航海氣象學(xué)講稿

航海氣象學(xué)與海洋學(xué)緒論海上的一切活動(dòng)都離不開(kāi)大氣和海洋，因此，不可避免地要受到天氣和海況條件的影響和制約。航海氣象學(xué)和海洋學(xué)就是研究大氣、海洋的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律以及?！?dú)庀嗷プ饔脤?duì)航?；顒?dòng)的影響，其目的就是“趨利避害”，充分利用有利的天氣海洋條件，盡可能避離惡劣的天氣和海況，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)航行之目的。航海氣象學(xué)氣象學(xué)：研究大氣中發(fā)生的一切物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的科學(xué)，又稱大氣物理學(xué)。其范圍極廣，可滲透各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)人類的活動(dòng)和生息十分重要。因此，人們根據(jù)對(duì)氣象學(xué)的不同需要已分門別類地形成了許多各自獨(dú)立的應(yīng)用氣象學(xué)。應(yīng)用氣象分為：工業(yè)氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、林業(yè)氣象學(xué)、軍事氣象學(xué)、醫(yī)療氣象學(xué)、航空氣象學(xué)、航海氣象學(xué)等航海氣象學(xué)：研究大氣和海洋的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律及其與航?；顒?dòng)之間相互關(guān)系的實(shí)用性科學(xué)。既將氣象學(xué)與海洋學(xué)應(yīng)用于航海實(shí)踐之中，它是介于氣象學(xué)、海洋學(xué)和航海學(xué)之間的邊緣學(xué)科。天氣、海洋與航海的關(guān)系航行在海洋上的船舶，必然要受到天氣和海洋條件的影響和制約，特別是惡劣的天氣系統(tǒng)，如臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)、溫帶氣旋、寒潮冷高壓、濃霧和強(qiáng)對(duì)流性天氣等，常常造成大范圍的惡劣天氣和海況，嚴(yán)重影響海上的正?；顒?dòng)，因此，天氣和海洋是海上工作人員唯一無(wú)法加以控制的卻具有決定意義的因素。這些因素常可造成船損、貨損，甚至發(fā)生嚴(yán)重海難事故，極大地威脅海上活動(dòng)的安全。天氣、海洋與海上安全在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，天氣和海洋對(duì)海上活動(dòng)的影響仍不可忽視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大部分的海事都是由惡劣天氣和海況造成的，其中對(duì)航海影響最大的主要有：風(fēng)暴（Storm）:熱帶氣旋、溫帶氣旋、寒潮、颮線、龍卷等。海霧（Fog）：平流霧、鋒面霧、輻射霧、蒸汽霧等。海浪（Wave）：風(fēng)浪、涌浪、近岸浪、海嘯等。海流（Current）：風(fēng)海流、地轉(zhuǎn)流、補(bǔ)償流等。海冰（Iceberg）：固定冰、流冰、冰山等。“天氣不是我們的朋友，就是我們的敵人”。風(fēng)暴（Storm）76年3月，風(fēng)暴橫掃大西洋，時(shí)速110km，12級(jí)，希臘一艘27萬(wàn)5千噸的超級(jí)油輪“奧林匹克勇敢號(hào)”受風(fēng)暴襲擊，在比斯開(kāi)灣布勒斯特附近一島上觸礁后斷成兩截沉沒(méi)，造成了世界上損失最大的一次海事。54年9月，一強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊津輕海峽，使日本往返于函館、青森的一艘交通船“洞爺丸”沉沒(méi)，死亡1000多人。事后開(kāi)鑿青—函隧道，長(zhǎng)23海里、寬11m、高9m，1964年動(dòng)工，1986年竣工，歷時(shí)22年。93年9月，大連“鳳凰山”輪在珠江口遇15號(hào)臺(tái)風(fēng)沉沒(méi)，僅存活3人。2002年9月26日塞內(nèi)加爾的一艘客輪“喬拉號(hào)”在颶風(fēng)中僅3分鐘翻扣海里，導(dǎo)致700多人命喪大西洋，63人獲救。2002年11月，“威望”號(hào)油輪在風(fēng)暴中斷裂，在西班牙沿岸沉沒(méi)，導(dǎo)致大量溢油污染西班牙海岸。海霧（Fog）霧是航海的天敵之一。盡管現(xiàn)代化的船舶上配有良好的助航儀器和導(dǎo)航設(shè)備，但霧中發(fā)生的海事仍很多，若稍不注意就會(huì)造成觸礁、偏航、碰撞、擱淺等事故。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在多霧的海域船舶因能見(jiàn)度不良而發(fā)生的海事約占60-70%之多。1974年11月9日，日本東京灣。日本的一艘43722噸油輪“第十雄洋丸”滿載液化氣丙烷和丁烷，與一艘利比亞10874噸散裝鋼材的“阿里木斯-太平洋”輪在東京灣相撞，引發(fā)了一場(chǎng)無(wú)法挽救的大火。1994年5月25日，“桃河”輪與“威海”輪在汕頭正東55海里處，霧中相撞，造成30000噸級(jí)的“威?！陛喅翛](méi)，幸無(wú)人員傷亡。海浪（Wave）1980年12月，日本野島崎東800海里處，一艘日本3萬(wàn)噸油輪西航回國(guó)途中，遇9級(jí)大風(fēng)，8米高浪，將船首1/3處切斷沉沒(méi)。1986年6月，廣遠(yuǎn)的5000噸級(jí)貨輪“德堡”號(hào)因主機(jī)故障，在印度洋大風(fēng)浪中沉沒(méi)。35人僅存2人。1994年6月，“阿波羅”輪在南非西南海域遇巨浪沉沒(méi)，36名船員全部遇難。1995年8月，“越洋”輪在海南島遇臺(tái)風(fēng)被大風(fēng)浪推向岸邊礁石，坐礁沉沒(méi)。1999年12月，廣遠(yuǎn)公司30000噸級(jí)散裝貨輪“新珠江”號(hào)在臺(tái)灣海峽遇到巨浪沉沒(méi)。2004年12月印度洋大海嘯,奪走十幾萬(wàn)人的生命和無(wú)數(shù)的財(cái)產(chǎn),使數(shù)十萬(wàn)人無(wú)家可歸。海流（Current）1963年4月30日，我國(guó)制造第一艘萬(wàn)噸級(jí)遠(yuǎn)洋貨輪“躍進(jìn)號(hào)”滿載13481噸玉米，自青島首航日本名古屋，開(kāi)辟日-中航線。5月1日，該船在海上發(fā)出sos后消失。5月17日，新華社發(fā)表了關(guān)于“躍進(jìn)號(hào)”遇難事件的聲明，并派出調(diào)查“躍進(jìn)號(hào)”失事原因的臨時(shí)編隊(duì)，編隊(duì)由11艘艦船組成，周總理指示“一定要有充分可靠的證據(jù)證明沉沒(méi)原因，不能大概、可能，一定要找到這條船”。經(jīng)過(guò)幾天調(diào)查，終于查明了失事的真正原因?！败S進(jìn)號(hào)”觸到了頂部不足3平方米的適淹礁“蘇巖”西南角而沉沒(méi)，左舷鋼板數(shù)處裂口，最大一處長(zhǎng)17米，寬15厘米。其失事原因主要是忽視了一支北流的黑潮的影響，偏離了原航線，以至觸礁沉沒(méi)。海流的利用：公元733年，唐朝海冰（Iceberg）電影“TITANIC”和“冰海沉船”記述了一個(gè)真實(shí)的故事。1912年,當(dāng)時(shí)最豪華的英國(guó)客輪“Titanic”號(hào)，在北大西洋觸冰山沉沒(méi)，導(dǎo)致了1556人死亡，是震驚世界的重大海事。Titanic號(hào)是英國(guó)建造的一艘豪華巨輪，載重量46326T，船長(zhǎng)268m，四臺(tái)主機(jī)，最大航速25節(jié)，有15個(gè)水密堵隔，其中任意兩個(gè)艙灌滿水，仍能保持浮力不沉，因此，當(dāng)時(shí)人們稱它為“不沉之舟”。該輪10/4載客1316人，船員891人，共2207人，從英國(guó)南安普敦出發(fā)開(kāi)赴紐約作處女航。船長(zhǎng)史密斯59歲是位具有40年航海經(jīng)驗(yàn)的老船長(zhǎng)。開(kāi)航后收到它船發(fā)出的冰情報(bào)告，但一直未見(jiàn)到冰，船長(zhǎng)認(rèn)為該月份流冰不可能達(dá)到40N。因此，在14日19時(shí)氣溫從6.1C,降到21時(shí)的0.55C仍未引起警惕，23時(shí)40分水手發(fā)現(xiàn)冰山，通知駕駛臺(tái)，但已來(lái)不及，船的右舷與冰山相撞，撞開(kāi)近100米長(zhǎng)的大口子，船體迅速下沉，出事后不到3h（15日02時(shí)20分）全船沉沒(méi)在紐芬蘭東南約300海里處。1913年由14個(gè)國(guó)家組成了一個(gè)通報(bào)冰山情況的專門機(jī)構(gòu)—冰海巡邏隊(duì)。研究方向和目的主要研究方向：各種氣象、海洋要素的性質(zhì)、分布和變化規(guī)律。常見(jiàn)天氣系統(tǒng)伴隨的天氣模式及發(fā)展、演變規(guī)律。氣象傳真圖的識(shí)別、分析和應(yīng)用。我國(guó)近海氣候特征世界大洋的氣候特征。目的：通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)一步拓寬同學(xué)們對(duì)大氣和海洋的了解和認(rèn)知。掌握大氣和海洋活動(dòng)、演變的基本規(guī)律，使之能夠充分利用有利的海洋環(huán)境，盡可能避開(kāi)不利的海洋因素。從而達(dá)到趨利避害，保障海上生產(chǎn)安全。同時(shí)增強(qiáng)我們熱愛(ài)海洋、熱愛(ài)專業(yè)，增強(qiáng)保護(hù)大氣和海洋環(huán)境的意識(shí)?；靖拍詈椭R(shí)點(diǎn)：大氣成分；大氣污染；大氣垂直結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)：大氣中的易變成分及其作用；對(duì)流層主要特征；摩擦層和自由大氣。大氣概況一、大氣成分：主要由多種氣體(氮、氧、氬、二氧化碳和臭氧等)、水汽和懸浮的雜質(zhì)構(gòu)成。干空氣（Dryair）:除水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體。干空氣主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、氬（0.93%）三項(xiàng)約占總體積的99.97%。次要成分:二氧化碳（0.03％）、氫、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等稀有氣體（0.01％）。大氣是可壓縮氣體，大氣密度隨高度增加而迅速減少。觀測(cè)表明，10公里以內(nèi)集中了大氣質(zhì)量的75%，35公里以下則達(dá)99%，近地面空氣標(biāo)準(zhǔn)密度為1.293kg/m-3,大氣的總質(zhì)量為5.3ⅹ1018kg，約為地球質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。