第四章-大氣與氣候3教材

第三節(jié)大氣運(yùn)動(dòng)和天氣系統(tǒng)

第三節(jié)大氣運(yùn)動(dòng)和天氣系統(tǒng)風(fēng)——空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱為風(fēng)；空氣的垂直運(yùn)動(dòng)稱為上升氣流或下沉氣流。地球上大氣的運(yùn)動(dòng)形式以水平運(yùn)動(dòng)最為廣泛和持久。WNSENESESWNW——風(fēng)是矢量，既有風(fēng)向，又有風(fēng)速。風(fēng)向指風(fēng)的來向，以16個(gè)方位或360°方位角表示。風(fēng)速以m／s

或km／h表示；根據(jù)風(fēng)速的大小，可將風(fēng)力劃分為13級(jí)（0—12級(jí)）。一、大氣的水平運(yùn)動(dòng)（一）影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的四種力氣壓梯度力（原動(dòng)力）；地轉(zhuǎn)偏向力（改變方向）；慣性離心力（改變方向）；摩擦力（減速、改變方向）;二、大氣環(huán)流

★大氣環(huán)流是指大范圍的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（一）全球環(huán)流

1、全球7個(gè)緯向氣壓帶①赤道低壓帶；②極地高壓帶；③副熱帶高壓帶；④副極地低壓帶。2、行星風(fēng)系——行星風(fēng)系是指不考慮海陸分布和地形起伏等的影響，全球性的低層盛行風(fēng)帶。主要包括三個(gè)盛行風(fēng)帶：①信風(fēng)帶：由副熱帶高壓帶吹向赤道，屬性干燥。北半球?yàn)闁|北信風(fēng)，南半球?yàn)闁|南信風(fēng)；②盛行西風(fēng)帶：由副熱帶高壓帶吹向高緯地區(qū)。北半球?yàn)槲髂巷L(fēng)，南半球?yàn)槲鞅憋L(fēng)；③極地東風(fēng)帶：由極地高壓向外輻散形成。氣壓帶和風(fēng)帶①信風(fēng)環(huán)流圈（Hadley環(huán)流）：分布于赤道與南北緯30°之間。高空由赤道吹向副熱帶高壓帶（西風(fēng)），地面由副熱帶吹向赤道（信風(fēng)）。②中緯度環(huán)流圈（Ferrel環(huán)流）：分布于中緯度約30°—65°地帶。地面由副熱帶高壓帶吹向副極地低壓帶（西風(fēng)），高空由副極地低壓帶返回。③極地環(huán)流圈：分布于高緯度約60°與極地之間地帶。地面由極地高壓帶吹向副極地低壓帶（東風(fēng)），高空由副極地低壓帶返回（西風(fēng)）。3、經(jīng)向三圈環(huán)流經(jīng)向三圈環(huán)流65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESEWWWWWW極地高壓副極地低壓副熱帶高壓赤道低壓副熱帶高壓副極地低壓極地高壓0°65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESEWWWWWW極地高壓副極地低壓副熱帶高壓赤道低壓副熱帶高壓副極地低壓極地高壓0°（二）季風(fēng)環(huán)流季風(fēng)的英文名稱是“monsoon”，源自阿拉伯語“mausem”，意為季節(jié)。◆以一年為周期，大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)隨季節(jié)變化而方向相反的風(fēng)系，稱為季風(fēng)。季風(fēng)是由于海洋與大陸之間的熱力差異而形成的大范圍熱力環(huán)流。◆夏季，風(fēng)由海洋吹向陸地，形成夏季風(fēng)；冬季，風(fēng)由陸地吹向海洋，形成冬季風(fēng)。◆世界季風(fēng)區(qū)分布：約在30°W—170°E，20°S—35°N的范圍，其中以東亞和南亞的季風(fēng)最顯著。東亞季風(fēng)范圍廣、強(qiáng)度大，冬季風(fēng)強(qiáng)于夏季風(fēng)。南亞季風(fēng)（印度季風(fēng)），夏季風(fēng)強(qiáng)于東季風(fēng)。亞洲季風(fēng)區(qū)

