10,第五章天气系统解析
常见的天气系统教案
常见的天气系统教案第一章：引言教学目标：1. 了解天气系统的概念和重要性。
2. 掌握天气系统的分类和基本特征。
教学内容：1. 天气系统的定义和作用。
2. 天气系统的分类：高压系统、低压系统、中性系统。
3. 天气系统的基本特征：气压、温度、湿度、风向等。
教学活动：1. 引入话题：天气对我们日常生活的重要性。
2. 讲解天气系统的概念和作用。
3. 介绍天气系统的分类和基本特征。
4. 案例分析：观察和分析实际天气系统的影响。
第二章：高压系统教学目标：1. 了解高压系统的特征和影响。
2. 掌握高压系统的形成和变化。
教学内容：1. 高压系统的特征：气压高、天气晴朗、风力较大。
2. 高压系统的形成：空气下沉、温度升高、水汽减少。
3. 高压系统的变化：推移、减弱、消失。
教学活动：1. 讲解高压系统的特征和影响。
2. 分析高压系统的形成和变化过程。
3. 案例研究：高压系统对天气的影响实例。
第三章：低压系统教学目标：1. 了解低压系统的特征和影响。
2. 掌握低压系统的形成和变化。
教学内容：1. 低压系统的特征：气压低、天气阴雨、风力较大。
2. 低压系统的形成：空气上升、温度降低、水汽增多。
3. 低压系统的变化：发展、减弱、消散。
教学活动：1. 讲解低压系统的特征和影响。
2. 分析低压系统的形成和变化过程。
3. 案例研究：低压系统对天气的影响实例。
第四章：中性系统教学目标：1. 了解中性系统的特征和影响。
2. 掌握中性系统的形成和变化。
教学内容：1. 中性系统的特征：气压适中、天气多云、风力较小。
2. 中性系统的形成：空气水平移动、温度适中、水汽适量。
3. 中性系统的变化：稳定、转变、发展。
教学活动：1. 讲解中性系统的特征和影响。
2. 分析中性系统的形成和变化过程。
3. 案例研究：中性系统对天气的影响实例。
第五章：天气系统的观测和预测教学目标：1. 了解天气系统的观测方法和技术。
2. 掌握天气系统的预测原理和方法。
《现代气候学(Ⅱ)》课程笔记
《现代气候学（Ⅱ）》课程笔记第一章：引论一、气候学的定义和重要性1. 定义：气候学是研究地球气候系统及其变化规律的学科，包括大气圈、水圈、冰冻圈、陆地表面和生物圈等多个组成部分。
2. 重要性：气候对人类活动、生态系统、水资源、农业生产等具有重要影响。
了解气候规律，有助于应对和适应气候变化，减轻气候灾害带来的损失。
二、气候学的研究方法1. 观测：通过地面气象站、卫星、雷达等手段收集气候数据，包括气温、降水、风速、湿度等。
2. 模式模拟：利用气候模式对气候系统进行数值模拟，研究气候形成和变化过程。
3. 气候重建：通过地质、生物等手段，恢复过去气候状况，了解气候演变历史。
4. 气候情景预测：基于气候模式，预测未来气候发展趋势和变化趋势。
三、气候系统的基本组成1. 大气圈：地球外围的气体层，包括对流层、平流层等，对气候形成和变化具有重要影响。
2. 水圈：地球上的水资源，包括海洋、湖泊、河流、地下水、冰雪等，参与水循环，影响气候。
3. 冰冻圈：地球上的冰雪资源，包括冰川、冰盖、冻土等，对气候形成和变化具有重要影响。
4. 陆地表面：地球表面的陆地，包括山地、平原、沙漠等，对气候形成和变化产生影响。
5. 生物圈：地球上的生物体系，包括植被、动物、微生物等，参与碳循环、水循环等，影响气候。
四、气候系统的能量平衡1. 太阳辐射：地球气候系统的能量主要来源于太阳辐射，包括短波辐射和长波辐射。
2. 地球辐射：地球表面和大气层向外辐射能量，维持地球气候系统的能量平衡。
3. 能量传输：大气圈、水圈等通过热量传递、水汽输送等过程，实现能量的传输和分配。
五、气候变化与人类活动1. 自然因素：太阳辐射、火山爆发、地球轨道参数变化等自然因素导致气候波动。
2. 人类活动：工业发展、土地利用变化、化石燃料燃烧等人类活动对气候产生影响。
3. 气候变化：全球变暖、极端气候事件频发、海平面上升等气候变化现象。
4. 应对策略：低碳发展、节能减排、适应性措施等应对气候变化的策略。