其中影響天氣、氣候變化的主要大氣易變成分為二氧化碳、臭氧和水汽。大氣中的易變成分1.二氧化碳:平均含量0.03%，二氧化碳能強(qiáng)烈地吸收和放射長(zhǎng)波輻射。2.臭氧：主要存在于20-40公里氣層中，又稱臭氧層。臭氧是吸收太陽(yáng)紫外線的唯一大氣成分大氣中的易變成分3.水汽：水汽能強(qiáng)烈地吸收和放出長(zhǎng)波輻射，并在相變過(guò)程中吸收和放出潛熱能。濕空氣在同一氣壓和溫度下，只有干空氣密度的62.2％。大氣中水汽含量范圍在0～4％，它也是造成云、雨、雪、霧等天氣現(xiàn)象的主要物質(zhì)條件。4.雜質(zhì)：懸浮在空氣中的固體或液體微粒，主要包括塵埃、煙粒、細(xì)菌、病毒、花粉和微小鹽粒等。它們主要集中在大氣的低層，影響能見(jiàn)度，能吸收部分太陽(yáng)輻射，并對(duì)太陽(yáng)輻射具有散射作用。在水汽相變過(guò)程中，雜質(zhì)可以作為凝結(jié)核。大氣污染大氣污染：二氧化碳的逐年增多將導(dǎo)致地球變暖并引起全球天氣和氣候的異常變化。導(dǎo)致極冰融化、海面上升、一些陸地和港口將被淹沒(méi)。另外，大氣中的粉塵、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氫、碳?xì)浠衔锖桶钡?。?yán)重污染大氣，對(duì)人類造成極大危害。全球141個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署的旨在遏制全球氣候變暖的《京都議定書(shū)》于2005年2月16日正式生效。2009年12月7—18日192個(gè)國(guó)家在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_(kāi)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第１５次締約方會(huì)議，旨在遏制全球氣候變暖，溫家寶總理出席會(huì)議。二、大氣垂直結(jié)構(gòu)大氣上界大氣上界的高度，常常因科學(xué)家們根據(jù)和目的不同而結(jié)果相差很大，因此要精確劃定大氣層上界的高度并為眾人公認(rèn)，始終是科學(xué)研究的一個(gè)難題。一般以物理現(xiàn)象發(fā)生的最高高度為上界。極光發(fā)生在高緯度不同高度上，最高達(dá)到1000-1200Km稱為大氣的物理上界。由衛(wèi)星探測(cè)的大氣上界為2000-3000Km。大氣垂直分層根據(jù)氣溫、水汽的垂直分布、大氣擾動(dòng)程度和電離現(xiàn)象等不同等特點(diǎn)，自下而上將大氣分為五個(gè)層次。（P5）1.對(duì)流層（Troposphere）：下界為地面，上界隨緯度和季節(jié)變化，平均厚度10-12km。通常在高緯為6-8km，中緯度10-12km，低緯度17-18km。夏季對(duì)流層的厚度比冬季高。對(duì)流層集中了大氣質(zhì)量的80％和全部水汽，與人類關(guān)系最為密切，大氣中幾乎所有的物理和化學(xué)過(guò)程都發(fā)生在該層。對(duì)流層具有三個(gè)主要特征。對(duì)流層中三個(gè)主要特征⑴氣溫隨高度而降低。平均幅度為-0.65℃/100m。即γ＝0.65℃/100m稱γ為對(duì)流層中氣溫垂直遞減率。⑵具有強(qiáng)烈的對(duì)流和湍流運(yùn)動(dòng)。是引起大氣上下層動(dòng)量、熱量、能量和水汽等交換的主要方式。⑶氣象要素沿水平方向分布不均勻。如溫度、濕度等。根據(jù)大氣運(yùn)動(dòng)的不同特征通常將對(duì)流層分為：摩擦層(frictionlayer)：摩擦層又稱邊界層，從地面到1-1.5km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜間，大風(fēng)和擾動(dòng)強(qiáng)烈的天氣高于平穩(wěn)天氣。湍流輸送是該層的基本運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，多渦動(dòng)，各種氣象要素都有明顯的日變化。該層水汽、雜子含量多，因而低云、霧、霾、浮塵等出現(xiàn)頻繁。自由大氣(freeatmosphere)：摩擦層以上稱自由大氣。摩擦作用忽略不計(jì)，大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較簡(jiǎn)單和清楚。自由大氣的基本運(yùn)動(dòng)形式是層流，氣流多波狀系統(tǒng)。對(duì)流層頂：厚度約為1-2km，溫度隨高度呈等溫或逆溫狀態(tài)。2.平流層（Stratosphere）：厚度：自對(duì)流層頂?shù)酱蠹s55km。特點(diǎn)：空氣主要是水平運(yùn)動(dòng)；水汽含量少；氣溫隨高度升高而遞增（20～40km氣溫突增，形成臭氧層）；氣層穩(wěn)定利于飛機(jī)飛行。3.中間層（Mesosphere）：厚度：自平流層頂?shù)?5km左右。特點(diǎn)：氣溫隨高度迅速下降；又稱高空對(duì)流層。4.熱層（Thermosphere）：厚度：85-800km。特點(diǎn)：氣溫隨高度迅速增加；空氣處于高度電離狀態(tài)，又叫電離層。5.逸散層（Exosphere）:厚度：熱層頂以上?？筛哌_(dá)3000km，地球大氣向宇宙空間逸散的過(guò)渡區(qū)域。第二節(jié)氣溫基本概念和知識(shí)點(diǎn)：氣溫的概念；太陽(yáng)、地面和大氣輻射；空氣增熱和冷卻方式；氣溫隨時(shí)間的變化；氣溫的空間分布。重點(diǎn)：常用的溫標(biāo)及其換算；氣溫的日年變化；氣溫的空間分布；氣溫垂直遞減率。一、氣溫的定義和溫標(biāo)氣溫（AirTemperature）是大氣的重要狀態(tài)參數(shù)之一，是天氣預(yù)報(bào)的直接對(duì)象。氣溫的分布和變化與氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、大氣穩(wěn)定度以及云、霧、降水等天氣現(xiàn)象密切相關(guān)。1.定義：氣溫是表示空氣冷熱程度的物理量?？諝獾睦錈岢潭?，實(shí)質(zhì)上是反映空氣分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。當(dāng)空氣獲得熱量時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速度增大，平均動(dòng)能增加，氣溫升高。反之當(dāng)空氣失去熱量時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)平均速度減小，平均動(dòng)能隨之減少，氣溫就降低。氣溫可以通過(guò)溫度表或溫度計(jì)直接測(cè)得。溫標(biāo)2．溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示法稱溫標(biāo)。常用的溫標(biāo)有三種。①攝氏溫標(biāo)℃：把水的冰點(diǎn)溫度定為0℃，沸點(diǎn)為100℃，多數(shù)非英語(yǔ)國(guó)家使用。②華氏溫標(biāo)Ｆ：水的冰點(diǎn)溫度定為32F，沸點(diǎn)212F。一些英語(yǔ)國(guó)家多使用。攝氏與華氏的關(guān)系：③絕對(duì)溫標(biāo)(K氏溫標(biāo))K：水的冰點(diǎn)溫度定為273K，沸點(diǎn)為373K（由英國(guó)物理學(xué)家Kelvin提出）。多用于理論計(jì)算。關(guān)系：K＝273＋C或T=t+273二、太陽(yáng)、地面和大氣輻射輻射的基本特性自然界中凡溫度高于絕對(duì)零度的物體均以電磁波（輻射）的方式進(jìn)行能量交換。電磁波按其波長(zhǎng)分為γ射線、X射線、可見(jiàn)光、紅外線和無(wú)線電波。溫度高，輻射強(qiáng)，多為短波；溫度低，輻射弱，多為長(zhǎng)波。物體因放射輻射消耗內(nèi)能而使本身的溫度降低，同時(shí)又因吸收其它物體放射的輻射能并轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能而使本身的溫度增高。太陽(yáng)表面溫度約為6000K，輻射波長(zhǎng)0.15～4μm，太陽(yáng)是短波輻射。地面和大氣的溫度約為300K，放出長(zhǎng)波輻射4～120μm，稱長(zhǎng)波輻射。太陽(yáng)輻射是地球和大氣的唯一能量來(lái)源。太陽(yáng)、地面和大氣輻射若將太陽(yáng)對(duì)地球大氣系統(tǒng)的輻射作為100個(gè)單位，其中地氣系統(tǒng)反射和散射占30%，大氣吸收占19%，地表吸收51%。地球表面通過(guò)長(zhǎng)波輻射占21%、熱傳導(dǎo)占7%、水汽相變占23%等過(guò)程釋放能量。使地球大氣系統(tǒng)的溫度保持恒定。大氣受熱的主要直接熱源是地球表面。三、空氣增熱和冷卻方式空氣的增熱和冷卻受下墊面的影響很大。下墊面是泛指不同性質(zhì)的地球表面。下墊面與空氣之間的熱量交換途徑有以下幾種：1.熱傳導(dǎo)（Conduction）：空氣與下墊面之間，通過(guò)分子熱傳導(dǎo)過(guò)程交換熱量，又稱感熱。地面和大氣都是不良的熱導(dǎo)體。僅在貼近地面幾厘米以內(nèi)明顯，故通常不予考慮。2.輻射（Radiation）：地氣系統(tǒng)熱量交換的主要方式。地面吸收太陽(yáng)短波輻射，放射出長(zhǎng)波輻射加熱大氣。如白天輻射增溫，夜間輻射冷卻。3.水相變化：水有液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)之間的變化。液體水蒸發(fā)，吸收熱量；水汽凝結(jié)放出熱量。一般下墊面水蒸發(fā)，吸收熱量；上空水凝結(jié)放出熱量。從而通過(guò)水相變化將下墊面的熱量傳給上層大氣。4.對(duì)流（Convection)：一般將垂直運(yùn)動(dòng)稱對(duì)流，對(duì)流分熱力對(duì)流和動(dòng)力對(duì)流。由于空氣受熱不均引起有規(guī)則的暖濕空氣上升、干冷空氣下沉，稱熱力對(duì)流。由于動(dòng)力作用造成的對(duì)流運(yùn)動(dòng)稱動(dòng)力對(duì)流，如空氣遇山爬升等。5.平流（Advection)：某種物理量的水平輸送稱平流。它是大氣中異地間熱量傳輸?shù)淖钪匾绞?，范圍大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。如溫度平流、濕度平流等?！澳巷L(fēng)暖、北風(fēng)寒、東風(fēng)濕、西風(fēng)干”。6.湍流：又稱亂流（Turbulence），是空氣不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。湍流是摩擦層中熱量、能量和水汽交換的主要方式。綜上所知，空氣與下墊面之間的熱量交換是通過(guò)多種途徑進(jìn)行的。通常，地面與大氣之間的熱量交換以輻射為主，亂流和水相變化次之；各地空氣之間的熱量交換以平流為主。上下層空氣之間的熱量交換以對(duì)流和亂流為主。以上均為非絕熱過(guò)程?？諝獾脑鰺岷屠鋮s主要是非絕熱過(guò)程引起的。四、氣溫隨時(shí)間的變化大氣的熱量主要來(lái)自下墊面，所以氣溫具有與下墊面溫度類似的周期性變化。如冬寒夏暖、午熱晨涼反映了氣溫日、年變化的一般規(guī)律。1.氣溫的日變化

