《天气学原理》复习重点(下)

t t Char3 气旋与反气旋

1、气旋（反气旋）是占有三度空间的，在同一高度上中心气压低（高）于四周的流场中的涡旋。气旋在北半球逆（顺）时针旋转，在南半球相反。

温带的气旋和反气旋冬季强于夏季，海上的气旋强于陆上的，陆上的反气旋强于海上的。气旋按地理分为热带气旋和温带气旋；按热力结构分为锋面气旋和无锋气旋反气旋地理分为极地、温带和副热带反气旋；按热力结构分为冷性和暖性反气旋2、涡度方程

涡度：表示流体质块的旋转程度和旋转方向

? ξ /? t >0表示气旋性涡度增加，反气旋性涡度减小? ξ /? t <0表示反气旋性涡度增加，气旋性涡度减小

涡度倾侧项：由于垂直速度在水平方向分布不均匀，引起涡度的变化水平无辐散大气中绝对涡度守恒

。

位势涡度守恒解释气柱上山下山强度变化：气柱上山，H 减小，辐散，f 不变，则气旋性涡

度减小，反气旋性涡度增大；气柱变短，为了保持位势涡度守恒，正涡度减小，有正变高，

所以槽和低压减弱，脊和高压增强；

青藏高原（第五章）：上（下）山，气柱缩短（伸长）

，为了保证整层大气的不可压缩性，必

伴有水平辐散（合），同时在水平地转偏向力作用下，反气旋（气旋）涡度生成，则气旋性涡度减小，反气旋性涡度增大；考虑准地转运动有等压面高度升高（降低），低值系统（高空槽、低中心）减弱（加强），高值系统（高空脊、高中心）加强（减弱）

。

3、位势倾向方程

（1）地转风绝对涡度平流可分为地转涡度的地转风平流和相对涡度的地转风平流解释槽脊移动：

波长<3000km 的短波，以相对涡度平流为主

槽前脊后：正相对涡度平流，有负变高；槽后脊前：负相对涡度平流，有正变高槽线、脊线：相对涡度平流为0，等压面高度没有变化，槽脊不会发展，而是向前移动。物理解释：

槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的向小的方向输送，

使得其固定点正相对涡度增加，

在

地转偏向力作用下伴随水平辐散，气柱质量减少，地面减压，有负变压中心，地面辐合，这样高空辐散，地面辐合，有上升运动，上升绝热冷却，气柱收缩，高层等压面高度降低，有负变高；相反，槽后脊前引起高层等压面高度增加，槽线处变高为零，所以，槽无加深减弱，

向东，即向前移动。

波长>3000km 的长波，以地转涡度平流为主槽前脊后：有偏南风时，v>0，有负的地转涡度平流

，负变高

槽后脊前：有偏北风时，

有正变高

槽线、脊线上无变高，槽无加深减弱，向后移动即向西移动。

（2）厚度平流随高度变化项：自由大气中，温度平流总是随高度减弱的，高空脊上，风随

高度顺转，有暖平流时Vg ·▽T<0，气柱厚度增大，等压面升高，槽减弱；高空槽上，风

随高度逆转，有冷平流

>0，等压面降低，槽加深。

（3）非绝热加热随高度变化项：当非绝热加热随高度增加时，

>0，等压面降低

4、ω方程

解释L<3000km，500hpa上升下沉运动：

（1）涡度平流随高度变化

正涡度平流随高度增加，>0，有上升运动ω<0。

物理：地面低压中心，涡度平流很小，其上空为正涡度平流，气旋性涡度增加，产生水平辐

散，出现补偿上升运动。

（2）厚度平流的拉普拉斯

高空脊上，风随高度顺转，有暖平流，-V·▽hT>0时，有上升运动

高空槽上，风随高度逆转，有冷平流，-V·▽hT<0时，有下沉运动

物理：暖平流使高压脊500~1000hpa厚度增加，等压面升高，温压场不平衡，在气压梯度力

作用下，产生水平辐散，为保持质量连续，必产生补偿上升运动。

（3）非绝热加热的拉普拉斯

非绝热加热区，有上升运动；非绝热冷却区，有下沉运动

5、斜压系统的发展

平均冷温度舌落后高度场，在这种温压场配置下，高空槽前地面为气旋，槽后地面为反气旋。槽前有暖平流，槽后有冷平流。

●高空槽前有正涡度平流，气旋性涡度增加，在地转偏向力作用下产生辐散，从而使地面减压，又在气压梯度力作用下，在负变压区出现辐合。高层辐散、低层辐合，必有上升运动。

高层等压面降低（负变高），使气压场与流场适应；辐合又产生气旋性涡度，地面气旋加深

发展。

●高空槽后有负涡度平流，反气旋性涡度增加，在地转偏向力作用下产生辐合，从而使地面加压，又在气压梯度力作用下，在正变压区出现辐散。高层辐合、低层辐散，必有下沉运动。高层等压面升高（正变高），使气压场与流场适应；辐散又产生反气旋性涡度，地面反气旋

加深发展。

6、动力因子和热力因子

动力因子（涡度因子）－－相对涡度平流

主要是高空槽前的正涡度平流促使了地面气旋的发展。也可以说，是上下层涡度平流的差异(地面低压中心涡度平流很弱)促使了地面气旋的发展。我们称它为气压变化的动力因子，也

称涡度因子。

槽前脊后的正涡度平流和槽后脊前的负涡度平流使得高空槽脊向前移动，地面气旋、反气旋加强发展。

热力因子——温度平流

地面气旋后部，反气旋前部为冷平流加压；气旋前部，反气旋后部为暖平流减压，分别使气旋和反气旋向前移动。在高空相反，冷平流使槽加深，暖平流使脊加强。

7、温带气旋的发展阶段和温压场

波动阶段：温度场落后于高度场，地面气旋位于高空槽前；但高空未出现闭合等高线。温度

平流零线穿过气旋中心，气旋前部为暖平流，后部为冷平流。

成熟阶段：高空槽加深并已出现闭合中心，温度场仍落后于高度场，但两者比前一阶段接近。锢囚阶段：高空槽出现闭合中心，温度场仍落后于高度场，但低中心和冷中心更加接近。地面气旋发展到最强阶段，开始锢囚。

消亡阶段：高空温压场近于重合，成为一个深厚的冷低压。地面气旋也变成一冷低压，锋面