非洲季風(fēng)區(qū)

澳洲季風(fēng)區(qū)

（三）局地環(huán)流——指由于局部環(huán)境如地形起伏、受熱不均等而產(chǎn)生的小范圍環(huán)流，也稱地方性風(fēng)系。1、海陸風(fēng)：發(fā)生在海陸交界地帶，由海陸熱力差異引起，風(fēng)向轉(zhuǎn)換以一天為周期。2、山谷風(fēng)：白天，地面風(fēng)從谷地吹向山坡，夜晚風(fēng)向相反；3、焚風(fēng)：背風(fēng)坡氣溫比迎風(fēng)坡同高度上的氣溫高很多、干燥很多。在山區(qū)，一年四季均可出現(xiàn)。三、天氣系統(tǒng)——指大氣中引起天氣變化的水平或垂直分布的各種尺度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)其水平范圍可以分為：

小尺度天氣系統(tǒng)——10

km級(jí)，存在數(shù)小時(shí)內(nèi)；中尺度天氣系統(tǒng)——101～102km級(jí)，存在1天內(nèi)；大尺度天氣系統(tǒng)——103km級(jí)，存在數(shù)天或以上。（一）氣團(tuán)與鋒1、氣團(tuán)：是指在水平方向上物理屬性比較均勻的大塊空氣。其水平范圍幾百到幾千公里，垂直范圍幾到十幾公里?！?dú)鈭F(tuán)變性：當(dāng)氣團(tuán)離開源地，其物理屬性逐漸改變，獲得新的屬性，這種過程就稱為氣團(tuán)變性。日常所見的氣團(tuán)，大多屬于變性氣團(tuán)?！?dú)鈭F(tuán)的分類

