航海气象与海洋学全PPT课件
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航海气象与海洋学
1、形成条件 ――大范围物理性质比较均匀的下垫面（源地）。 ――适合的环流，指准静止大型高压系统中的下沉辐 散 气流。 在适合的环流条件下，通过辐射、乱流、对流、蒸发、凝 结、大范围垂直运动等物理过程，大范围空气与下垫面进行 1 航海气象观测与分析 热量和水汽交换。气团属性决定于下垫面性质。
2、变性 ――气团在移行过程中物理属性和天气特征逐渐发生变化 的过程。 变了性的气团又称为变性气团（Modified Air Mass）。 气团变性的快慢和程度，取决于新、旧下垫面性质差异的 大小、气团离开源地时间的长短、路程的远近和气团本身 的性质。 三、气团的分类和气团天气特征 1、地理分类－－按源地的纬度和海、陆位置分 1) 冰洋气团 ――形成于常年冰雪覆盖的极地地区， 又分为冰洋大陆气团（Ac）和冰洋海洋气团（Am）。 天气特征：寒冷、干燥，天气晴朗； 低层常有强逆温层，气层非常稳定。
§14
气团和锋
气 团 锋
14.1 14.2
航海气象观测与分析
1
14.1
气 团
一、气团（Air Mass）的概念
――同一时段内在水平方向上物理属性（主要指温度、 湿度和大气稳定度）分布较均匀的大块空气。水平范围 可达几百到几千公里，垂直范围可达几公里到十几公里， 内部天气特点也大致相同。
二、气团的形成与变性
航海气象观测与分析
1
三、锋面天气模式
1、暖锋天气――稳定性天气为主 1）云（锋上常产生广阔的层状云系） 云系顺序：卷云（Ci）→卷层云（Cs）→高层云（As） →雨层云（Ns）（从东向西） 越近地面锋线，云层越厚，云底高度越低。 2）降水 Ns、As内连续性降水，降水区位于锋前冷气团中，一 般 为300～400km。
航海气象观测与分析 1
2、变性 ――气团在移行过程中物理属性和天气特征逐渐发生变化 的过程。 变了性的气团又称为变性气团（Modified Air Mass）。 气团变性的快慢和程度，取决于新、旧下垫面性质差异的 大小、气团离开源地时间的长短、路程的远近和气团本身 的性质。 三、气团的分类和气团天气特征 1、地理分类－－按源地的纬度和海、陆位置分 1) 冰洋气团 ――形成于常年冰雪覆盖的极地地区， 又分为冰洋大陆气团（Ac）和冰洋海洋气团（Am）。 天气特征：寒冷、干燥，天气晴朗； 低层常有强逆温层，气层非常稳定。
§14
气团和锋
气 团 锋
14.1 14.2
航海气象观测与分析
1
14.1
气 团
一、气团（Air Mass）的概念
――同一时段内在水平方向上物理属性（主要指温度、 湿度和大气稳定度）分布较均匀的大块空气。水平范围 可达几百到几千公里，垂直范围可达几公里到十几公里， 内部天气特点也大致相同。
二、气团的形成与变性
航海气象观测与分析
1
三、锋面天气模式
1、暖锋天气――稳定性天气为主 1）云（锋上常产生广阔的层状云系） 云系顺序：卷云（Ci）→卷层云（Cs）→高层云（As） →雨层云（Ns）（从东向西） 越近地面锋线，云层越厚，云底高度越低。 2）降水 Ns、As内连续性降水，降水区位于锋前冷气团中，一 般 为300～400km。
航海气象观测与分析 1
航海气象与海洋学
航海气象观测与分析 1
江 淮 气 旋
航海气象观测与分析
1
3、东海气旋 1）多发季节：春季，其次为冬季。 2）影响地区：东海和黄海南部海域。 3）发展路径：向东北方向移动，到达日本南部后常会强烈 发展。 4）天气特点：水汽丰富，多阴雨天气，降水区主要分布在 气旋中心附近。 气旋后部常突然出现偏北大风，风力以靠近气旋中心的 苏南、浙江和福建北部沿海为最强，有时可达7～8级。台湾 海峡冷锋过境时风力更大。