第五章-天气系统
地面呈辐散状，范围较大 最大：亚洲的3/4 最小：几百km
3、气旋与反气旋的强度
用气旋与反气旋的中心气压值的高低来表示
①气旋：中心气压值愈低，其强度愈大。
平均P: 1010－970hPa (Pmin=887hPa, 1973.10.6菲律宾东部洋面生成 的台风的中心气压值） 当气旋中气压值变化时： 若升高－－－－填塞 若降低－－－－加深
2、夏季：
①变性的热带海洋气团： 除西北小部分 外全国都受其影响；
②变性的极地大陆气团： 影响长城以北 及西北，天气晴朗，但与暖湿气流相 遇会产生降水；
③变性的热带大陆气团：源于中亚，天 气晴、热、干；
④赤道气团：源于赤道海面，高温、高 湿，可产生雷雨。
3、春秋：
属过渡季节，主要受变性的极地 大陆气团和变性的热带海洋气团 的影响。
②反气旋：中心气压值愈高，其强度愈大。
平均P：1020－1030mb (Pmax=1083.8mb, 1968.12.31中西伯
利亚北部产生的寒潮。 当反气旋的气压变化时：
若升高－－－加强 若降低－－－减弱
4、气旋与反气旋的分类
名称 分类
按形成和活 动地区分
气旋
温带气旋 热带气旋
反气旋
极地反气旋 温带反气旋 副热带反气旋
特点：与第一型冷锋相似，但静止锋的坡度较 小，仅有1/200，云雨区的宽度较大，但降水 强度不大，呈连续性降水，阴雨天往往可持续 多日。
由于锋面坡度小，暖空气要爬升到一定高度 后才能达到凝结高度而形成降水，所以降水区 往往离锋有一定的距离。
在冬季，我国华南一带常有这种静止锋，统 称华南准静止锋，江南地区的“清明时节雨纷 纷”即由此产生。
3、天气：因内部盛行下沉气流，空气干燥，
第五章 天气形势及天气要素的预报
F F c F t t
在运动系统上选取一些特征 点或特性线，使得在这些点 上物理量的局地变化为零。 则这些点的运动速度可用下 式表达
Hale Waihona Puke C t xx运动坐标随着槽脊线一起移 动，在槽脊线上总有
p 0 x
用运动学方法预报气压系统的移动
槽（脊）线的移动速度
• 气旋反气旋中心的移动 • 系统中心移速C可分解为Cx和Cy
2P C x xt 2P x 2
P Cy 2x tg 2 tg Cx P 2 y
2
I为变压升度
y
2P yt Cy 2 P y 2
I C
x
θ为系统中心移动方向与x 轴（长轴）的夹角。 β为变 压升度与x轴的夹角。 当系统为正圆时θ=β
2P C xt 2P x 2
分子：变压升度 分母：槽脊的凹凸程度 对低压槽，槽前变高大于槽后 变高，槽后退。槽前变高小于 槽后变高，槽前进。 对高压脊，脊前变高大于脊后 变高，脊前进。脊前变高小于 脊后变高，脊后退。
大 小
变压 小
变压 p 大 t
• 两条定性规则： • 1 槽线沿变压梯度方向移动，脊线沿变压升 度方向移动。 • 2 槽线的移动速度与变压梯度成正比，与槽 的强度成反比。即在变压梯度相同的情况 下，强槽比弱槽移动的慢。
运动学方法
• 利用气压系统过去移动和变化所造成的变 高（或变压）的分布特点，通过运动学公 式，预报系统未来移动和变化的方法。
运动学方法
• 1、变压法 • 变压法常用来预报地面气压系统的变化。 通常用3小时变压和24小时变压。
运动学方法
• 1）气压系统移动的预报 • 任意变量F在固定坐标和运动坐标中局地变 化的关系式为
天气学原理：第5章 天气形势及天气要素的预报1
第五章 天气形势及天气要素 的预报
§5.1 天气系统及天气形势的天气学预报方法 §5.2 气象要素和天气现象的天气学预报方法 §5.3 数值预报产品的释用
§5.1 天气系统及天气形势的天气学预报方法
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY
4.应用外推法应注意的问题
（1）大气运动处于相对稳定状态时，天气系
统的运动速度和强度变化通常是渐进的，且具
有连续性－－外推法比较有效。
（2）当大气处于显著变动时，或者大气运动
由相对地稳定的状态转为显著地变动的状态时
局地变化
平流变化