①地理分類法（地理位置和下墊面性質(zhì)）：按氣團(tuán)源地分成四個(gè)基本類型：

冰洋氣團(tuán)、極地氣團(tuán)、熱帶氣團(tuán)、赤道氣團(tuán)；按氣團(tuán)源地的海陸位置，又把前三種類型分為海洋氣團(tuán)和大陸氣團(tuán)。赤道氣團(tuán)源地是海洋，不再分海、陸型。②熱力分類法：凡是氣團(tuán)溫度高于流經(jīng)下墊面溫度的，稱為暖氣團(tuán)；相反，氣團(tuán)溫度低于流經(jīng)下墊面溫度的，稱為冷氣團(tuán)。2、鋒冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)地面對(duì)流層頂下界上界寬度高度——指兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)相遇時(shí)，在它們之間形成一個(gè)狹窄的過渡帶。通常把鋒看成是一個(gè)幾何面，稱為鋒面，鋒面與地面的交線稱為鋒線。鋒面和鋒線統(tǒng)稱為鋒。鋒面云鋒面云——鋒的分類根據(jù)鋒面兩側(cè)冷暖氣團(tuán)移動(dòng)方向和結(jié)構(gòu)可分為：①冷鋒：冷氣團(tuán)主動(dòng)向暖氣團(tuán)方向移動(dòng)的鋒；②暖鋒：暖氣團(tuán)主動(dòng)向冷氣團(tuán)方向移動(dòng)的鋒；③準(zhǔn)靜止鋒：很少移動(dòng)或移動(dòng)速度很慢的鋒；④錮囚鋒：兩條移動(dòng)的鋒相遇合并所形成的鋒。根據(jù)形成鋒的氣團(tuán)源地可分為：冰洋鋒：冰洋氣團(tuán)——極地氣團(tuán)；極鋒：極地氣團(tuán)——熱帶氣團(tuán)；赤道鋒：熱帶氣團(tuán)——赤道氣團(tuán)；3、鋒面天氣是指鋒附近的云、降水、風(fēng)等氣象要素的分布狀況。①冷鋒天氣一型冷鋒：移動(dòng)慢，鋒面坡度較小。鋒后為穩(wěn)定性降水區(qū)。由于移動(dòng)慢，暖空氣上升較慢較平穩(wěn)而出現(xiàn)層狀云，降雨緩和。冷鋒過境時(shí)，氣溫下降，氣壓升高。二型冷鋒：移動(dòng)快，鋒面坡度較大，云雨區(qū)較窄。由于移動(dòng)快，暖空氣受冷空氣猛烈沖擊快速上升而成濃厚的積雨云，常有雷雨狂風(fēng)。冷鋒過境時(shí)，氣溫急降，但時(shí)間短暫，鋒線一過天氣轉(zhuǎn)晴。②暖鋒天氣：鋒面坡度小。鋒前為較寬的連續(xù)性降水區(qū)，廣闊的云雨區(qū)連綿數(shù)百公里，造成持續(xù)不斷的降雨,歷時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)度小。暖鋒會(huì)使所經(jīng)過地區(qū)的氣溫增高。③準(zhǔn)靜止鋒天氣：鋒面坡度比暖鋒更小，鋒前連續(xù)性降水區(qū)更寬廣，但降水強(qiáng)度小，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。鋒面帶上常有低氣壓擾動(dòng)發(fā)生并伴隨中到大雷陣雨。（二）氣旋與反氣旋大氣中占據(jù)三度空間的大尺度水平空氣渦旋，中心氣壓比周圍低的，稱為氣旋；中心氣壓比周圍高的，稱為反氣旋。從氣壓場(chǎng)來說，分別稱為低氣壓和高氣壓。1、鋒面氣旋（溫帶氣旋）生成和活動(dòng)在溫帶地區(qū)的氣旋，稱為溫帶氣旋。是溫帶地區(qū)產(chǎn)生大范圍云雨天氣的主要系統(tǒng)。溫帶氣旋主要出現(xiàn)在東亞、北美、地中海等地區(qū)。發(fā)展成熟的鋒面氣旋天氣模式為：氣旋前方是寬闊的暖鋒云系和相伴的連續(xù)性降水天氣，氣旋后方是比較狹窄的冷鋒云系和降水天氣，氣旋中部是暖氣團(tuán)天氣。2、熱帶氣旋◆生成于熱帶海洋上、具有暖心結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大而深厚的氣旋性渦旋。它來臨時(shí)往往帶來狂風(fēng)、暴雨和驚濤駭浪，具有很大的破壞力，是一種災(zāi)害性天氣。也帶來充沛雨水，有利于緩和或解除盛夏旱象。赤道全世界平均每年發(fā)生熱帶氣旋和臺(tái)風(fēng)為79.8次南北緯5～20°，年平均水溫＞26.5℃。赤道(1)分類

熱帶氣旋按中心附近地面最大風(fēng)速劃分名稱屬性熱帶低壓Tropicaldepression最大風(fēng)速：＜17.2m／S即風(fēng)力為：6～7級(jí)熱帶風(fēng)暴Tropicalstorm最大風(fēng)速：17.2～24.4m／S即風(fēng)力為：8～9級(jí)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴Severetropicalstorm最大風(fēng)速：24.5～32.6m／S即風(fēng)力為：10～11級(jí)臺(tái)風(fēng)Typhoon最大風(fēng)速：＞32.6m／S即風(fēng)力為：＞12級(jí)超強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“錫德”襲擊孟加拉國(guó)，已造成大量人員傷亡。該國(guó)軍方消息稱，目前已證實(shí)有3000多人死亡。超強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“錫德”襲擊孟加拉國(guó)超強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“錫德”襲擊孟加拉國(guó)(2)臺(tái)風(fēng)