航海气象观测与分析
1
2、成熟阶段（青年气旋） 1）数条闭合等压线，低压中心气压比四周低10～20hPa； 2）冷、暖锋进一步发展，锋面降水增强，雨区扩大，出 现大风； 3）锋面气旋仍沿暖区气流方向移动，速度较快，24h移动 10个经距。
3、锢囚阶段（锢囚气旋） 1）气旋发展最强，中心气压降到最低，比四周低20hPa 以上； 2）出现锢囚锋，降水强度及范围均增大，风力最强，大 风范围进一步扩大； 3）锋面气旋沿暖区气流方向移动，移速大大减慢。 4）随着锢囚锋的发展，气旋在低层逐渐成为冷性涡旋， 冷涡旋厚度越来越大。
航海气象观测与分析 1
一、雷暴（Thunderstorm） 1、概述 1）定义 ――积雨云中发生的激烈放电、雷鸣现象，一般伴，是小尺度天 气系统。多个雷暴单体成群成带地聚集在一起，叫做雷 暴群或雷暴带（又称多单体雷暴）。 普通雷暴――伴有阵雨的雷暴。 强雷暴――伴有暴雨、阵性大风、冰雹、龙卷等强对流 天气的雷暴，也叫“强风暴”。 2）活动地区 低纬多于中纬，中纬多于高纬； 山地多于平原，内陆多于海洋。 3）季节性：夏季出现较多，冬季几乎绝迹。
航海气象观测与分析
1
2、日本海低压 日本海低压在春季较多。产生于黄海、东海的低压移 至日本海后迅速加深，可引起全日本吹强劲的西南风， 海况恶劣，但天气一般较好（北海道除外）。
江 淮 气 旋
航海气象观测与分析
1
3、东海气旋 1）多发季节：春季，其次为冬季。 2）影响地区：东海和黄海南部海域。 3）发展路径：向东北方向移动，到达日本南部后常会强烈 发展。 4）天气特点：水汽丰富，多阴雨天气，降水区主要分布在 气旋中心附近。 气旋后部常突然出现偏北大风，风力以靠近气旋中心的 苏南、浙江和福建北部沿海为最强，有时可达7～8级。台湾 海峡冷锋过境时风力更大。
航海气象观测与分析
1
2、成熟阶段（青年气旋） 1）数条闭合等压线，低压中心气压比四周低10～20hPa； 2）冷、暖锋进一步发展，锋面降水增强，雨区扩大，出 现大风； 3）锋面气旋仍沿暖区气流方向移动，速度较快，24h移动 10个经距。
3、锢囚阶段（锢囚气旋） 1）气旋发展最强，中心气压降到最低，比四周低20hPa 以上； 2）出现锢囚锋，降水强度及范围均增大，风力最强，大 风范围进一步扩大； 3）锋面气旋沿暖区气流方向移动，移速大大减慢。 4）随着锢囚锋的发展，气旋在低层逐渐成为冷性涡旋， 冷涡旋厚度越来越大。
航海气象观测与分析 1
一、雷暴（Thunderstorm） 1、概述 1）定义 ――积雨云中发生的激烈放电、雷鸣现象，一般伴，是小尺度天 气系统。多个雷暴单体成群成带地聚集在一起，叫做雷 暴群或雷暴带（又称多单体雷暴）。 普通雷暴――伴有阵雨的雷暴。 强雷暴――伴有暴雨、阵性大风、冰雹、龙卷等强对流 天气的雷暴，也叫“强风暴”。 2）活动地区 低纬多于中纬，中纬多于高纬； 山地多于平原，内陆多于海洋。 3）季节性：夏季出现较多，冬季几乎绝迹。
航海气象观测与分析
1
2、日本海低压 日本海低压在春季较多。产生于黄海、东海的低压移 至日本海后迅速加深，可引起全日本吹强劲的西南风， 海况恶劣，但天气一般较好（北海道除外）。
福建船政职院航海气象与海洋学课件13天气图基础知识
常用的标准等压面图有850hPa、700hPa和500hPa三种。
➢ 等压面起伏形势的表示方法
－－采用绘制等高 线的方法来表示。 一组间距相同的等 高面与等压面相交， 交线既是等压线又 是等高线。
23
