[理学]13锋面特征.ppt

3.1锋面附近气象要素场的特征 1.温度场 2.气压场和风场 3.变压场 4.湿度场 2.气压场 a.密度的零级不连续面模拟锋面 锋面有坡度、气象要素有突变：温度、气压、风、锋面附近天气变化剧烈 P场（密度0级不连续面） P场（密度1级不连续） 锋区内等压线(等高线)的气旋式曲率大。 密度一级不连续近似下，锋有两个界面 其坡度为 3.风场 前提：不考虑摩擦，认为满足地转关系 水平： 锋线附近风场具有气旋性切变， 地面摩擦作用可使这种气旋式切变更加明显，并导致锋线附近强的风场辐合 垂直：暖锋附近风向随高度顺转 冷锋附近风向随高度逆转 由于地面锋位于气压槽中，由地转风定理，锋线附近的风场具有气旋性切变，而地面摩擦作用可使这种气旋性切变更加明显。 锋面附近的风场气旋性切变包括风速切变和风向切变。在有些情况下，风速切变要比风向切变明显，有时风向切变要比风速切变明显，有些情况下两者都非常明显。 由于锋区的水平温度梯度要比其周围的水平温度梯度大，由热成风关系可知，在锋区存在较大的风速垂直切变（风速随高度的变化）。 在冷锋附近有冷平流，所以自下而上穿越锋区，水平风向随高度增加是逆时针旋转；而在暖锋附近有暖平流，所以自上而下穿越锋区，水平风向随高度增加而呈顺时针旋转。 当等温线与等高线趋于重合时，风速随高度有很大增加，在地面锋的上空，可出现大风速区，甚至可以出现急流。 用单站的风判断高空有无锋区及锋区的强度 高空风随高度明显逆时针旋转，热成风较大，较强的冷平流——冷锋； 高空风随高度明显顺时针旋转，热成风较大，较强的暖平流——暖锋； 只有热成风很大，无明显的冷暖平流——准静止锋。 b.密度一级不连续模拟锋面，锋面附近风场特征 风场：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多 风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平流最强且热成风最大高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，可能是静止锋 4.变压场 所谓变压是指空间各点气压随时间的变化在某位面上的分布情况。 变压场与锋面移速的关系 假设条件： 锋面是密度零级不连续面，PL=PN 所以：（1）右端=（2）右端 得移动坐标系与固定坐标系的关系为： b.密度一级不连续模拟锋面，锋面附近变压场特征 5.湿度场 露点温度差异 3.2 锋面天气 影响锋面天气的主要因素 一、锋附近的垂直运动 摩擦辐合上升——地面锋线处在低压槽； 锋面抬升——“爬坡”条件； 高空槽作用——锋面在槽前，上升，反之下沉； 温度平流 ——暖平流上升，冷平流下沉； 二、水汽和层结稳定度 第一型冷锋天气模型 锋面在高空槽前，多稳定性天气。移动缓慢，锋面坡度不大（约1/100），锋后冷空气迫使暖空气沿锋面平稳地上升，当暖空气比较稳定，水汽比较充沛时，会形成与暖锋相似的范围比较广阔的层状云系，只是云系出现在锋线后面，而且云系的分布次序与暖锋云系相反，降水性质与暖锋相似，在锋线附近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现在锋后，多为稳定性降水。如果锋前暖空气不稳定时，在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。 第二型冷锋天气模式 锋面在高空槽后或槽线附近，移动快、坡度大(1/40-1/80)的冷锋。锋后冷空气移动速度远较暖气团为快，它冲击暖气团并迫使产生强烈上升。而在高层，因暖气团移速大于冷空气，出现暖空气沿锋面下滑现象，更加强了锋线附近的上升运动和高空锋区上的下沉运动。 暖锋天气模型 准静止锋与连阴雨 　很少移动或移动缓慢的锋叫准静止锋。它的两侧冷暖气团往往形成对峙状态，暖气团前进，为冷气团所阻，暖气团被迫沿锋面上滑，情况与暖锋类似，出现的云系与暖锋云系大致相同。由于准静止锋的坡度比暖锋还小，沿锋面上滑的暖空气可以伸展到距离锋线很远的地方，所以云区和降水区比暖锋更为宽广。但是降水强度小，持续时间长，可能造成霞雨霏霏、连日不开的连阴雨天气。准静止锋天气一般分为两类 暖锋锢囚锋天气模式 冷锋锢囚锋天气模式 暖锋情况下 而 因此有 即暖锋前变压代数值小于暖锋后变压代数值 同理有冷锋前变压代数值小于冷锋后变压代数值 气压倾向方程 地面以上整个气柱中密度平流（热力因子） 地面以上整个气柱中速度水平散度总和（动力因子） 在平坦的地面上垂直速度为零时，地面气压变化由热力因子和动力因子造成： 暖锋前地面减压（暖平流） 冷锋后地面加压（冷平流） 冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显 散度总和辐散则地面气压下降 散度总和辐合则地面气压上升 锋面附近的变压场分布 a