大气科学学院 王黎娟
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SCIENCE & TECHNOLOGY
3. 用运动学方法预报气压系统的移动
在运动系统上，选取一些特定点或特定线，使得在这些点或线
上某要素在运动坐标系中的局地变化为零，即 则
δ δt
=
，
0
δ
=
∂
槽上： ∂ 2 H
∂x 2
>0
∂ (∂H )
∂2H
C
=
−
∂t ∂
∂x ( ∂H
)
=
−
∂x∂t ∂2H
∂x ∂x
∂x 2
若
∂ ∂x
( ∂H ∂t
)
<
0
，变高（压）沿X方向减小，则C>0，槽前进，
沿变高（压）梯度方向移动。
天气学原理课件——第五章 大气环流
2、在北半球7月份平均海平面气压分布图上看到： 从冬到夏海平面气压系统发生了很大变化，亚洲大 陆上出现了一个大低压。与气压系统相伴随的风系 也发生了根本变化。这种大规模的风系随季节的转 换称为季风。印度、印度支那半岛和我国是世界上 著名的季风气候区。北美的气压系统从冬到夏也有 巨大的变化，但不及亚洲明显。在海洋上，冰岛低 压比冬季弱得多，但位置不变；阿留申低压夏季减 弱很多，仅变成亚洲大陆低压的一个低槽。副热带 高压大大加强，以北太平洋的副热带高压为最强， 脊线位于东太平洋洋面约 处。
平均图上的高空低槽与地面低压所在的地区是日常 天气图上高空低槽和地面低压最经常加深的地方。在平 均槽东部的西南气流中出现了主要的气旋路径，也就是 说平均大槽的槽前上地面图上气旋活动的频繁地带，气 旋沿槽前西南气流向东北移动，不断地并入地面半永久 性大气活动中心，使半永久性低压持久地维持下来。
此外，平均图上的脊区的前部与地面冷高压相对 应，也是日常天气图上高空脊和地面高压最常加强的 地区，而低槽与低压在这些地方是容易减弱的。平均 脊前槽后的西北气流区是地面冷高压活动的最大频率 地带，高压的路径基本上是从西北指向东南。北半球 的副热带高压相形之下强度弱，中心位于大洋的东部。
第五章 大气环流
大气环流包含着极其丰富的内容，对于这个名词从不同角 度着眼有着不同的含意。一般来说，大气环流是指全球范围的大 尺度大气运动的基本情况。这种大范围大气运动的水平尺度在数 千公里以上，垂直尺度在10公里以上，时间尺度在1—2日以上， 这么大范围的大气运行的基本状态，是各种不同尺度的天气系统 发生、发展和移动的背景条件。天气分析预报工作者要深刻理解 与认识各种不同尺度天气系统发生、发展和移动的规律，就必须 掌握一定的大气环流基本知识和东亚地区环流与天气特点。
气旋与反气旋2011.5.16
（二）热带气旋（台风）
1、概念：是形成于热带或副热带洋面上的， 急速旋转的，具有暖中心结构的涡旋。
我国是世界上少数几个受热带气旋影响最严重的国家之一， 从华南到东北漫长的沿海地区都受到其严重的威胁。
它是一种灾害性天气。
2、热带气旋的形成
热带洋面上，太阳辐射强烈，海水蒸发 （蕴藏了大量的潜热） 受到外力冲击释放 出来加速空气运动 形成高速的、绕中心旋 转的辐合上升运动，如陀螺般边旋转边移动。
反气旋：比气旋大得多，一般＞2000km。大的可以和整个大 陆或海洋相比。如蒙古反气旋占亚洲大陆的3/4.
5、气旋与反气旋强度
强度：——以中心气压值表示。 • 反气旋 气旋：中心气压值越低，气旋越强 反气旋：中心气压值越低，气旋越弱
中心气压值变低 中心气压值变高
气旋的发展（加深） 反气旋的减弱 气旋的减弱（填塞） 反气旋的加强
（4）黄河气旋
• 生成于河套及黄河下游地区。 • 全年均可出现，以6~7月最为活跃。向东 或东北移动，是华北、东北南部夏季降水 的主要天气系统。 • 主要影响：山西、陕西、河北、山东等地。
活动在我国境内的锋面气旋
北方气旋 45～55 °N 蒙古气旋 东北低压
黄河气旋 黄海气旋 江淮气旋 东海气旋
高
高
单位：hpa
单位：hpa
北半球反气旋
南半球反气旋
反气旋：北顺南逆 旋转辐散
3、气旋与反气旋天气
气旋内： 中心气流上升---阴雨天气.
反气旋内： 中心气流下沉---天气晴朗.