臺(tái)風(fēng)常常帶來狂風(fēng)暴雨，一天的降雨量可達(dá)30億噸，多的甚至超過200億噸。多發(fā)生在南、北緯5°～20°的海水溫度較高的洋面上。主要發(fā)生在8個(gè)海區(qū)：北半球的北太平洋西部和東部、北大西洋西部、孟加拉灣和阿拉伯海5個(gè)海區(qū)，南半球的南太平洋西部、南印度洋西部和東部3個(gè)海區(qū)?！襞_(tái)風(fēng)形成的基本條件①低空存在一個(gè)熱帶擾動(dòng)，造成輻合流場(chǎng)，是熱帶氣旋發(fā)展的基礎(chǔ)；②有廣闊的高溫洋面，蒸發(fā)大量水汽到空中凝結(jié)，提供臺(tái)風(fēng)形成所需的巨大潛熱，形成暖心；③有一定的地轉(zhuǎn)偏向力，使擾動(dòng)氣流漸變?yōu)闅庑孕D(zhuǎn)的水平渦旋；④基本氣流的風(fēng)速垂直切變要小，使?jié)摕岵粩U(kuò)散，形成、保持暖心結(jié)構(gòu)及加強(qiáng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)。臺(tái)風(fēng)的流場(chǎng)云柱向上發(fā)展旺盛垂直高度：15-20km下：逆入；上：順出◆臺(tái)風(fēng)的特征

臺(tái)風(fēng)的空間形態(tài)就象一個(gè)巨大的云柱，其半徑一般200～300km，最大的可＞500km。臺(tái)風(fēng)的頂部是大致圓形呈螺旋狀順時(shí)針向外旋出的氣流，臺(tái)風(fēng)的底部在北半球是繞臺(tái)風(fēng)中心逆時(shí)針旋進(jìn)的氣流（在南半球則作順時(shí)針方向旋進(jìn)）。

在臺(tái)風(fēng)云柱中央有一個(gè)直徑約50km的基本無風(fēng)、無云、無雨的區(qū)域，這就是臺(tái)風(fēng)眼。離開臺(tái)風(fēng)眼向外就是云層最厚的暴雨帶，再向外則是大風(fēng)區(qū)。

臺(tái)風(fēng)的生命周期，短者只一、兩天，長(zhǎng)者可達(dá)兩星期，平均約四～五天?！襞_(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)與天氣大風(fēng)區(qū)臺(tái)風(fēng)眼暴雨帶暴雨帶500km◆臺(tái)風(fēng)的命名

根據(jù)世界臺(tái)風(fēng)委員會(huì)第31屆會(huì)議的決議，從2000年1月1日起，采用具有亞洲風(fēng)格的名字對(duì)西北大西洋和南海生成的熱帶氣旋進(jìn)行命名，旨在幫助人們對(duì)熱帶氣旋提高警覺，增強(qiáng)警報(bào)效果。

由亞太地區(qū)的中國(guó)、中國(guó)香港、中國(guó)澳門、日本、柬埔寨、老撾、馬來西亞、密克羅尼西亞聯(lián)邦、菲律賓、朝鮮、韓國(guó)、泰國(guó)、美國(guó)和越南等14個(gè)成員一共提供140個(gè)名字（每個(gè)成員提供10個(gè)名字）。

這140個(gè)名字分成10組，每組里的14個(gè)名字（每個(gè)成員提供1個(gè)名字），按每個(gè)成員的字母順序依次排列。命名表按順序、循環(huán)使用。

由我國(guó)提供的10個(gè)名字是：龍王、玉兔、風(fēng)神、杜鵑、海馬、悟空、海燕、海神、電母、海棠。3、反氣旋①冷性反氣旋（冷高壓），形成于中、高緯度地區(qū)，如北半球格陵蘭、加拿大、西伯利亞和蒙古等地。冬半年活動(dòng)頻繁，勢(shì)力強(qiáng)大，影響范圍廣泛，常常造成降溫、大風(fēng)天氣。②暖性反氣旋（暖高壓），形成于副熱帶地區(qū)，常年存在，冬季位置偏南，夏季偏北。暖性反氣旋控制地區(qū)，氣流下沉，天氣晴朗炎熱干燥。結(jié)束全球大氣環(huán)流示意圖40°S—60°S盛行西風(fēng)帶40°S—60°S盛行西風(fēng)帶開普敦好望角◆亞洲夏季風(fēng)