diurnalvariationoftemperature日變化:一天中氣溫有一個(gè)最低溫度和最高溫度。陸地上最低氣溫出現(xiàn)在日出前，最高氣溫夏季出現(xiàn)在14～15點(diǎn)，冬季出現(xiàn)在13～14點(diǎn)。海洋上最高值滯后陸地1～2小時(shí)。氣溫的日較差：一日中最高氣溫與最低氣溫之差。其大小與緯度、季節(jié)、下墊面性質(zhì)、海撥高度及天氣狀況有關(guān)。一般有：低緯＞高緯；陸上＞海上；夏季＞冬季；晴天＞陰天；低海撥＞高海撥。（吐魯番海拔-154m，日較差大）2.氣溫的年變化

annualvariationoftemperature年變化：一年中月平均氣溫有一個(gè)最高值和一個(gè)最低值。陸地：北半球:最高在七月份,最低在一月份。南半球:最高在一月份,最低在七月份。海洋：比陸地遲后一個(gè)月,即最高在八月,最低在二月年較差：一年中月平均最高氣溫與月平均最低氣溫之差。它與下熱面的性質(zhì)、緯度和海拔等有關(guān)。高緯＞低緯；陸上＞海上；海拔低＞海拔高五、氣溫的空間分布1.氣溫的水平分布海平面平均氣溫從赤道向高緯遞減，南半球等溫線大約與緯圈平行，北半球由于海陸分布不均勻，等溫線不與緯圈平行。①夏半球的等溫線比較稀疏，冬半球較密集②冬季北半球的等溫線在大陸上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向極地，而夏季相反。這是因?yàn)樵谕痪暥壬?，冬季大陸溫度比海洋溫度低，夏季大陸溫度比海洋溫度高的緣故。③北半球冬季大洋西部從低緯向東北方向伸出一個(gè)暖脊直達(dá)大洋東部中高緯海域。這是兩個(gè)強(qiáng)大暖流黑潮、灣流所致?！昂畼O”和“熱赤道”④在南半球不論冬夏，最低氣溫均出現(xiàn)在南極地區(qū)，而在北半球只有夏季在北極，冬季在西伯利亞?wèn)|北部（佛科揚(yáng)斯克）和格陵蘭，稱為“寒極”(ColdPole)。⑤近赤道附近存在一個(gè)高溫帶,1月和7月平均氣溫均高于25℃，稱這個(gè)高溫帶稱為“熱赤道”(HeatEquator)。平均在10N左右。全球平均氣溫為14.3℃，極端最高氣溫63℃（索馬里），極端最低氣溫-94℃（南極附近）。2.氣溫的垂直分布在對(duì)流層中氣溫隨高度上升而降低,氣溫隨高度遞減的快慢可用氣溫垂直遞減率γ表示：γ=0.65℃/100m式中：?T表示高度增加?Z時(shí)，相應(yīng)的氣溫變化量。?Z的單位通常取100m.負(fù)號(hào)表示氣溫隨高度增加而減小。通常γ＞0。當(dāng)γ=0時(shí)表示等溫。當(dāng)γ＜0時(shí)表示逆溫。逆溫既在某一氣層中，氣溫隨高度增加而升高。氣溫對(duì)人體的影響研究指出，人體對(duì)周圍溫度的感覺(jué)與介質(zhì)是大氣還是水有關(guān)。在大氣中，氣溫為28~29℃時(shí)，人體皮膚不感溫，這個(gè)溫度稱為生理零度。人體皮膚對(duì)氣溫的感覺(jué)是：低于25℃有冷感，25~28℃時(shí)有溫感，高于29℃時(shí)有熱感。人體的感溫還與風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速越大，感溫越低，風(fēng)速約在33kn時(shí)人體感溫達(dá)最低值。當(dāng)氣溫5℃時(shí)，3級(jí)風(fēng)時(shí)感溫在0℃左右；6級(jí)風(fēng)時(shí)，對(duì)裸露的肌膚的作用相當(dāng)于-12℃時(shí)的溫度；同樣風(fēng)速，當(dāng)氣溫為-5℃時(shí)，對(duì)裸露的肌膚的作用相當(dāng)于靜風(fēng)條件下-23.3℃，這時(shí)只需1min即可造成凍傷。濕度也影響人體感溫，濕度大感覺(jué)溫度偏高、悶熱。一、氣壓概述1.氣壓與天氣氣壓與天氣之間有著密切的關(guān)系，有時(shí)稱氣壓表為晴雨表。如高壓控制下是，晴朗、少云、微風(fēng)好天氣；低壓控制下是陰雨、大風(fēng)和低能見(jiàn)度壞天氣。2.氣壓的定義和單位氣壓：指單位截面積上大氣柱的重量稱大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱氣壓。在標(biāo)準(zhǔn)情況下（即氣溫為0℃，緯度為45°的海平面上），760mm水銀柱高的大氣壓稱一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于1013.25hPa(百帕)(hecto-pascal)。Ｐ＝w/s＝ρghs/s＝ρgh（大氣壓強(qiáng)公式）Ｐ：氣壓ρ：水銀密度;ｈ：水銀柱高度;ｇ：重力加速度;ｓ：水銀柱截面積;ｗ＝ρghs水銀柱重量。1hPa=3/4mmHg1mmHg=4/3hPa1mb=1hPa二、氣壓的變化1.影響氣壓變化的因素?zé)崃σ蛩兀簻囟雀?，空氣受熱膨脹，空氣密度變小，氣壓下降；溫度低，空氣冷卻收縮，空氣密度變大，氣壓升高。動(dòng)力因素：包括水平氣流的輻合和輻散、空氣密度變化和空氣的垂直運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)：氣流水平輻合時(shí)，空氣聚積，導(dǎo)致氣壓上升；水平輻散時(shí)，空氣離散，導(dǎo)致氣壓下降。垂直運(yùn)動(dòng)：當(dāng)空氣有垂直運(yùn)動(dòng)而氣柱內(nèi)質(zhì)量沒(méi)有外流時(shí)，其總質(zhì)量沒(méi)有改變，地面氣壓不會(huì)發(fā)生變化。但氣柱中質(zhì)量的上下傳輸，可造成氣柱中某一層次空氣質(zhì)量改變，從而引起氣壓變化。圖中位于A、B、C三地上空某一高度上a、b、c三點(diǎn)的氣壓，在空氣沒(méi)有垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣質(zhì)量不變，則Pa不變；在空氣有上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，上層空氣質(zhì)量增多，Pb變大；在空氣有下沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，上層空氣質(zhì)量減少，Pc變小。水平氣流輻合、輻散與垂直運(yùn)動(dòng)的關(guān)系大氣中氣壓變化往往是幾種情況綜合作用的結(jié)果，它們之間是相互聯(lián)系、相互制約、相互補(bǔ)償?shù)?。上層有水平氣流輻合、下層有水平氣流輻散的區(qū)域必然會(huì)有空氣從上層向下層補(bǔ)償，從而出現(xiàn)空氣的下沉運(yùn)動(dòng)。反之，則會(huì)出現(xiàn)空氣上升運(yùn)動(dòng)。同理，在出現(xiàn)空氣垂直運(yùn)動(dòng)的區(qū)域也會(huì)在上層和下層出現(xiàn)水平氣流的輻合和輻散。2.氣壓隨高度的變化根據(jù)氣壓的定義，隨著高度的增加，氣柱變短，空氣密度變小，氣壓減小。在海平面上氣壓最大（約1000hPa），到大氣上界減為零。下表給出了氣象上所用各標(biāo)準(zhǔn)等壓面所對(duì)應(yīng)的高度。大氣靜力方程為了表達(dá)氣壓隨高度變化的定量關(guān)系。假設(shè)：大氣處于靜止?fàn)顟B(tài)。-Δp=w=ΔZ×s×ρg=ρgΔZsΔp=-ρgΔZΔp/ΔZ=-ρg(靜力方程)公式說(shuō)明：在靜力平衡下，氣壓隨高度的變化主要取決于空氣密度。單位氣壓高度差單位氣壓高度差：h=-ΔZ/Δp=1/ρg=RT/Pg其中：g=9.8m/s2,R=287m2/s2,T=273(1+αt),代人h≈8000（1+t/273）/P當(dāng)溫度為0℃，氣壓為1000hpa時(shí)，h=8m/hPa。h與t成正比，與P成反比。3.氣壓隨時(shí)間的變化日變化(diurnalvariationofpressure)：氣壓的日變化以12h為周期，一日內(nèi)有兩個(gè)高值和兩個(gè)低值。最高值：上午9-10時(shí)；次高值：晚間21-22時(shí)。最低值：下午15-16時(shí)；次低值：凌晨3-4時(shí)。最高和最低與氣溫的變化有關(guān)，日較差低緯＞高緯。氣壓的年變化(annualvariationofpressure):氣壓的年變化隨緯度增大而增大，在中高緯度最明顯，概括為以下幾種類型：大陸型：冬季氣壓高，夏季氣壓低，年較差大。海洋型：冬季氣壓低，夏季氣壓高，年較差小。高山型：最高值出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季。1.高壓（HighPressure）:由閉合等壓線圍成,中心氣壓比周圍高的系統(tǒng)?？臻g等壓面向上凸起，形似山丘。2.低壓（LowPressure，Depression）：由閉合等壓線圍成，中心氣壓比周圍低的系統(tǒng)?？臻g等壓面向下凹，形如盆地。3.低壓槽和槽線（Trough）：由低壓向外延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域，或一組未閉合的等壓線向氣壓較高的一方凸出的部分，簡(jiǎn)稱槽。在低壓槽中各條等壓線曲率最大處的連線，稱槽線(Trough-Line)?？臻g等壓面類似山谷。4.高壓脊和脊線（Ridge）：由高壓向外延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域，或一組未閉合的等壓線向氣壓較低的一方凸出的部分，簡(jiǎn)稱脊，脊中曲率最大點(diǎn)的連線稱脊線(RigheLine)?？臻g等壓面類似山脊。5.鞍形區(qū)：相對(duì)兩高壓和兩低壓組成的中間區(qū)域，簡(jiǎn)稱鞍。6.低壓帶：兩高壓之間的狹長(zhǎng)區(qū)域。7.高壓帶：兩低壓之間的狹長(zhǎng)區(qū)域。四、氣壓梯度(pressuregradient)定義：在水平方向上單位距離內(nèi)氣壓的改變量稱水平氣壓梯度，用-ΔP/Δn表示。方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓。其物理意義表示了由于空間水平氣壓分布不均勻而作用在單位體積空氣上的力。大?。喝Q于等壓線的疏密程度。等壓線愈密，-ΔP/Δn愈大，氣壓梯度越大，風(fēng)力愈大，反之亦然。單位：百帕/赤道度。1赤道度≈111Km≈60e五、氣壓系統(tǒng)隨高度的變化溫壓場(chǎng)對(duì)稱的系統(tǒng)：溫壓場(chǎng)對(duì)稱是指溫度中心與氣壓中心基本重合。淺薄系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加而減弱，即高低空的高低壓中心不一致。這種系統(tǒng)有冷高壓（coldhigh）和暖低壓(heatlow)。深厚系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加不變或增強(qiáng)，即高低空的高低壓中心一致。這種系統(tǒng)有暖高壓（warmhigh）和冷低壓(coldlow)。