[理学]兰大大气学院天气学原理教程--气团和锋面.ppt

不连续面 锋是冷暖气团之间的过渡带，由于锋区的宽度与长度相比很小，在比例尺很小的天气图上，这个过渡带显得极为狭窄，而在其两侧的气象要素有很大的差异，因此，将锋面两侧的气象要素的分布看成是不连续的，即在天气图上可以把锋面看成为不连续面，可分为零级不连续、一级不连续。 零级不连续：气象要素本身不连续； 一级不连续：气象要素本身连续，而它的一阶空间导数不连续 气象上常用温度（或密度）的零级不连续面来模拟锋面 物质面：由相同空气质点组成的 不连续面称为物质面。 锋面是一个近似的物质面 物质面 锋面作为不连续面满足的条件 1.动力学条件，即通过锋面时，气压应当是连续的； 2.运动学边界条件，即通过锋面时，垂直于锋线的风的分量应当是连续的。 2.锋面坡度公式 设x轴由暖气团指向冷气团，y轴平行地面锋线 求锋面倾角α 展开得 两式相减得： ∴得到锋面坡度 —— ① 由静力学方程和地转风方程 其中 和 是平行与锋线的地转风分量 代入①式得 —— ② 代入状态方程 （注意 ） 得 —— ③ ②、③式为Margules锋面坡度公式 令 讨论上式： a).锋面的坡度与f成正比，高纬锋面坡度大于低纬 赤道上 即无锋面 b).锋面坡度与平均温度成正比 越高，坡度越大，冬季坡度小于夏季 c).锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比，温度差越大，坡度越小。 即无锋面 d).锋面的坡度与锋两侧平行与锋的地转风分量差成正比 风呈气旋性切变 风速差（风速切变）越大，坡度越大 锋面坡度是与两气团的风速差成正比而与温度差成反比，但实际上，温差增大时，风速差也增大，二者相互抵消，总的来说对锋面坡度影响不大； 我国统计结果 北方（高纬）锋面坡度 南方（低纬）锋面坡度 注意：冷锋的坡度大于暖锋和静止锋 第二章 气团和锋面 1 .气团 2 .锋面系统 3 .锋面特征及天气 4 .锋生和锋消 5 .锋面分析 主要内容 难点和重点 重点和难点 第一章重点： 1.影响大气运动的作用力及其数量级 2.零级近似和一级近似的方程组 3.风场与气压场的关系 第一章难点： 风场与气压场的关系? 第二章重点： 1 .气团和锋面系统的概念 2 .锋面附近气象要素场的特征 3 .锋生和锋消 4 .锋面分析 第二章难点： 1 .锋面附近气象要素场的特征 2 .锋生和锋消 ? 一、气团的概念 1.定义：气象要素分布比较均匀的大范围的空气团。 2.尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几公里到十几公里， 3.气团控制的天气： 水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀； 垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度） 二、气团形成与变性 1.气团的形成 ①下垫面性质均匀的广阔的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆盖），为气团源地。 ②稳定的环流（下沉辐散，如较少移动的反气旋） 2.形成方式：各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程 3.气团变性: 气团的物理属性逐渐发生变化 不同气团，其变性的快慢是不同的，变性的快慢和它所经下垫面性质与气团性质差异的大小有关。 冷气团移到暖的地区变性较快。原因：冷气团低层变暖，趋于不稳定，乱流对流容易发展，能很快地将低层的热量传到上层 暖气团移到冷的地区则变冷较慢。原因：低层变冷趋于稳定，乱流和对流不易发展，其冷却过程主要靠辐射作用进行。 大陆移入海洋的气团容易取得蒸发的水汽而变湿，而从海洋移到大陆的气团，则要通过凝结及降水过程才能变干，所以气团的变干过程比较缓慢。 三.气团的分类 1 地理分类 北极气团（冰洋气团） 极地气团：分大陆性和海洋性 热带气团：分