小结： 气压状况
图示
(以北半球为例)
类型
气旋
低压
反气旋
高压
低 ห้องสมุดไป่ตู้ 平 气 流 北半球 南半球
常见的天气系统教案
常见的天气系统教案第一章：引言教学目标：1. 让学生了解天气系统的概念和重要性。
2. 激发学生对天气系统的兴趣和好奇心。
教学内容：1. 天气系统的定义和组成。
2. 天气系统对生活和环境的影响。
教学活动：1. 引入天气系统的概念，让学生思考为什么我们需要了解天气系统。
2. 展示天气系统对生活和环境的影响的图片或视频，引发学生的兴趣。
教学资源：1. 图片或视频资料：天气系统的影响。
2. 教学PPT：天气系统的定义和组成。
评估方式：1. 学生课堂参与度。
2. 学生对天气系统概念的理解。
第二章：气旋教学目标：1. 让学生了解气旋的定义和特征。
2. 学生能够分析气旋的形成和影响。
教学内容：1. 气旋的定义和特征。
2. 气旋的形成和影响。
教学活动：1. 引导学生通过观察天气图来识别气旋。
2. 分析气旋的形成原因和影响。
教学资源：1. 天气图：展示气旋的形成和移动。
2. 教学PPT：气旋的定义和特征。
评估方式：1. 学生对气旋的定义和特征的理解。
2. 学生对气旋形成和影响的分析能力。
第三章：反气旋教学目标：1. 让学生了解反气旋的定义和特征。
2. 学生能够分析反气旋的形成和影响。
教学内容：1. 反气旋的定义和特征。
2. 反气旋的形成和影响。
教学活动：1. 引导学生通过观察天气图来识别反气旋。
2. 分析反气旋的形成原因和影响。
教学资源：1. 天气图：展示反气旋的形成和移动。
2. 教学PPT：反气旋的定义和特征。
评估方式：1. 学生对反气旋的定义和特征的理解。
2. 学生对反气旋形成和影响的分析能力。
第四章：高压和低压系统教学目标：1. 让学生了解高压和低压系统的定义和特征。
2. 学生能够分析高压和低压系统的形成和影响。
教学内容：1. 高压和低压系统的定义和特征。
2. 高压和低压系统的形成和影响。
教学活动：1. 引导学生通过观察天气图来识别高压和低压系统。
2. 分析高压和低压系统的形成原因和影响。
教学资源：1. 天气图：展示高压和低压系统的形成和移动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（一） 锋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ概念
三度空间 长：几百~几千千米（与气团水平尺度相当） 宽（厚）： 近地面：几~几十千米；高空：增宽 锋面、锋线
（二）锋的特征
1、锋面坡度：
坡度很小， 1/50~1/50 0 形成： G的作用，锋 面欲呈水平； A参与作用， 与G建立了地 转平衡，使锋 面形成坡度。
A
G
V
2、温度场：
水平温度梯度比锋两侧单一气团内的 温度梯度大得多 水平温度梯度比气团大5~10倍， 达几~十度/100千米 等温线非常密集，与锋面平行 高空锋区位于冷空气一侧：
暖空气
冷空气
锋面逆温：
4
3、气压场
锋落在低压槽中但低压槽中不一定有锋
4、风场：
近地面： 具有气旋性切变 锋前：西南风； 锋后：西北风
暖式锢囚锋
暖
冷
暖
冷
更冷
（2）据形成锋的气团源地进行分类
（气候锋）
冰洋锋：冰洋气团与极地气团之间的分界面。（A、 P） 极锋：极地气团与热带气团之间的分界面。 （ P 、 T） 赤道锋：热带气团与赤道气团之间的分界面。（ T、 E） 有人认为热带气团与赤道气团在温度上没有明 显差异，不成其为锋。
锋附近风随高度的变化：
锋区水平温度梯度很大，因此通过锋面的热成风也很大，所以， 锋区上空风的垂直切变也很大。
VT 暖
V1
Z1 冷
暖锋： （暖气团推动锋面向冷气团一 侧移动）
锋上盛行暖平流， 通过锋时， 风随高度向右偏转。
V0 Z0
VT
V1
Z1
暖
冷锋： （冷气团推动锋面向暖气团一 侧移动）
风随高度向左偏转
（一）气团的形成
源地，两个条件： 1、范围广阔、地表性质较均匀的下垫 面； 2、有一个能使空气物理性质在水平方 向均匀化的流场； 即利于空气停滞和缓行的环流条件。 湍流、垂直运动、蒸发、凝结、辐射等