南太平洋副高（澳大利亞高壓）

東南信風(fēng)過赤道流

西南季風(fēng)

西太平洋副高（夏威夷高壓）

梅雨鋒

極地氣團(tuán)TUSRQOP亞洲低壓（印度低壓）

夏季風(fēng)季風(fēng)槽0°10°N20°N30°N40°N50°N60°N西太平洋副高西南季風(fēng)東南季風(fēng)印度低壓冬季風(fēng)0°10°N20°N30°N40°N50°N60°N亞洲高壓東北風(fēng)西北風(fēng)阿留申低壓海陸風(fēng)與山谷風(fēng)海陸山谷谷風(fēng)地形雨與焚風(fēng)迎風(fēng)坡背風(fēng)坡鋒的符號(hào)鋒的符號(hào)暖鋒冷鋒錮囚鋒準(zhǔn)靜止鋒冷鋒冷鋒冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖鋒暖鋒冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷鋒與暖鋒天氣冷鋒暖鋒鋒后鋒前鋒后鋒前鋒后降水區(qū)鋒前降水區(qū)◆梅雨鋒梅雨鋒“梅雨鋒”屬于準(zhǔn)靜止鋒“梅雨”之名起源于每年6、7月間我國(guó)江南一帶梅子成熟季節(jié)的連綿降雨由于久雨不晴，器物容易錮囚鋒天氣冷空氣涼空氣冷空氣涼空氣暖空氣冷鋒暖鋒暖空氣暖空氣大雨小雨錮囚鋒錮囚鋒鋒面氣旋鋒面氣暖鋒冷鋒云雨區(qū)域圖例暖鋒暖鋒冷鋒冷鋒LL冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)HH鋒面氣旋的形成與消亡L冷氣團(tuán)準(zhǔn)靜止鋒準(zhǔn)靜止鋒暖氣團(tuán)冷鋒冷鋒冷鋒冷鋒暖鋒LL暖鋒暖鋒暖鋒錮囚鋒新生期：冷、暖氣團(tuán)對(duì)峙新生期：氣旋生成成熟期：冷、暖鋒相互入侵降水降水降水成熟期：氣旋加深，降水?dāng)U大錮囚期：氣旋趨于消亡消散期：冷、暖氣團(tuán)恢復(fù)對(duì)峙臺(tái)風(fēng)形成過程臺(tái)風(fēng)形成過程菲律賓菲律賓菲律賓菲律賓熱帶擾動(dòng)，臺(tái)風(fēng)形成前一天熱帶低壓形成加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴臺(tái)風(fēng)形成超強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“錫德”襲擊孟加拉國(guó)運(yùn)行軌跡臺(tái)風(fēng)云系1臺(tái)風(fēng)云系臺(tái)風(fēng)云系2臺(tái)風(fēng)，太平洋臺(tái)風(fēng)云系3颶風(fēng)，北美臺(tái)風(fēng)“麗莉”國(guó)際空間站，2002年臺(tái)風(fēng)“麗莉”——約15浬寬的“臺(tái)風(fēng)眼”臺(tái)風(fēng)“飛燕”襲擊福州20010623臺(tái)風(fēng)“鳴蟬”臺(tái)風(fēng)“鳴蟬”韓國(guó)釜山，20030913臺(tái)風(fēng)“蝎虎”橫掃日本臺(tái)風(fēng)“蝎虎”橫掃日本20041020西移路徑臺(tái)風(fēng)“洛克”，2005西北移路徑臺(tái)風(fēng)“碧利斯”，2000轉(zhuǎn)向路徑臺(tái)風(fēng)“電母”，2004