闭合等高线的高值区与等压面凸起部位相对应；闭合等 高线的低值区与等压面下凹部位相对应；等高线稀疏处 与等压面倾斜程度较小处对应；等高线密集处与等压面 倾斜程度大处对应。
4
13.2 地面分析图和低纬流线图
13.2.1
地面分析图 高云状
中云状 总云 量，
➢ 填图格式
单位成
气温，单位℃
海平面气压， 单位hPa
现在天气现象 水平能见度，
3h气压变量， 单位hPa
单位为km
3h气压倾向
低云状 低云量，单位成
过去天气现象
露点温度， 单位℃
过去6h降水量， 单位mm
低云高度，单位m
缘，也可起止于风向有急剧变化的地方；风速大的地 方，流线密，风速小的地方流线稀。
19
➢ 流线图上常见的水平流场形式
• 平直流线 • 波状流线
辐合渐近线往 往与一些活跃的 对流天气区（如 积云、积雨云、 阵雨等）相联系。
辐散渐近线
辐合渐近线
• 渐近线
20
• 奇异点（静风点）
尖点：波动向涡旋发展 的过渡形式，生命史很短。
850hPa图上：…144，148，152…等高线； 700hPa图上：…296，300，304…等高线； 500hPa图上：…548，552，556…等高线。
国外一些图上，相邻等高线间隔规定为60位势米， 如700hPa图上为3000、3060、3120等；
国内闭合等高线的高值（高压）中心（用蓝色）标注“G”， 低值（低压）中心（用红色）标注“D”。 国外高、低气压中心分别用“H”和“L”标注。
➢ 等压面起伏形势的表示方法
－－采用绘制等高 线的方法来表示。 一组间距相同的等 高面与等压面相交， 交线既是等压线又 是等高线。
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闭合等高线的高值区与等压面凸起部位相对应；闭合等 高线的低值区与等压面下凹部位相对应；等高线稀疏处 与等压面倾斜程度较小处对应；等高线密集处与等压面 倾斜程度大处对应。
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13.2 地面分析图和低纬流线图
13.2.1
地面分析图 高云状
中云状 总云 量，
➢ 填图格式
单位成
气温，单位℃
海平面气压， 单位hPa
现在天气现象 水平能见度，
3h气压变量， 单位hPa
单位为km
3h气压倾向
低云状 低云量，单位成
过去天气现象
露点温度， 单位℃
过去6h降水量， 单位mm
低云高度，单位m
缘，也可起止于风向有急剧变化的地方；风速大的地 方，流线密，风速小的地方流线稀。
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➢ 流线图上常见的水平流场形式
• 平直流线 • 波状流线
辐合渐近线往 往与一些活跃的 对流天气区（如 积云、积雨云、 阵雨等）相联系。
辐散渐近线
辐合渐近线
• 渐近线
20
• 奇异点（静风点）
尖点：波动向涡旋发展 的过渡形式，生命史很短。
850hPa图上：…144，148，152…等高线； 700hPa图上：…296，300，304…等高线； 500hPa图上：…548，552，556…等高线。
国外一些图上，相邻等高线间隔规定为60位势米， 如700hPa图上为3000、3060、3120等；
国内闭合等高线的高值（高压）中心（用蓝色）标注“G”， 低值（低压）中心（用红色）标注“D”。 国外高、低气压中心分别用“H”和“L”标注。
福建船政职院航海气象与海洋学课件15锋面气旋
东亚锋面气旋路径： ――自西向东； ――自西南向东北；
――先自西北向东南，尔后再折向东北。
23