溫壓場(chǎng)不對(duì)稱的系統(tǒng)：溫壓場(chǎng)不對(duì)稱是指溫度中心與氣壓中心不重合。在中高緯度地區(qū)，不對(duì)稱的低壓總是東暖西冷，低壓中心軸線向冷區(qū)傾斜；不對(duì)稱的高壓總是東冷西暖，高壓中心軸線向暖區(qū)傾斜?；靖拍詈椭R(shí)點(diǎn)：風(fēng)的概念；作用于空氣質(zhì)點(diǎn)上的力；自由大氣中的平衡運(yùn)動(dòng)；摩擦層中的大氣運(yùn)動(dòng)；地形對(duì)風(fēng)的影響。重點(diǎn)：風(fēng)的表示方法；各種力的表示方法及其物理意義；地轉(zhuǎn)風(fēng)；梯度風(fēng)；摩擦層中的風(fēng)；風(fēng)壓定律。風(fēng)（Wind)一、概述定義:空氣相對(duì)于下墊面的水平運(yùn)動(dòng)，稱為風(fēng)（Wind)。它是矢量，有大小和方向。風(fēng)速(WindSpeed)：風(fēng)速是指單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上的位移。單位有：m/s、Km/h、nmile/h、Kn(節(jié))等。換算關(guān)系：1Km/h=0.28m/s；1m/s=3.6Km/h；1Kn=1.852Km/h≈0.5m/s；1m/s≈2Kn風(fēng)向（WindDirection）：風(fēng)向是指風(fēng)的來(lái)向，常用16個(gè)方位(EWSNNESENWSWNNEENEESESSESSWWSWWNWNNW)或度數(shù)(0～360)來(lái)表示。風(fēng)力(WindForce)：根據(jù)風(fēng)對(duì)地面或海面的影響程度又劃出風(fēng)力等級(jí)。國(guó)際上采用的風(fēng)力等級(jí)從0～12共13個(gè)等級(jí)（BeaufortScaleofWindForce）。我國(guó)現(xiàn)采用從0～17共18個(gè)等級(jí)。參見(jiàn)P19《風(fēng)力等級(jí)表》。風(fēng)壓(WindPressure)：風(fēng)壓是指與風(fēng)向垂直的單位面積所受的壓力。近似表示為:P=0.0625V2。風(fēng)的陣性和日、年變化陣性：在摩擦層中，由于湍流作用，風(fēng)表現(xiàn)為忽大忽小的陣性。實(shí)際上風(fēng)的陣性就是小尺度的湍渦迭加在大型流場(chǎng)上造成的結(jié)果。因此在測(cè)風(fēng)時(shí)，要求取其平均值。一日內(nèi)陣性最強(qiáng)在午后，一年中陣性最強(qiáng)在夏季。日變化：通常在近地面午后風(fēng)速大，夜間清晨風(fēng)速小。風(fēng)的日變化幅度，晴天比陰天大，夏季比冬季大，陸地比海洋大。年變化：因地而異。二、作用于大氣的力和運(yùn)動(dòng)方程一、作用在空氣微團(tuán)上的力重力(gravity)；大小為g≈9.8m/s2，方向向下，指向地心。水平氣壓梯度力(pressuregradientforce):由于作用在單位質(zhì)量空氣上的壓力在水平方向上分布不均勻，引起氣壓梯度力。Gn表示。大小為：；方向：垂直等壓線從高壓指向低壓。(1)Gn與ρ成反比，Gn與氣壓梯度成正比。(2)ρ一定時(shí)，大，等壓線密集，Gn大。(3)一定時(shí)，ρ大，空氣濃密，Gn小。(4)若=0,兩地沒(méi)有氣壓差Gn=0無(wú)風(fēng)。Gn是使空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。水平地轉(zhuǎn)偏向力(deflectionforceofearthrotation)由于地球自轉(zhuǎn),作用在運(yùn)動(dòng)物體上產(chǎn)生使運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的力，稱地轉(zhuǎn)偏向力，又稱可科利奧里力(Coriolisforce)或科氏力。An大小為：An=2ωVsinφω=7.292×10-5/sω:地轉(zhuǎn)角速度V:風(fēng)速φ:緯度方向：北半球，恒垂直于物體運(yùn)動(dòng)方向的右側(cè)90度，南半球相反.討論：(1)An是物體相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生的，靜止物體不受其作用。(2)An是虛擬力，只改變物體的運(yùn)動(dòng)方向，不改變速度。(3)An在北半球恒垂直于物體運(yùn)動(dòng)的右方，南半球相反。(4)An與sinφ成正比，兩極最大，赤道上為零。慣性離心力（CenteifugalForce）C指物體在作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一種虛擬力。大?。号c向心力相等。表達(dá)式：C=V2/r方向：與向心力相反。r為曲率半徑摩擦力（FrictionForce）R運(yùn)動(dòng)物體受下墊面摩擦作用所產(chǎn)生的力。表達(dá)式：R=-μV方向與運(yùn)動(dòng)物體相反。式中V為物體運(yùn)動(dòng)速度；μ為摩擦系數(shù)總結(jié)：氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力都是在水平方向上作用于空氣的力，其影響各異。Gn是空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力，其他力在空氣運(yùn)動(dòng)后才有。A對(duì)中高緯度或大尺度空氣運(yùn)動(dòng)影響較大，低緯赤道附近影響小。C只在空氣做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)在起作用，一般很小，靜止或直線運(yùn)動(dòng)時(shí)為零。R只在摩擦層中起作用，對(duì)自由大氣中的空氣運(yùn)動(dòng)可以忽略不計(jì)。An、C和R不能驅(qū)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)，但卻能影響大氣運(yùn)動(dòng)方向和速度。三、自由大氣中典型的水平平衡運(yùn)動(dòng)1.地轉(zhuǎn)風(fēng)(GeostrophicWind)

在自由大氣中,當(dāng)水平氣壓梯度力和水平地轉(zhuǎn)偏向力達(dá)到平衡時(shí)(Gn+An=0)，空氣沿等壓線作無(wú)磨擦的等速直線運(yùn)動(dòng)，稱地轉(zhuǎn)風(fēng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)速公式：

Gn+An=0地轉(zhuǎn)風(fēng)速計(jì)算方法在海圖上，取一個(gè)緯距Δn=60nmile，ρ=1293g/m3，ω=7.29×10-5s-1；若取ΔP=1hPa，帶入公式則得：m/s當(dāng)ΔP≠1hPa時(shí)，（m/s）

2.梯度風(fēng)(GradientWind)定義:在自由大氣中，當(dāng)水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力達(dá)到平衡時(shí)，空氣沿等壓線作水平、無(wú)摩擦、等速作曲線運(yùn)動(dòng)。在自由大氣中，空氣的水平圓周運(yùn)動(dòng)稱為梯度風(fēng)（GradientWind）。梯度風(fēng)可以看成是水平氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力三者平衡時(shí)的水平運(yùn)動(dòng)。即:低壓（氣旋）中的梯度風(fēng)北半球在低壓區(qū)（氣旋）中風(fēng)繞中心逆時(shí)針?lè)较虼?，氣壓梯度力沿半徑指向中心，地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力都沿半徑指向外緣。三力平衡時(shí)或低壓（氣旋）中的梯度風(fēng)則式中Vc表示低壓中的梯度風(fēng)速，解這個(gè)以Vc為未知數(shù)的一元二次方程，得：根號(hào)前應(yīng)取正號(hào)才有意義。高壓（反氣旋）中的梯度風(fēng)根號(hào)前應(yīng)取負(fù)號(hào)才有意義。氣壓梯度和梯度風(fēng)的大小受反氣旋曲率限制。曲率愈大（r愈?。?，氣壓梯度愈小，梯度風(fēng)也小。反之相反。氣旋和反氣旋的梯度風(fēng)公式：梯度風(fēng)的討論（1）最大水平氣壓梯度的分布，高壓邊緣較大，越近中心越小。曲率小處等壓線密集，曲率大處等壓線稀疏。（2）緯度越高，空氣密度越大，水平氣壓梯度最大可能值越大。冬季，中高緯陸上高壓等壓線密。（3）高壓邊緣風(fēng)速較大，中心風(fēng)速小或無(wú)風(fēng)。（4）中高緯度高壓風(fēng)速較大，低緯度高壓風(fēng)速較小。梯度風(fēng)仍遵守風(fēng)壓定律。梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)比較地轉(zhuǎn)風(fēng)：低壓中的梯度風(fēng)：高壓中的梯度風(fēng)：因此，在水平氣壓梯度和曲率半徑相同時(shí)，Va＞Vg＞Vc實(shí)際上低壓中的風(fēng)比高壓大，原因是低壓中不受限制,風(fēng)可以很大。四、摩擦層中的風(fēng)(FrictionLayerWind)在地面天氣圖上，由于地面的摩擦作用，實(shí)際風(fēng)不沿等壓線吹，而與等壓線存在一個(gè)交角，并偏向低壓。此時(shí)的平衡為:地面實(shí)際風(fēng)比地轉(zhuǎn)風(fēng)小，方向偏低壓一側(cè)。摩擦層中的風(fēng)壓定律在北半球摩擦層中，風(fēng)斜穿等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右后方，低壓在左前方。在南半球高壓在左后方，低壓在右前方。由于摩擦力的作用，北半球，低壓中風(fēng)斜穿等壓線以逆時(shí)針?lè)较蛳蛑行妮椇?，高壓中的風(fēng)斜穿等壓線以順時(shí)針?lè)较蛳蛲廨椛?。六、地形?dòng)力作用對(duì)風(fēng)的影響當(dāng)氣流遇到孤立的山峰與島嶼時(shí)，有繞山峰兩側(cè)而過(guò)的現(xiàn)象，并且在迎風(fēng)面風(fēng)速增強(qiáng)，在背風(fēng)面風(fēng)速減弱。在背風(fēng)面還會(huì)產(chǎn)生氣旋式和反氣旋式渦流，如圖所示。山脈的阻擋作用和繞流，使實(shí)際風(fēng)向與根據(jù)大范圍氣壓場(chǎng)確定的風(fēng)向之間可能發(fā)生顯著偏差，其差值可達(dá)900，甚至1800。因此在背風(fēng)面常形成低壓或低壓槽。岬角效應(yīng)因陸地（如山脈盡頭或半島附近）向海中突出造成氣流輻合，流線密集，風(fēng)力明顯增強(qiáng)，稱為岬角效應(yīng)，如圖所示。如南非的好望角，是個(gè)令航海者生畏的地方，因岬角效應(yīng)而助長(zhǎng)了那里的狂風(fēng)惡浪。我國(guó)山東半島的成山頭附近海面，偏北風(fēng)通常比周圍要大1—2級(jí)左右，有中國(guó)“好望角”之稱。