面获得的太阳辐射。

教材金句影响地面辐射的主要因素有两个：纬度因素和下垫面因素。

渭河流域一次对流性暴雨过程分析王旭仙;武麦凤;许伟峰;肖湘卉;张丽娟【摘要】使用常规观测资料、FY-2E红外卫星云图及其反演产品TBB、多普勒雷达资料、地面加密自动站资料,分析渭河流域一次对流性暴雨天气过程。

结果表明：在西风槽东南移及副热带高压西伸北抬背景下,由地面中尺度辐合线触发形成的1个MαCS和3个MβCS是这次过程的直接影响系统;中高层前倾槽结构和低层较强垂直风切变有利强对流不稳定层结形成并发展,导致对流性暴雨;强降水出现在中尺度对流云团发展强盛到成熟阶段,强降水落区位于TBB低值中心附近或中心到后部TBB梯度最大处,MαCS和MαCS对应的强降水均与雷达径向速度图上＂逆风区＂对应;单站强降水时段与低TBB值对应较好,雨强与TBB值变化趋势相反,即TBB降低时雨强增大、TBB猛升时雨强减小,TBB≤-75℃时雨强〉20 mm.h-1;渭河流域特殊地形对MCS发展起促进和加强作用。

%Analysis of a convective rainstorm process in Weihe river valley was performed with the data of routine aerological sounding,FY-2E satellite images and TBB data,Doppler-Radar data and the intensive observations of automatic weatherstation.The results show that one MαCS and three MβCS that triggered by surface mesoscale convergence lines are the synoptic systems to influence directly the occurrence of the process in the background of westerly trough moving southeastwards and Western Pacific subtropical high moving westwards and northwards.Forward-tilting trough structure inmid-and-upper level and strong vertical wind shear in low-level is propitious to the formation and development of unstable stratification of severe convective,which lead to the convective rainstorm.Severeprecipitation emerges at developing and mature stages of mesoscale convective cloud clusters,and distribution of severe precipitation locates in the dense areas of TBB gradient.The severe precipitations with MαCS and MαCS are all corresponding with counter-wind zones in the Radar radial velocity field.The severe precipitation at single station is better corresponding with the low TBB,and the rainfall intensity is contrary to the trend of TBB,that is when TBB has a decrease trend,the rainfall intensity increases,and when TBB has a severe increase trend,the rainfall intensity decreases,and When TBB≤-75 ℃,the rainfall intensity is over 20 mm·h-1.In addition,the special terrain of Weihe River valley has promotion to develop MCS.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】6页(P241-246)【关键词】对流性暴雨;云图特征;MCS;渭河流域【作者】王旭仙;武麦凤;许伟峰;肖湘卉;张丽娟【作者单位】陕西省渭南市气象局,渭南714000;陕西省渭南市气象局,渭南714000;陕西省渭南市气象局,渭南714000;陕西省渭南市气象局,渭南714000;陕西省渭南市气象局,渭南714000【正文语种】中文【中图分类】P458.121.1静止卫星云图因对识别与跟踪中尺度天气系统具有重要价值，尤其是对产生暴雨的中尺度对流系统(MCS)监测更有效，已被广泛应用到当前的天气预报分析与研究中。

第3讲 大气环境(一)——对流层 大气的受热过程与大气运动考点一| 对流层大气的受热过程1．大气的组成低层大气(⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧干洁空气⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 氮：生物体内蛋白质的重要组成局部氧：人类和一切生物维持生命活动必需的物质其他气体⎩⎪⎨⎪⎧二氧化碳：绿色植物光合作用的原料；调节地表温度臭氧：吸收紫外线，被誉为“地球生 命的保护伞〞水汽、固体杂质：成云致雨的必要条件2．大气的垂直分层(1)依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。

(2)大气的垂直分层、特点及其形成原因如下表： 层次主要特点原因高层 大气 存在假设干电离层，能反射电磁波，对无线电通信有重要作用 太阳紫外线和宇宙射线作用平 流气温随高度升高而升高 臭氧吸收紫外线 大气以水平运动为主上热下冷3．对流层大气的受热过程(1)两大过程①地面的增温：大局部太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

②大气的增温：主要以大气逆辐射的形式向大气传递热量。

(2)大气对太阳辐射的削弱作用①表现形式：a选择性吸收、散射和b反射。

②削弱强度：对流层大气根本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

①地面辐射：红外线长波辐射，是对流层大气主要的、直接的能量来源。

②大气辐射：红外线长波辐射，其中的逆辐射会使地面增温。

(4)影响地面获得太阳辐射大小的主要因素①纬度因素：由于不同纬度地区的年平均正午太阳高度不同，导致太阳辐射经过大气的路程长短、太阳光线照射地面的角度不同，使地面获得太阳辐射能量由低纬度向两极高纬度递减。

②下垫面因素：下垫面的状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。

一般而言，陆地的反射率高，而海洋的反射率较低。

③其他因素：其中气象因素的影响最大。

同纬度地区，晴天越多的地方，大气对太阳辐射削弱就越弱，地面获得的太阳辐射就越多。

1．霜冻往往出现于深秋至第二年早春晴朗的夜晚，因为此时()A．地面辐射强，地表降温慢B．空气中水汽多，地表降温快C．大气逆辐射弱，地表降温快D．大气保温作用强，地表降温慢C[此题考察大气热力作用的判断。