一、我国近海的锋面气旋 1、黄河气旋 1）多发季节：夏季。 2）影响地区：黄河下游、辽东半岛、渤海、黄海北部和 中部海面。 3）发展路径：沿北北东方向经渤海进入东北地区常能得 到发展。 4）天气特点：出现较强的大风，风力可达8级以上； 水汽充沛时，气旋中心附近可出现大到暴雨 或雷阵雨（通常降水较少）。
§15 锋面气旋
15.1 15.2 15.3 15.4 15.5
锋面气旋的发展演变 锋面气旋的天气结构和活动规律 我国近海和日本近海的锋面气旋 热低压 中、小尺度系统
1
15.1 锋面气旋的发展演变
一、气旋（Cyclone）概述
1、定义 ――气压场：低气压 ――风场：大型水平空气涡旋 北半球逆时针方向旋转；南半球顺时针方向旋转。
气压：基本停止下降。 风速：一般不大；但在一定气压场配置下，会出现偏南大
风（北半球）。 风向：北半球转为S～SW风，南半球转为N～NW。
c）气旋后部（西部）的冷锋天气 云：一型冷锋NsAsCsCi ；二型冷锋Cb
降水：一型冷锋连续性降水，有时有锋面雾； 二型冷锋阵性降水。
气压：冷锋过境后，气压迅速回升。 风速：一般迅速增大，海上常可达7～8级。 风向：北半球转为N～NW 风，半球转为S～SW 风。24
黄 河 气 旋
25
2、江淮气旋 1）多发季节：春季和初夏，尤以6月份最活跃 （江淮梅雨季节）。 由江淮静止锋上的波动发展而成。 2）影响地区：长江中下游、淮河流域和湘赣地区、黄海。 3）天气特点： 大范围云系和降水，降水区位于700hPa切变线和地面静 止锋之间。 恶劣能见度：冷锋后和暖锋前碎雨云和锋面雾，春季气 旋东部常有平流雾或平流低云、甚至毛毛雨。
――先自西北向东南，尔后再折向东北。
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一、我国近海的锋面气旋 1、黄河气旋 1）多发季节：夏季。 2）影响地区：黄河下游、辽东半岛、渤海、黄海北部和 中部海面。 3）发展路径：沿北北东方向经渤海进入东北地区常能得 到发展。 4）天气特点：出现较强的大风，风力可达8级以上； 水汽充沛时，气旋中心附近可出现大到暴雨 或雷阵雨（通常降水较少）。
§15 锋面气旋
15.1 15.2 15.3 15.4 15.5
锋面气旋的发展演变 锋面气旋的天气结构和活动规律 我国近海和日本近海的锋面气旋 热低压 中、小尺度系统
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15.1 锋面气旋的发展演变
一、气旋（Cyclone）概述
1、定义 ――气压场：低气压 ――风场：大型水平空气涡旋 北半球逆时针方向旋转；南半球顺时针方向旋转。
气压：基本停止下降。 风速：一般不大；但在一定气压场配置下，会出现偏南大
风（北半球）。 风向：北半球转为S～SW风，南半球转为N～NW。
c）气旋后部（西部）的冷锋天气 云：一型冷锋NsAsCsCi ；二型冷锋Cb
降水：一型冷锋连续性降水，有时有锋面雾； 二型冷锋阵性降水。
气压：冷锋过境后，气压迅速回升。 风速：一般迅速增大，海上常可达7～8级。 风向：北半球转为N～NW 风，半球转为S～SW 风。24
黄 河 气 旋
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2、江淮气旋 1）多发季节：春季和初夏，尤以6月份最活跃 （江淮梅雨季节）。 由江淮静止锋上的波动发展而成。 2）影响地区：长江中下游、淮河流域和湘赣地区、黄海。 3）天气特点： 大范围云系和降水，降水区位于700hPa切变线和地面静 止锋之间。 恶劣能见度：冷锋后和暖锋前碎雨云和锋面雾，春季气 旋东部常有平流雾或平流低云、甚至毛毛雨。