（二）气团的变性
气团原有物理性质的改变 快慢和程度大小，取决于： 1、流经地区下垫面与源地下垫面性质的差 异： 差异大——快、大；差异小——慢、小 2、离开源地时间的长短： 长——变性程度深、大；短——浅、小 3、空气运动状态的变化： 若垂直运动加强，则变性快
冷
Z0
V0
（三）锋的类型和天气
1、锋的类型： （1）据锋两侧冷暖气团移动方向和结 构状况，把锋分为四种类型。
这种分类能反映冷暖气团交绥的动向， 能明显地反映锋面的天气差异，被广泛 采用。
冷锋
是冷空气前缘的锋。锋后冷气团占主导地位，推动着锋面 向暖气团一侧移动。 暖 据移动速度快慢，可分为： 一型冷锋：缓行冷锋 二型冷锋：急行冷锋 冷锋是我国重要的天气系统之一，全年 均可出现。 冬季，强冷锋可自北向南影响到全国各 地，直至华南沿海。 夏季，主要在长江以北地区活动。
源地的地理位置 下垫面性质
冰洋（北极、南极）气团 A (A AA) 极地（中纬度、温带）气团 P 热带气团 T
海洋型 大陆型
m c
赤道气团
E
Ac、Am、Pc、Pm、Tc、 Tm、 E
优点是能直接从气团的源地了解气 团的主要特征， 但它不易区别相邻两个气团的属性， 也无法表示气团离开源地后的属性 变化，因而需其他分类法加以补充。
2、热力分类法
暖气团、冷气团 （1）与流经地区下垫面间热力对比 （2）相邻气团间温度对比 冷暖气团天气状况不同： 一般：暖气团——易形成云雨天气 冷气团——易形成干冷天气
我国：Pc 、 Tm
二、锋
通常天气变化最剧烈的区域，不是在 单一气团控制的地区，而是在两个性 质不同的气团交界的地区。 锋就是两种不同性质气团间的过渡带， 或是冷暖气团相交绥的地带。
冷 暖
锢囚锋
当三种性质不同的气团（暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时， 先形成两个锋面，之后，若其中一个锋面追上另一个锋面，即形成 锢囚锋。 常见的是冷锋赶上暖锋，或是两条冷锋相遇并逐渐合并，使地面 全被冷空气所占据，原来的暖空气被迫抬离地面。 依其两侧冷空气的温度差异和推移情况分为：
冷式锢囚锋 更冷
锋区大规模的垂直运动对于锋区云 雨天气的产生和发展十分重要。
因为上升运动能引起大气绝热冷却， 往往会成云致雨；
下沉运动能抑制云雨天气产生或者 使已有云雨天气减弱、消失。
锋区的大规模升、降运动是冷暖气团相 互斗争的结果。 当暖气团势力强时，便沿冷气团滑升； 当冷气团势力强时，冷气团伸入暖气团 下部迫使暖气团抬升， 因而不论是暖锋或冷锋，锋上都会出现 大规模的暖气团上升运动。
这种划分，在自然地理学上有一定意义，如有人就 以极锋活动平均到达的位置，作为划分季风影响范 围的界限。而极锋和赤道锋经常出现的区域，也就 是气候锋区的位置。
2、锋面天气
主要是指锋附近的云系、降水、风、能见度 等气象要素的分布和演变状况。
锋面天气主要决定于锋面坡度的大小、锋附 近空气垂直运动状况、气团含水量和稳定度 等因素。 这些因素的不同组合状况构成了多种多样的 锋面天气。
4、与气团性质有关： 冷气团→暖：快；暖气团→冷：慢 层结稳定与否
干气团→湿：快；湿气团→干：慢 蒸发；凝结、降水
高纬冷气团→低纬：快； 低纬暖气团→高纬：慢 大陆干气团→海洋：快； 海洋气团→大陆：慢
（三）气团的分类
1、地理分类法：七种气团
第五章
天气系统
天气 天气系统 一般特点： 1、空间尺度、时间尺度 2、相互交织、相互作用 3、发展阶段，天气现象 4、大气环流、地理环境
第一节
气团和锋
一、气团： 气象要素在水平分布上比较均匀的大范 围空气团。 温度、湿度、大气稳定度等 水平：几百~几千千米；垂直：几~十 几千米 水平温度梯度小于1~2℃/100千米
冷
暖锋
是暖气团前沿的锋，锋后暖气团起主导作 用，推动着锋面向冷气团一侧移动。 在我国境内，暖锋多同冷锋相伴而生，常 出现在东北及长江中下游地区的气旋中。
暖
冷
准静止锋
冷暖气团势力相当或有时冷气团占主导地位， 有时暖气团占主导地位，锋面很少移动或处 于来回摆动状态的锋。 也有因地形阻挡而形成的。如南岭山地、云 贵高原、天山北麓等地区，都可形成准静止 锋。