海岸效應(yīng)因摩擦作用，當(dāng)氣流沿海岸線方向流動(dòng)時(shí)，如果陸地在氣流方向的右側(cè)，流線會(huì)變密，氣流增強(qiáng)；反之，如果陸地在氣流方向的左側(cè)，流線會(huì)變疏，氣流減弱。如圖所示?；靖拍詈椭R(shí)點(diǎn)：影響大氣環(huán)流形成的因子；三圈環(huán)流；氣壓帶和行星風(fēng)帶；季風(fēng)環(huán)流；局地環(huán)流。重點(diǎn)：三圈環(huán)流的成因；氣壓帶和行星風(fēng)帶分布及特征；大氣活動(dòng)中心；東亞季風(fēng)；南亞季風(fēng)；海陸風(fēng)；山谷風(fēng)；峽谷風(fēng)。大氣環(huán)流（GeneralCirculation）：一般是指具有全球性、大范圍空的氣運(yùn)行現(xiàn)象。它的水平尺度在數(shù)千公里，垂直尺度在十公里以上，時(shí)間尺度大于24小時(shí)。大氣環(huán)流反映了大氣運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)和基本特征，是各種不同尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)的基礎(chǔ)。同時(shí)也是氣候形成和演變的重要背景條件。一、影響大氣環(huán)流的主要因子：太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、海陸分布不均勻和高大地形等因素影響。1.太陽(yáng)輻射——單圈環(huán)流假設(shè)：地球是靜止的，下墊面性質(zhì)均一。只考慮太陽(yáng)輻射隨緯度的不均勻性，赤道低緯由于空氣受熱垂直上升，極地高緯冷卻下沉，高層空氣由赤道流向極地，低層空氣由極地流向赤道，從而產(chǎn)生了一個(gè)簡(jiǎn)單的一圈環(huán)流，稱單圈環(huán)流。2.地球自轉(zhuǎn)——三圈環(huán)流假設(shè)：下墊面性質(zhì)均一。在太陽(yáng)輻射隨緯度不均勻和地球自轉(zhuǎn)（地轉(zhuǎn)偏向力）二個(gè)因子的作用下，從赤道到極地形成三圈環(huán)流，即赤道環(huán)流（哈德萊環(huán)流）、極地環(huán)流和中間環(huán)流（費(fèi)雷爾環(huán)流）。二、氣壓帶和行星風(fēng)帶氣壓帶1.赤道低壓帶（EquatorialLow）平均位于南北緯10范圍內(nèi)，隨季節(jié)南北移動(dòng)。2.副熱帶高壓帶(SubtropicalHigh)平均位于南北緯30附近。3.副極地低壓帶(SubpolarLow)平均位于南北緯60附近。4.極地高壓(PolarHigh)位于兩極附近。行星風(fēng)帶1.赤道無(wú)風(fēng)（Doldrums）平均位于南北緯10o范圍內(nèi)。特征：對(duì)流旺盛、平流微弱、云量多、溫高、濕大、多雷雨、風(fēng)微弱不定向，位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。2．信風(fēng)帶（TradesWindZone）位于副熱帶高壓帶與赤道低壓帶之間，平均位置在南北緯10--28o附近。北半球吹NE信風(fēng)，南半球SE信風(fēng)。特征：風(fēng)向常年穩(wěn)定少變，風(fēng)力一般3—4級(jí)，天氣晴朗，大洋西部降水較多，位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。3.副熱帶無(wú)風(fēng)帶（HorseLatitudes）位于信風(fēng)帶和西風(fēng)帶之間，平均位于南北緯30o附近。特征：內(nèi)部多下沉氣流，天氣晴朗、少云、微風(fēng)、陸上干燥、海上潮濕，位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。三、海平面平均氣壓場(chǎng)基本特征海陸分布不均勻的影響冬季大陸是冷源，容易形成高壓。而海洋是熱源，容易形成低壓。夏季相反。高大地形影響高大地形對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生動(dòng)力的和熱力作用。冬季它是一個(gè)冷源，夏季是熱源。熱力作用使大氣產(chǎn)生擾動(dòng)，因此地形對(duì)大氣環(huán)流的狀態(tài)必定發(fā)生重要作用。冬季：北半球受四個(gè)大的氣壓系統(tǒng)（又稱大氣活動(dòng)中心）控制，它們是阿留申低壓，冰島低壓，蒙古高壓和北美高壓。蒙古高壓前部的偏北氣流就是亞洲穩(wěn)定的冬季季風(fēng)。南半球在南太平洋，南大西洋和南印度洋分別是三個(gè)高壓中心，在南非，澳大利亞和南美大陸上是熱低壓組成的低壓帶。夏季：北半球的大氣活動(dòng)中心有印度低壓，北美低壓，太平洋副高和大西洋副高，同時(shí)冰島低壓和阿留申低壓明顯減弱，范圍大大縮小。南半球大陸上的高壓加強(qiáng)伸展，在副熱帶緯度上，高壓帶環(huán)繞全球。春秋兩季屬于過(guò)渡季節(jié)，北半球春季，原有的四個(gè)大氣活動(dòng)中心減弱，副熱帶高壓開(kāi)始增強(qiáng)。大氣活動(dòng)中心(AtmosphericCenterofAction)永久性大氣活動(dòng)中心：指常年存在的大范圍氣壓區(qū)。如赤道低壓帶、海上副熱帶高壓、南極高壓、冰島低壓、阿留申低壓和南半球副極地低壓帶。半永久性大氣活動(dòng)中心：指大范圍的氣壓區(qū)隨季節(jié)改變。如蒙古高壓、北美高壓、印度低壓、北美低壓、澳大利亞高壓、南美高壓、非洲高壓、澳大利亞低壓、南美低壓和非洲低壓。影響我國(guó)天氣和氣候的大氣活動(dòng)中心主要有：西伯利亞高壓、阿留申低壓、西太平洋副高、印度低壓。大氣活動(dòng)中心的季節(jié)變化必然引起大氣環(huán)流的季節(jié)變化，而大氣活動(dòng)中心的短期變化對(duì)大范圍的天氣造成重大影響，它們是制作天氣預(yù)報(bào)的背景條件。四、季風(fēng)環(huán)流（Monsoons）季風(fēng)定義：大范圍地區(qū)的風(fēng)向隨季節(jié)而有規(guī)律改變的盛行風(fēng)，稱為季風(fēng)。要求盛行風(fēng)的方向至少改變120°，盛行風(fēng)頻率＞40％。1、季風(fēng)的成因（FormationofMonsoons）：海陸季風(fēng)(Sea-LandMonsoon)：由海陸之間熱力異差引起的風(fēng)系隨季節(jié)有極明顯的變化，稱海陸季風(fēng)。行星季風(fēng)(PlantaryMonsoon)：由于行星風(fēng)帶隨季節(jié)移動(dòng)而引起的風(fēng)系變化，稱行星季風(fēng)。青藏高原的地形作用：青藏高原在夏季的熱源作用和冬季的冷源作用對(duì)維持和加強(qiáng)南亞季風(fēng)起了重要的作用。季風(fēng)的分布季風(fēng)主要分布在東亞、南亞、東南亞和赤道非洲四個(gè)區(qū)域。2、東亞季風(fēng)成因:主要是由于海陸間的熱力差異引起的。范圍：我國(guó)大部分地區(qū)，朝鮮半島和日本附近洋面。冬季風(fēng)特征：蒙古高壓盤踞亞洲大陸，寒潮和冷空氣不斷爆發(fā)南下，高壓前緣的偏北風(fēng)成為東亞的冬季風(fēng)。我國(guó)大部、朝鮮半島和日本附近洋面吹西北風(fēng)，東海南部、南海、臺(tái)灣海峽吹東北風(fēng)，風(fēng)力均在5-6級(jí)，最大可達(dá)8-9級(jí)或以上。夏季風(fēng)特征：陸地是印度低壓（亞洲低壓），海上是西太平洋副熱帶高壓。我國(guó)東部沿海、朝鮮、日本吹東南風(fēng)；南海、臺(tái)灣海峽、菲律賓附近洋面吹西南風(fēng)。風(fēng)力一般3-4級(jí)。季風(fēng)的天氣氣候特征：夏季風(fēng)：高溫、潮濕、多陰雨，來(lái)臨慢；冬季風(fēng)：大風(fēng)、降溫、干冷,來(lái)臨快、強(qiáng)度大。冬季風(fēng)大于夏季風(fēng)。3.南亞季風(fēng)(印度季風(fēng))成因：主要是行星風(fēng)帶的季節(jié)性位移引起的，也有海陸間的熱力差異和大地形（青藏高原）的作用。范圍：東非、西南亞、南亞、中印半島一帶，又稱印度季風(fēng)。夏季風(fēng)特征：整個(gè)北印度洋上吹強(qiáng)勁的西南風(fēng)，7-8月份風(fēng)力常達(dá)8-9級(jí)以上，并伴有雷雨。9-10月份開(kāi)始減弱，阿拉伯海的風(fēng)大于孟加拉灣，尤其是索科特拉島南側(cè)的北印度洋，西南風(fēng)特別大，是世界上最著名的狂風(fēng)惡浪海區(qū)之一。冬季風(fēng)特征：行星風(fēng)帶南移，亞洲大陸高壓強(qiáng)大，其南部的東北風(fēng)成為南亞的冬季風(fēng)。北印度洋吹東北風(fēng)，風(fēng)力一般為3-4級(jí)，是航海的“黃金季節(jié)”。季風(fēng)轉(zhuǎn)換時(shí)間：5月冬季風(fēng)轉(zhuǎn)夏季風(fēng)；10月夏季風(fēng)轉(zhuǎn)冬季風(fēng)。3、其他地區(qū)的季風(fēng)北澳、印尼和伊里安的季風(fēng)：冬季（南半球）東南風(fēng)，夏季西北風(fēng)。由于信風(fēng)帶的移動(dòng)引起。西非的季風(fēng)：塞內(nèi)加爾到塞拉利昂沿岸，夏季西南季風(fēng)，潮濕多雨；冬季東北季風(fēng)，干燥少雨。北美與南美的季風(fēng)：北美冬季西北風(fēng)，夏季西南風(fēng)。南美巴西東岸，7月份為東南風(fēng)，1月份則為東北風(fēng)或東風(fēng)。五、局地環(huán)流（地方性風(fēng)Localwind）1.海陸風(fēng)(SeaandLandBreeze)在海岸附近，由于海陸間熱力差異的日變化引起的。白天：風(fēng)從海洋吹向陸地稱海風(fēng)；夜間：風(fēng)從陸地吹向海洋稱陸風(fēng)。海風(fēng)＞陸風(fēng)，主要出現(xiàn)在中低緯度，氣溫日較差較大，多在夏季晴朗天氣條件下。2.山谷風(fēng)(MountainandValleyBreeze)在山區(qū)，由于山峰山谷的溫度差異產(chǎn)生的局地環(huán)流。白天：風(fēng)從山谷吹向山頂稱谷風(fēng)；夜間：風(fēng)從山頂吹向山谷稱山風(fēng)，谷風(fēng)＞山風(fēng)。在我國(guó)海陸風(fēng)和山谷風(fēng)均盛行的港口是連云港和秦皇島。3.峽谷風(fēng)當(dāng)氣流從開(kāi)闊地區(qū)吹進(jìn)峽口時(shí)，形成的強(qiáng)風(fēng)。如臺(tái)灣海峽、直布羅陀海峽等?！皪{管效應(yīng)”4.布拉風(fēng)（Bora）從山地或高原經(jīng)過(guò)低矮隘道向下傾落寒冷而又干燥的風(fēng)暴，稱布拉風(fēng)。典型的布拉風(fēng)出現(xiàn)在黑海的冬季，其破壞力很大，最大平均風(fēng)速可達(dá)40m/s—60m/s，氣溫可迅速降低到-27℃，可造成嚴(yán)重的“船舶積冰”。類似現(xiàn)象在土耳其沿海和亞得利亞海均可出現(xiàn)。其它地方性風(fēng)甚多。