中小尺度气象学5章.ppt

越过帕米尔高原下达库车、喀什等地的西北大风; 越过天山山脉到达吐鲁番的偏西大风; 越过贺兰山到银川的西北大风; 以及阿尔卑斯山北侧干暖偏南焚风(foehn) 喀尔巴阡山背后干冷东北布拉风(bora)。 风速：5－45m/s, 最大54m/s以上 强风速持续时间：4－8小时 根据下坡风建立时温度和湿度的明显变化，将下坡风分为焚风和布拉风 “罗莎”来袭，台东县由于受到中央山脉屏障影响，不仅无风无雨，而且6日10时后气温开始攀升，由28摄氏度升至36摄氏度。焚风现象使得台东市区就像烤箱一般，民众躲在屋内减少外出，甚至有人“台风天开空调消暑”。 布拉风的直接原因是气压差。当冷空气被山脉或高地阻挡聚集起来，形成了很高的气压，而温暖的海面上空却处于暖空气低气压控制，这时，在气压 梯度力的作用下，山上或高地的冷空气会从高压区流向低压区，冷而重的空气像瀑布一样直泻山麓，冷空气的势能转化成动能，犹如从山坡上滚下来的石头越滚越快 一样，使到达海岸的风速骤然增大。 由于冷空气来源于高寒地带，温度很低，它过山下降时虽有绝热增温效应（当空气和外界不发生热量交换，气压增高时，空气因 压缩而增温），但比背风坡原来的气温还是低得多，因此，布拉风所经之处，气温会迅速降低。 凡地处高寒山区，又面临温暖海面的地形，都有发生布拉风的可能。 Oke等(1987)认为城市热岛的主要成因有七个方面， 城市上空温度较高，增大了向下的长波辐射； 由于城市街渠三维结构的存在，使得城市区域对于向下短波辐射具有陷阱效应，从而减小了反射出去的短波辐射； 由于城市植被较少，导致了城市释放的潜热减小； 人为热源在大气中的排放使得近地面大气中多了一部分热量的收入； 城市建筑物表面材料的热力性质增大了城市储热效应； 城市建筑物下垫面对风速的削减作用，使得热量平流减小，从而对热岛现象的生成起到促进作用； 城市的天空可视因子变小，导致释放的长波辐射减小。 本章重点 1 地形波的形成原因及其基本类型 2 背风波的特征及大气条件 3 下坡风的主要特征及其基本类型 4 城市热岛环流形成原因及其特征 5 海陆风环流形成原因及其主要特征 风向 §5.2 下坡风 在山脉的背风坡，由于山脉的屏障作用，通常风速较小，但在某些情况下，空气越山后，在山的背风面一侧会出现局地强风，这种局地强风称下坡风 科罗拉多州博尔德地区20个风暴的平均地面风（引自Brinkmann,1974） 1 暖风——焚风（foehn） 气流在迎风坡上升时，温度会随之降低。空气上升到一定高度时，水汽遇冷出现凝结，以雨雪形式降落。空气到达山脊附近后，变得干燥，然后在背风坡一侧顺坡下降，并以干绝热率增温。因此，空气沿着高山峻岭沉降到山麓的时候，气温常有大幅度的升高。 日本Obihiro焚风起始的风、温度湿度的剧烈变化(引自Julian，1969) 台东县 焚风可能引起严重的自然灾害。它常造成农作物和林木干枯，也易引起森林火灾，遇特定地形，还会引起局地风灾，造成人员伤亡和经济损失。如时速高达每小时160公里的焚风风暴于2002年11月14日夜间开始袭击奥地利西部和南部部分地区。数百栋民房屋顶被风刮跑或被刮倒的大树压垮， 风暴把300公顷森林的大树连根拔起或折断。风暴还造成一些地区电力供应和电话通讯中断，公路铁路交通受阻。 焚风在高山地区还会造成融雪，使上游河谷洪水泛滥，有时还会导致雪崩。 此外，医学气象学家认为，焚风天气出现时，相当一部分人会出现不舒适的症状，如疲倦、抑郁、头痛、脾气暴躁、心悸和浮肿等。这些症状是由焚风的干热特性以及大气电特性的变化对人体的影响引起的。 当然，焚风有弊也有利。由于它能加速冬季积雪的溶化，因此对于牧民户外放牧有利。此外，如果焚风来得及时，还可为当地庄稼的成熟提供热源，如瑞士一些地区，象罗纳河谷上游的玉米和葡萄，就是靠焚风带来的热量而成熟的。 亚得里亚海岸布拉风开始风、温度的变化 （引自Yoshimura,1976） 2 冷风——布拉风（bora） 冷暖下坡风的相似之处： （1）突发性强，风速大且具有阵性，并且风向不变； （2）它们与低的相对湿度有关，但绝对湿度变化很小； （3） 日频率和月频率表明夜间和冬季达到最大值； （4）通常在下坡风发生的气流中，在某一临界高度上包含有一稳定层，且气流移动方向垂直于山脉。 3 下坡风的机制 产生下坡风的机制至少有两个问题需要解决： 下坡风相对暖和相对冷的原因 下坡气流产生的原因 对于下坡气流的物理机制是很复杂的，目前认为有四种原因： ①焚风空气的下降是背风地面冷空气的撤