（見(jiàn)P44表1-7）第六節(jié)大氣濕度基本概念和知識(shí)點(diǎn)：濕度的概念；濕度的表示方法；濕度的變化；大氣中水汽凝結(jié)途徑。重點(diǎn)：濕度的表示方法；濕度的日年變化。一、濕度的定義和表示方法濕度(Humidity）：是表示大氣中水汽含量多少或空氣潮濕程度的物理量。大氣中的水汽是形成云、霧和降水等天氣現(xiàn)象的主要因子，同時(shí)對(duì)船運(yùn)貨物是否受潮變質(zhì)有很大的影響。通常表示大氣濕度的物理量有下列幾種。絕對(duì)濕度(absolutehumidity)a：?jiǎn)挝惑w積空氣中所含水汽的質(zhì)量（實(shí)際上就是水汽密度）。單位為g/cm3，g/m3。它直接表示空氣中含水汽的多少，絕對(duì)濕度大，水汽含量多，絕對(duì)濕度小，水汽含量少。絕對(duì)濕度不能直接測(cè)量，一般通過(guò)查算<濕度查算表>獲得。水汽壓（vapourpressure）e：指大氣中水汽所引起的那部分壓強(qiáng)稱水汽壓。單位與氣壓相同。它表示空氣中水汽含量的多少，水汽壓大，水汽含量多，水汽壓小，水汽含量少。水汽壓也不能直接測(cè)得，查算<濕度查算表>獲得。飽和水汽壓（saturationvapourpressure）E:指空氣達(dá)到飽和時(shí)的水汽壓。飽和空氣中的水汽壓是溫度的函數(shù)，即E=E(T)，隨著溫度的升高而增大。它表示空氣“吞食”水汽的能力，不反映空氣中水汽含量的多少。相對(duì)濕度（relativehumidity）f：指空氣中的實(shí)際水汽壓(e)與同溫度下的飽和水汽壓的百分比，即：f=e/E×100％。當(dāng)f＜100％未飽和；當(dāng)f=100％飽和；當(dāng)f＞100％過(guò)飽和。它表示空氣距離飽和的程度，不直接反映空氣中水汽含量的多少。露點(diǎn)(dewpoint)td：指空氣中水汽含量不變且氣壓一定時(shí),降低溫度使其空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度。單位與氣溫相同。它表示空氣中水汽含量的多少，水汽含量多，露點(diǎn)高;水汽含量少,露點(diǎn)低。通常以e為引數(shù)查算<露點(diǎn)查算表>獲得。溫度—露點(diǎn)差(t-td)：它的大小反映空氣距離飽和程度。t-td=0飽和；t-td＞0未飽和；t-td愈大，f愈小。另外，若濕球溫度趨于干球溫度，說(shuō)明相對(duì)濕度大，一般有霧或降水。二、大氣中水汽的分布大氣中的水汽主要來(lái)自下墊面的蒸發(fā)，水汽的凝結(jié)或凝華改變水汽的含量，其分布是不均勻的。垂直分布：絕對(duì)濕度隨高度的增加而迅速減小。在2公里高度處不足地面的1/2，5公里處減到地面1/10，90%的水汽集中在3公里以下的低層大氣中。水平分布：絕對(duì)濕度的水平分布與氣溫的水平分布基本一致。它與下墊面性質(zhì)（如海面、陸地、沙漠、冰面等）關(guān)系密切。赤道地區(qū)大，隨緯度的增高而遞減。三、濕度的日年變化水汽壓的日年變化：日變化與氣溫的一致，最高值出現(xiàn)在午后，最低值在清晨。年變化與氣溫的年變化相似，最高值出現(xiàn)在7～8月份，最低值出現(xiàn)在1～2月份。絕對(duì)濕度的日年變化：日變化與溫度的日變化一樣，最高值出現(xiàn)在午后，最低值出現(xiàn)在清晨。年變化與溫度的年變化趨勢(shì)一致，極大值出現(xiàn)在夏季（7月，8月），極小值出現(xiàn)在冬季（1月，2月）。相對(duì)濕度的日年變化：日變化與氣溫的日變化相反，最大值在清晨，最小值在午后。相對(duì)濕度的年變化在季風(fēng)盛行時(shí)，夏季大冬季小，而內(nèi)陸相反。四、大氣中水汽凝結(jié)途徑水汽含量不變降低溫度:大氣存在許多冷卻過(guò)程可以降低溫度，除上升運(yùn)動(dòng)中的絕熱冷卻外，還有輻射冷卻、平流冷卻、亂流冷卻和接觸冷卻等過(guò)程。氣溫不變?cè)黾铀?增加水汽的途徑主要是蒸發(fā)，如水面蒸發(fā)和云雨滴在下降過(guò)程中的蒸發(fā)等。蒸發(fā)量的大小主要取決于水面上空氣的飽和差（Ew-e）和風(fēng)速的大小。飽和差和風(fēng)速越大時(shí),蒸發(fā)量越大。兩者同時(shí)作用:若增加水汽和降低溫度同時(shí)進(jìn)行，將加速凝結(jié)過(guò)程。五、濕度與貨運(yùn)某些海上運(yùn)輸貨物因受潮而遭受貨損。貨損的原因是貨艙“出汗”和貨物“出汗”，前者水滴凝結(jié)于艙頂、艙壁，而后者水滴凝結(jié)于貨物上。一般而言，若艙內(nèi)溫度低于艙外露點(diǎn)，最好不要通風(fēng)；若艙內(nèi)溫度高于艙外露點(diǎn)，有必要開(kāi)艙通風(fēng)。四、大氣中的逆溫逆溫定義：在對(duì)流層中，某一時(shí)刻某氣層溫度隨高度上升或不變的狀態(tài)稱逆溫。逆溫所在的氣層稱逆溫層。（γ＜0或γ=0）逆溫的種類（1）輻射逆溫；（2）平流逆溫；（3）下沉逆溫；（4）湍流逆溫；（5）鋒面逆溫。逆溫對(duì)天氣的影響：逆溫的存在好象一個(gè)蓋子，能有效地抑制對(duì)流的發(fā)展，阻擋水汽和塵埃等向上輸送。低層逆溫，易發(fā)生霧或低云天氣?；靖拍詈椭R(shí)點(diǎn)：云的定義；云的形成和分類；降水的性質(zhì)；降水量。重點(diǎn)：云的物理分類；各種云的特征及伴隨的天氣；云的國(guó)際縮寫符號(hào)；降水的性質(zhì)；降水量。一、云(Cloud)定義：云是由大量的小水滴、小冰晶或兩者混合物組成的懸浮在空中的可見(jiàn)聚合體。云不僅可以反映當(dāng)時(shí)天氣狀況，同時(shí)也可預(yù)示未來(lái)天氣，“看云識(shí)天”就是這個(gè)道理。云層能阻擋太陽(yáng)和大氣輻射，影響氣溫和風(fēng)的日變化；某些云能產(chǎn)生陣性大風(fēng)、雷雨、冰雹、龍卷等惡劣天氣。云的形成條件：水汽條件：充足的水汽使空氣達(dá)到飽和狀態(tài)。冷卻條件：上升運(yùn)動(dòng)促使未飽和的空氣絕熱上升降溫達(dá)到飽和狀態(tài)。凝結(jié)核：可以促使水汽在一定溫度下凝結(jié)長(zhǎng)大。故此，上升運(yùn)動(dòng)＋水汽條件→云形成；下沉運(yùn)動(dòng)→云消散。云的物理分類按照大氣中上升運(yùn)動(dòng)的不同特點(diǎn)，將云分為積狀云、層狀云和波狀云。積狀云：由不穩(wěn)定層結(jié)的自由對(duì)流發(fā)展而形成的云。積狀云是大氣層結(jié)不穩(wěn)定作用的產(chǎn)物，所以又稱對(duì)流云。特點(diǎn)：塊狀，孤立分散，垂直發(fā)展的云塊，底部水平，頂部隆起呈圓弧狀，云內(nèi)不穩(wěn)定，水平范圍小。種類：積云(Cu)、積雨云(Cb)和卷云(Ci)。層狀云層狀云：在穩(wěn)定大氣層結(jié)中，由系統(tǒng)性的抬升運(yùn)動(dòng)而形成的云。如暖鋒抬升作用。特點(diǎn)：均勻成層，呈薄幕狀，水平范圍大，云頂如云海，云內(nèi)較穩(wěn)定。種類：卷層云(Cs)、高層云(As)、雨層云(Ns)、層云(St)。波狀云波狀云：在穩(wěn)定大氣層結(jié)中，由大氣波動(dòng)作用所產(chǎn)生的云。常形成在逆溫層上下。特點(diǎn)：波浪起伏狀的碎云塊和云片，云頂常有逆溫層，水平范圍較大。種類：卷積云(Cc)、高積云(Ac)、層積云(Sc)二、降水(Precipitation)降水：大氣中的水汽凝結(jié)（或凝華）物，從空中降到地面的現(xiàn)象。種類：雨、毛毛雨、凍雨（雨夾雪）、雪、冰雹、冰粒、冰針等。降水的性質(zhì)：連續(xù)性降水：指來(lái)自Ns和As的降水，具有持續(xù)穩(wěn)定的性質(zhì)，常在10h以上。如暖鋒降水。間歇性降水：指來(lái)自Sc和厚薄不均勻的As的降水，降水強(qiáng)度時(shí)大時(shí)小、時(shí)降時(shí)止，變化緩慢。陣性降水：指來(lái)自Cb和濃積云的降水，降水強(qiáng)度變化很快，驟降驟止，天空時(shí)明時(shí)暗，持續(xù)時(shí)間較短，幾十分鐘到幾小時(shí)，常伴有陣性大風(fēng)。第九節(jié)霧和能見(jiàn)度基本概念和知識(shí)點(diǎn)：霧與航海的關(guān)系；霧的分類；我國(guó)近海霧的分布；世界海洋霧的分布；船舶測(cè)算海霧方法；海面能見(jiàn)度。重點(diǎn)：各種霧的定義和特點(diǎn)；霧的生消條件；我國(guó)近海霧的分布特征；世界海洋霧上的主要霧區(qū)；船舶測(cè)算海霧方法；海面能見(jiàn)度。霧(Fog)一、霧的定義：由大量小冰滴、小冰晶或兩者的混合體所組成懸浮在近地面氣層中，使水平能見(jiàn)度小于0.5海里的天氣現(xiàn)象。水平能見(jiàn)度在0.5～5海里,稱輕霧(Mist)。霧與風(fēng)暴不同，風(fēng)暴伴隨狂風(fēng)、暴雨、巨浪呼嘯而來(lái)。霧則是靜悄悄地來(lái)，造成一場(chǎng)混亂后，又靜悄悄地離去，霧是航海的天敵。二、霧與航海的關(guān)系據(jù)世界海事組織統(tǒng)計(jì)，有60～70％的海事與霧有關(guān)系。霧不僅影響船舶的航行安全，還影響船舶天、地文的定位。霧中含有許多有毒物質(zhì),對(duì)人體十分有害。(52年倫敦的大霧，造成4800多人死亡,4個(gè)月后又死亡8000多人。1922年，英郵輪“埃及”號(hào)在法國(guó)沿岸霧中與法破冰船“西奈”號(hào)相撞，船上的近百名旅客和8000公斤黃金,3萬(wàn)公斤白銀一同沉入大海，故稱“吞金奪銀的霧”)。霧在自然界中可以裝點(diǎn)山川，使其呈現(xiàn)千姿百態(tài)，在軍事上作隱蔽物等。三、平流霧(AdvectionFog)1.定義：暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面，導(dǎo)致氣溫下降，水汽凝結(jié)所形成的霧,稱為平流霧，（又稱海霧seafog）。此霧多形成于冷暖海流交匯處的冷水面一側(cè)。特點(diǎn)：(1)濃度、厚度大：霧滴濃密，能見(jiàn)度惡劣，有時(shí)小于50米。厚達(dá)幾十到幾百米。(2)水平范圍廣：遍及整個(gè)海區(qū)，最大可達(dá)30萬(wàn)平方公里。(3)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：可數(shù)日不散。(4)大洋中無(wú)明顯的日變化：一天中任何時(shí)刻均可發(fā)生。(5)隨風(fēng)飄移：伸入大陸幾十公里。2.平流霧形成條件冷的海面和適當(dāng)?shù)暮鉁夭?平流霧多形成于冷暖海流交匯處的冷水面（表層水溫低于20℃）一側(cè)。海氣溫差在0～6℃范圍內(nèi)，2～3℃時(shí)霧出現(xiàn)的頻率最大。適宜的風(fēng)場(chǎng):風(fēng)力2～4級(jí)，風(fēng)向與海水等溫線垂直，（如我國(guó)近海S-SE-E等)。充沛的水汽：有源源不斷的水汽輸。低層逆溫:層結(jié)穩(wěn)定，抑制對(duì)流發(fā)展。3.平流霧消散條件風(fēng)向突變；（冷鋒過(guò)境）風(fēng)力增加；（大洋上風(fēng)力再大有時(shí)也不散）暖濕平流中斷；水--汽溫差拉大；近地面層結(jié)不穩(wěn)定。四、輻射霧(Radiationfog)定義：由下墊面輻射冷卻，使低層氣溫降到露點(diǎn)或以下時(shí)所形成的霧。多見(jiàn)于陸地上，又稱陸地霧。特點(diǎn)：四季均可發(fā)生，秋、冬頻。范圍、厚度均較小。日變化明顯，通常，夜間形成，清晨最濃，日出則散；可隨風(fēng)飄到海上10海里左右。形成條件：晴夜，下墊面輻射強(qiáng)，水汽含量充沛，低層微風(fēng)，層結(jié)穩(wěn)定。多見(jiàn)于晴朗、微風(fēng)、少云的冷高壓中心附近。（十霧九晴）五、鋒面霧(Frontalfog)定義：鋒面上暖氣團(tuán)中的較暖水滴落到冷空氣中，水滴蒸發(fā)所形成的霧。多見(jiàn)于錮囚鋒兩側(cè)、暖鋒前和第一型冷鋒后。特點(diǎn)：范圍不大，濃度和厚度均小，隨鋒移動(dòng)，持續(xù)時(shí)間短，不受日變化影響。六、蒸汽霧(Steamfog)定義：寒冷的空氣覆蓋在較暖的水面上，由水面蒸發(fā)而形成的霧。多見(jiàn)于水面溫度遠(yuǎn)高于空氣溫度時(shí)，冬季較高緯度的早上多見(jiàn)。特點(diǎn)：范圍和濃度不大，厚度小，離水面幾米，有時(shí)遮不住大船桅桿，持續(xù)時(shí)間短。形成條件：大的水氣溫差，即水溫、氣溫差不應(yīng)小于15℃，空氣層結(jié)穩(wěn)定，與風(fēng)速無(wú)關(guān)。北冰洋蒸汽霧最有名。在我國(guó)見(jiàn)于冬季渤海和黃海。蒸汽霧和鋒面霧統(tǒng)稱為蒸發(fā)霧。七、船舶測(cè)算海霧方法1.干濕球溫度表法用干濕球溫差來(lái)判斷：當(dāng)干球溫度高于濕球溫度，并且差值向增大的趨勢(shì)發(fā)展時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)霧；差值愈來(lái)愈小，向成霧的趨勢(shì)發(fā)展，差值趨于零出現(xiàn)霧。實(shí)際上在海上，相對(duì)濕度達(dá)到80%時(shí)，就可能出現(xiàn)霧。2.露點(diǎn)水溫圖解法當(dāng)水溫Tw高于露點(diǎn)溫度Td時(shí)，不可能出現(xiàn)霧；當(dāng)Td-Tw≥2℃，且其它條件適當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)海霧的概率為80%。3、天氣形勢(shì)判斷法在海霧多發(fā)區(qū)，應(yīng)連續(xù)接收地面預(yù)報(bào)圖和表層水溫圖，分析是否存在成霧條件：適當(dāng)?shù)沫h(huán)流條件，充足的水汽來(lái)源和冷的海面條件。結(jié)合船舶單站觀測(cè)資料進(jìn)行分析和測(cè)算。下圖是我國(guó)近海出現(xiàn)平流霧的四種典型天氣形勢(shì)：八、我國(guó)近海霧的分布我國(guó)近是北太平洋多霧區(qū)之一。主要以平流霧為主，鋒面霧和輻射霧次之。霧區(qū)分布：自渤海到北部灣基本呈帶狀分布。地理分布：南少北多，南窄北寬。季節(jié)變化：南早北晚，從春到夏由南向北推進(jìn)。南海北部沿岸12-4月為霧季，2-3月最多。東海3-7月為霧季，4-6月最多。黃海4-8月為霧季，6-7月最多。8月，除黃海北部外，我國(guó)整個(gè)沿海的霧驟然減少。在渤海和臺(tái)灣海峽東部霧較少，南海南部幾乎沒(méi)有霧。我國(guó)近海三個(gè)相對(duì)多霧區(qū)：1.山東半島南部成山頭到石島一帶，年霧日超過(guò)80天，最多95天，曾發(fā)生連續(xù)霧日達(dá)27天，有“霧窟”之稱。2.閩浙沿岸到長(zhǎng)江口一帶，年霧日平均50～60天。3.瓊州海峽到北部灣一帶，年霧日平均20～30天。我國(guó)近海霧的成因成因：主要與我國(guó)近海的兩支海流有關(guān)。黑潮暖流：世界著名暖流之一。由北赤道流在菲律賓以東向北，到臺(tái)灣島東南轉(zhuǎn)向東北，分出一支稱臺(tái)灣暖流。在日本西南分出兩支，一支流向日本海，稱對(duì)馬暖流。一支流向黃海，繞過(guò)老鐵山到渤海，稱黃海暖流。沿岸冷流：大陸江河入海徑流，包括遼南沿岸流、遼東沿岸流、渤海沿岸流、蘇北沿岸流和閩浙沿岸流等。夏季弱小僅在渤海灣，冬季強(qiáng)盛時(shí)達(dá)南海沿岸。春、夏東南風(fēng)不斷地將黑潮上空的暖濕空氣輸送到我國(guó)近海，便在我國(guó)沿岸冷水域上形成霧區(qū)。九、世界海洋霧的分布世界海洋霧區(qū)分布特點(diǎn)：春夏多，秋冬少；中高緯多于低緯；大洋西海岸多于東海岸；北大洋多于南大洋；大西洋多于太平洋。日本北海道東部至阿留申群島常年多霧:其成因主要是黑潮和親潮交匯的結(jié)果，夏季最多，出現(xiàn)頻率高達(dá)40％,是世界著名霧區(qū)之一。主要影響中-加和中-美西航線。北美圣勞倫斯至紐芬蘭附近海面終年多霧:春夏最盛，平均每月超過(guò)10個(gè)霧日，最大頻率達(dá)40％。成因主要是墨西哥灣流與拉布拉多冷流交匯處，是世界最著名霧區(qū)。主要影響歐-美航線。挪威、西歐沿岸與冰島之間海域常年多霧:夏季霧很頻，成因主要是北大西洋暖流與冰島冷流交匯形成。夏季多平流霧，秋冬季多鋒面霧和蒸汽霧。這一霧區(qū)位于北美與西歐和北歐的主要航道上，尤其是英吉利海峽和多佛爾海峽，來(lái)往船舶眾多，水流急且流向多變，再加上霧頻，船舶航行困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此水域霧中撞船事故在世界上首屈一指南半球的整個(gè)西風(fēng)帶上終年有霧。信風(fēng)帶海洋的東岸十、能見(jiàn)度（Visibility）海面能見(jiàn)度的概念在海面上，正常目力所能看到的最大水平距離，稱為海面能見(jiàn)度，以km或nmile為單位表示。所謂“能見(jiàn)”就是能將目標(biāo)物的輪廓從天空背景上分辨出來(lái)。在海洋上，通常以水天線作為目標(biāo)物進(jìn)行觀測(cè)。大氣透明度是影響能見(jiàn)度的直接因子，其次是目標(biāo)物和背景的亮度以及人的視覺(jué)感應(yīng)能力。能見(jiàn)度等級(jí)：能見(jiàn)度分成0～9共十個(gè)等級(jí)，具體見(jiàn)表。但世界各地向船舶發(fā)布的氣象報(bào)告中，采用以下等級(jí)：能見(jiàn)度惡劣Ve能見(jiàn)度不良Ve能見(jiàn)度中等Visibilitymoderate1～5e能見(jiàn)度良好Visibilitygood5～11e能見(jiàn)度很好Ve能見(jiàn)度極好Visibilityexcellent≥27e基本概念和知識(shí)點(diǎn)：船舶海洋水文氣象觀測(cè)意義、項(xiàng)目、時(shí)次和程序；觀測(cè)基本要求和注意事項(xiàng)；各種氣象海洋要素觀測(cè)方法。重點(diǎn)：各種氣象海洋要素觀測(cè)及記錄方法；主要天氣現(xiàn)象符號(hào)。意義：（1）彌補(bǔ)海上測(cè)站稀少，資料不足的狀況。（2）對(duì)天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行補(bǔ)充訂正。（3）為氣象導(dǎo)航提供時(shí)實(shí)資料。觀測(cè)項(xiàng)目、時(shí)次和程序項(xiàng)目：溫、壓、風(fēng)、濕、云、能、天、海浪、海溫、水樣采集、海發(fā)光等。時(shí)次：世界時(shí):0000Z、0600Z、1200Z、1800Z共四次。程序：正點(diǎn)前30分鐘開(kāi)始到正點(diǎn)結(jié)束，氣象項(xiàng)目觀測(cè)應(yīng)安排在正點(diǎn)前15分鐘內(nèi)進(jìn)行，氣壓觀測(cè)應(yīng)在接近正點(diǎn)時(shí)進(jìn)行。若因特殊原因不能按時(shí)觀測(cè)，可在正點(diǎn)后30分鐘內(nèi)補(bǔ)測(cè)完，記要欄內(nèi)加說(shuō)明。無(wú)法補(bǔ)測(cè)時(shí)，須注明原因。船舶海洋水文氣象觀測(cè)觀測(cè)基本要求和注意事項(xiàng)基本要求：⑴認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行測(cè)報(bào)；⑵堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)禁偽造記錄；⑶用鉛筆將觀測(cè)記錄填寫在記錄表上，字跡端正，不要涂改;⑷觀測(cè)后立即發(fā)報(bào)，最遲不能超過(guò)正點(diǎn)觀測(cè)后1小時(shí)。注意事項(xiàng)：觀測(cè)儀器應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行維修保養(yǎng)，定期進(jìn)行鑒定；值班員如遇特殊情況不能觀測(cè)時(shí)，亦應(yīng)委托他人負(fù)責(zé)完成測(cè)報(bào)。二、氣溫和濕度的觀測(cè)干濕球溫度表觀測(cè)：干球用來(lái)測(cè)定空氣溫度；干濕球溫差用來(lái)計(jì)算濕度；空氣越干燥，干濕球溫差越大，空氣越潮濕，干濕球溫差越小。注意事項(xiàng)：（1）保持百葉箱潔白。（2）按時(shí)加蒸餾水（無(wú)蒸餾水加雨水，其次飲用水），不能加海水。（3）及時(shí)更換紗布。濕度查算：利用氣溫和干濕球溫差，在濕度查算表中查出水汽壓和相對(duì)濕度；再利用水汽壓（絕對(duì)濕度）查算露點(diǎn)溫度。四、風(fēng)的觀測(cè)世界氣象組織規(guī)定海面風(fēng)的觀測(cè)應(yīng)采用正點(diǎn)前10分鐘內(nèi)的平均風(fēng)速及相應(yīng)的最多風(fēng)向。船舶在航行時(shí)由自動(dòng)風(fēng)向風(fēng)速儀測(cè)得的風(fēng)為視風(fēng)，又稱合成風(fēng)。視風(fēng)=船風(fēng)+真風(fēng)真風(fēng)的計(jì)算可以由儀器自動(dòng)進(jìn)行，輸入航向、航速后立即可顯示出真風(fēng)向和真風(fēng)速。也可以通過(guò)上述矢量關(guān)系用圖解法求出。圖解法求真風(fēng)以船位點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，先畫出船風(fēng)矢量，矢量的方向與航向相反，矢量的長(zhǎng)短表示航速的大??；再畫出視風(fēng)矢量，方向?yàn)橐曪L(fēng)向，矢量的長(zhǎng)度表示風(fēng)速；然后由船風(fēng)矢端到視風(fēng)矢端畫一矢量，其方向就是真風(fēng)向，矢量的長(zhǎng)度就是真風(fēng)速。五、海面有效能見(jiàn)度的觀測(cè)視力正常的人在四周海面二分之一以上視野范圍內(nèi)所能見(jiàn)到的最大水平距離，稱為海面有效能見(jiàn)度。能見(jiàn)度以公里（km）為單位。在白天根據(jù)水天交界線的清晰程度判定海面有效能見(jiàn)度。當(dāng)水天交界線完全看不清楚時(shí)，則按經(jīng)驗(yàn)判定。夜間觀測(cè)時(shí)，應(yīng)先在黑暗處停留至少5min，待眼睛適應(yīng)后進(jìn)行觀測(cè)，或根據(jù)月光、天黑以前能見(jiàn)度的變化趨勢(shì)以及當(dāng)時(shí)天氣現(xiàn)象和氣象要素的變化情況，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)。海面有效能見(jiàn)度記錄一位小數(shù)，能見(jiàn)度不足0.1km時(shí)記0.0。當(dāng)夜間無(wú)星光、無(wú)月光無(wú)法進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，相應(yīng)欄內(nèi)記“－”。六、云的觀測(cè)云的分類、特征及典型天氣高云：卷云、卷層云、卷積云。中云：高層云、高積云。低云：層積云、層云、雨層云、碎雨云、積云、積雨云。云量、云狀的觀測(cè)和記錄云量觀測(cè)包括總云量和低云量，云量用云遮蔽天空視野的成數(shù)來(lái)表示，如云占天空的1/10時(shí)，云量記1，云布滿全天時(shí)，云量記10。云狀按國(guó)際簡(jiǎn)寫字母，分高、中、低三族記入相應(yīng)的欄內(nèi)。若天空同時(shí)出現(xiàn)幾種云時(shí)，按高、中、低云和云量多少的順序記錄。天氣狀況不明時(shí)云的記錄因霧等天氣現(xiàn)象使云量、云狀無(wú)法辯明時(shí)，總、低云量記10，云狀欄記天氣現(xiàn)象符號(hào)。若因煙、霾等現(xiàn)象使天空云量、云狀全部或部分不明時(shí)，總、低云量記“-”，云狀欄記天氣現(xiàn)象符號(hào)。云的夜間觀測(cè)夜間應(yīng)站在沒(méi)有燈光或燈光比較暗的地方進(jìn)行觀測(cè)，根據(jù)星光的有無(wú)和模糊程度來(lái)判斷是否有云或什么云。高云一般都可見(jiàn)星光，Cs使星光模糊而均勻，Ci使星光有的地方明亮，有的地方模糊。層狀云（Ns、As、St）一般都遮蔽全天，看不到星光。As使天空較明亮，Ns使天空較暗黑，St使天空均勻低暗。七、天氣現(xiàn)象的觀測(cè)天氣現(xiàn)象有100多種，主要掌握以下幾種：霾（Haze）：大量細(xì)微的塵粒、煙粒、鹽粒等均勻的漂浮在空中，使水平能見(jiàn)度小于5海里的空氣混濁現(xiàn)象。（∞）輕霧（Mist）：水平能見(jiàn)度在0.5～5海里的薄霧。（〓）雷暴（Thunderstorm）：積雨云中產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。龍卷（Spout）：一種小范圍的強(qiáng)烈旋風(fēng)，外觀上表現(xiàn)為從積雨云底盤旋下垂的一個(gè)漏斗狀云體。霧（Fog）：懸浮在空中的大量微小水滴，使水平能見(jiàn)度小于0.5海里。(≡)毛毛雨（Drizzle）：稠密、細(xì)小而十分均勻緩慢的液態(tài)降水。微弱時(shí)徐徐下落，迎面有潮濕感，水面無(wú)波紋。(，)雨（Rain）：強(qiáng)度變化緩慢的滴狀液態(tài)降水。（?）天氣現(xiàn)象的觀測(cè)雪（Snow）：白色不透明的星狀、六角形片狀結(jié)晶固體降水。雨夾雪（RainandSnow）：雪和雨同時(shí)下降。陣雨（ShoweryRain）開(kāi)始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的液態(tài)降水?陣雪：（ShowerySnow）開(kāi)始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的固態(tài)降水。陣性雨夾雪（ThunderRainandSnow）：開(kāi)始和停止較突然、強(qiáng)度變大。冰雹（Hail）：堅(jiān)硬的球狀、錐狀或形狀不規(guī)則的固體降水。雷雨（ThunderShower）：雷暴和降水同時(shí)出現(xiàn)。沙塵暴(Sandstorm)：由強(qiáng)風(fēng)將地面大量塵沙吹起，使空氣混濁，天色昏黃，水平能見(jiàn)度?1.0km的天氣現(xiàn)象。揚(yáng)沙:Vs在1-10km，浮塵:漂浮在空中Vs?10km。S八、海浪的觀測(cè)海浪的觀測(cè)主要包括浪高、浪向和周期的觀測(cè)。浪高是指相鄰波峰和波谷之間的垂直距離，單位為米。觀測(cè)時(shí)根據(jù)浪的特征區(qū)分出風(fēng)浪和涌浪，在較遠(yuǎn)處各挑選3～5個(gè)顯著大波求取平均值為相應(yīng)風(fēng)浪和涌浪的波高。涌浪傳來(lái)的方向稱涌浪向，可以用羅經(jīng)上的方位儀進(jìn)行觀測(cè)，以度為單位。周期是指兩相鄰的波峰（或波谷）相繼通過(guò)一固定點(diǎn)所需時(shí)間，單位為秒，一般連續(xù)觀測(cè)10個(gè)較大波浪的周期，然后求平均值作為所測(cè)結(jié)果。九、表層海溫和海水采樣的觀測(cè)表層海水溫度是指海表面到水深0.5米之間的水溫，單位為攝氏度（℃），使用專用的表層海水溫度表進(jìn)行觀測(cè)。每天世界時(shí)06點(diǎn)按要求采集水樣一瓶。海水采樣：每天06Z測(cè)水溫時(shí)采水樣一瓶；采集量至少250ml；采用密封性能好的樣品瓶，樣品必須放在室內(nèi)陰暗處，待到港后交測(cè)報(bào)管理部門。十、海發(fā)光的觀測(cè)夜間海面出現(xiàn)的浮游生物的發(fā)光現(xiàn)象稱為海發(fā)光。觀測(cè)時(shí)，站在背光的黑暗處，按發(fā)光程度分級(jí)填寫。第一節(jié)氣團(tuán)與鋒第二節(jié)鋒面氣旋第三節(jié)冷高壓第四節(jié)副熱帶高壓第五節(jié)熱帶氣旋第七節(jié)熱帶輻合帶、東風(fēng)波、熱帶云團(tuán)第八節(jié)中小尺度天氣系統(tǒng)基本概念和知識(shí)點(diǎn)：氣團(tuán)的定義；氣團(tuán)的形成條件；氣團(tuán)的分類；氣團(tuán)變性：影響我國(guó)的氣團(tuán)。鋒的概念；鋒的分類；鋒面天氣。重點(diǎn):氣團(tuán)的熱力分類；冷、暖氣團(tuán)的天氣特征；鋒的分類；鋒面天氣。天氣變化是十分復(fù)雜的，同一時(shí)刻不同地區(qū)天氣不同，同一地區(qū)不同時(shí)刻天氣也不同。這種天氣變化和天氣現(xiàn)象是由大氣的物理性質(zhì)和大氣中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程所決定的。而大氣的不同物理性質(zhì)是大氣運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同地理環(huán)境不斷作用下形成的。地球表面十分寬廣，地表性質(zhì)十分復(fù)雜，在其上面運(yùn)行著的空氣必然具有多種多樣的物理性質(zhì)，正是由于這些性質(zhì)不同，從而形成了各種不同性質(zhì)的氣團(tuán)，并引起各種不同的天氣現(xiàn)象。一、氣團(tuán)(AirMass)定義：在廣大空間里存在著水平方向上物理屬性（主要指溫度、濕度和穩(wěn)定度等）相對(duì)比較均勻的大塊空氣,稱氣團(tuán)。水平范圍:幾百到幾千公里不等。垂直范圍:可達(dá)幾公里到十幾公里。在同一氣團(tuán)內(nèi)，氣象要素(如溫度）的變化相對(duì)比較小。水平溫度梯度一般小于1-2℃/100km。1.氣團(tuán)的形成形成條件大范圍物理性質(zhì)比較均勻的下墊面穩(wěn)定的環(huán)流條件2.氣團(tuán)的分類(地理分類)冰洋氣團(tuán)(Arcticairmass)：65以上的極區(qū)。冰洋大陸氣團(tuán)（ArcticcontinentalairmassAC）特征：干冷、氣壓高、晴朗、穩(wěn)定。冰洋海洋氣團(tuán)（ArcticmaritimeairmassAm）特征：與AC相近，夏季從海洋獲得熱量和水汽。極地氣團(tuán)(Polarairmass)：緯度40～70。極地大陸氣團(tuán)（PolarcontinentalairmassPc）特征：干冷、晴朗、低層逆溫、氣層穩(wěn)定。極地海洋氣團(tuán)（PolarmaritimeairmassPm）特征：冷濕、多云、陰天。熱帶氣團(tuán)(Tropicalairmass):緯度10～40。熱帶大陸氣團(tuán)（TropicalcontinentalairmassTc）特征：炎熱、干燥，晴朗少云、低層不穩(wěn)定。熱帶海洋氣團(tuán)（TropicalmaritimeairmassTm）特征：熱、濕不穩(wěn)定、晴朗。赤道氣團(tuán)(Equatorialairmass):緯度10以內(nèi)。特征：熱濕、不穩(wěn)定、多雷暴、陣性大風(fēng)和陣性降水天氣。氣團(tuán)的熱力分類按氣團(tuán)的熱力性質(zhì)分類就是依據(jù)氣團(tuán)的溫度和所經(jīng)下墊面的溫度對(duì)比來(lái)劃分。冷氣團(tuán)(ColdAirMass)移向暖的下墊面的氣團(tuán)。具有不穩(wěn)定的天氣特點(diǎn)。暖氣團(tuán)(WarmAirMass)移向冷的下墊面的氣團(tuán)。具有穩(wěn)定的天氣特點(diǎn)。另外，兩氣團(tuán)相遇時(shí)相對(duì)暖的稱暖氣團(tuán)，冷的稱冷氣團(tuán)。3.氣團(tuán)變性(AirMassModification)氣團(tuán)原有物理屬性的改變，稱為氣團(tuán)變性。氣團(tuán)變性的快慢主要取決于以下因素：(1)源地性質(zhì)與所經(jīng)下墊面性質(zhì)差異的大小。(2)離開(kāi)源地時(shí)間的長(zhǎng)短和路程遠(yuǎn)近。(3)空氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和季節(jié)。通常冷氣團(tuán)變性快于暖氣團(tuán)。陸上快于海上。4.冷、暖氣團(tuán)的天氣特征冷氣團(tuán)溫度：使所經(jīng)下墊面溫度降低，本身溫度升高。濕度：干燥穩(wěn)定度：不穩(wěn)定，變性快易對(duì)流云系：多積狀云降水：陣性能見(jiàn)度：低層好，高層差風(fēng)：陣性大風(fēng)，有明顯有日變化（上午弱，下午強(qiáng)）暖氣團(tuán)溫度：使所經(jīng)下墊面溫度升高，本身溫度降低。濕度：潮濕穩(wěn)定度：穩(wěn)定，變性慢不易對(duì)流云系：多層狀云降水：連續(xù)性降水能見(jiàn)度：低層差風(fēng)：常定風(fēng)，日變化不明顯5.影響我國(guó)的氣團(tuán)冬季：我國(guó)大部分地區(qū)主要受變性極地大陸氣團(tuán)(Pc)的影響:來(lái)自西伯利亞和蒙古的冷空氣控制我國(guó)大部地區(qū)，一般多大風(fēng)、降溫天氣。氣候特點(diǎn)是干燥、晴朗、低溫、多偏北風(fēng)華南、西南等地受熱帶海洋氣團(tuán)(Tm)影響，潮濕多陰雨或霧。夏季：我國(guó)沿海主要受變性熱帶海洋氣團(tuán)(Tm)影響:氣候特點(diǎn)是炎熱、潮濕、多雷雨，如江淮“梅雨”。在我國(guó)西北主要受熱帶大陸氣團(tuán)(Tc)影響，干燥、炎熱、少雨，在它的控制下常出現(xiàn)嚴(yán)重的干旱和酷暑。云南、云貴高原南部受SW夏季風(fēng)影響，形成了得天獨(dú)厚的獨(dú)特氣候。如聞名于世的西雙版納