航海气象学课件第十六章
移动主要受上空700hPa气流引导，移向和高空气流相一致， 移动主要受上空700hPa气流引导，移向和高空气流相一致，并趋 700hPa气流引导 向冷舌移动， 自西向东或自西北向东南移动。 向冷舌移动，即自西向东或自西北向东南移动。 冷高压的移动有多种形式：整个高压一起移动， 冷高压的移动有多种形式：整个高压一起移动，或高压中心基本 不动，只是向某个方向或两个方向上伸出高压脊， 不动，只是向某个方向或两个方向上伸出高压脊，伸出的高压脊 也可以发展成一个脱离母体的单独的高压中心。 也可以发展成一个脱离母体的单独的高压中心。
陈登俊 §16.2 冷高压
5
二、冷高压的天气分布
1、冷高压前部（东部） 冷高压前部（东部） 冷锋过境前： 冷锋过境前： 偏南风，风力较弱，天气相对较温暖，无雨或少雨。 偏南风，风力较弱，天气相对较温暖，无雨或少雨。 冷锋过境后： 冷锋过境后： 气温明显下降，常伴有雨、 明显下降 气压升高， 气温明显下降，常伴有雨、雪，气压升高，偏北风 增大，渤海、黄海吹西北风，东海吹北到东北风， 渤海、黄海吹西北风，东海吹北到东北风， 南海吹北风。出现寒潮天气时 寒潮大风在海上一 南海吹北风。出现寒潮天气时，寒潮大风在海上一 般为6 最大可达10 11级 10～ 般为6～8级，最大可达10～11级，能激起很高的海 浪。 2、冷高压中部（内部） 冷高压中部（内部） 冷锋区过后，转受冷高压内部控制，气压升高， 冷锋区过后，转受冷高压内部控制，气压升高，盛行 为主， 下沉气流， 晴冷、少云天气为主 风力微弱。 下沉气流，以晴冷、少云天气为主，风力微弱。低层能见 度变坏， 内陆、港口和沿海夜间和清晨易出现辐射雾。 度变坏，在内陆、港口和沿海夜间和清晨易出现辐射雾。
航海气象与海洋学
商船学院航海教研室 主讲 陈登俊
陈登俊 §16.2 冷高压
5
二、冷高压的天气分布
1、冷高压前部（东部） 冷高压前部（东部） 冷锋过境前： 冷锋过境前： 偏南风，风力较弱，天气相对较温暖，无雨或少雨。 偏南风，风力较弱，天气相对较温暖，无雨或少雨。 冷锋过境后： 冷锋过境后： 气温明显下降，常伴有雨、 明显下降 气压升高， 气温明显下降，常伴有雨、雪，气压升高，偏北风 增大，渤海、黄海吹西北风，东海吹北到东北风， 渤海、黄海吹西北风，东海吹北到东北风， 南海吹北风。出现寒潮天气时 寒潮大风在海上一 南海吹北风。出现寒潮天气时，寒潮大风在海上一 般为6 最大可达10 11级 10～ 般为6～8级，最大可达10～11级，能激起很高的海 浪。 2、冷高压中部（内部） 冷高压中部（内部） 冷锋区过后，转受冷高压内部控制，气压升高， 冷锋区过后，转受冷高压内部控制，气压升高，盛行 为主， 下沉气流， 晴冷、少云天气为主 风力微弱。 下沉气流，以晴冷、少云天气为主，风力微弱。低层能见 度变坏， 内陆、港口和沿海夜间和清晨易出现辐射雾。 度变坏，在内陆、港口和沿海夜间和清晨易出现辐射雾。
航海气象与海洋学
商船学院航海教研室 主讲 陈登俊
航海学--航海气象与海洋学
第一节
一、大气成分 • 1、大气（atmosphere）由多种混合气体、水汽及浮悬其 中的液态体和固态杂质所组成。 • 2、干空气 （Dry air）：大气中除水汽及液态体、固态杂 质以外的混合气体，有氮、氧、氩、二氧化碳、其他气体 等。 • 3、影响大气温度分布及其天气变化的大气成分 • <1>二氧化碳（ＣＯ２） • ①温室气体，如甲烷、一氧化碳等 吸收太阳短波辐射甚少，强烈吸收地面和 大气放射的长 波辐射，同时向周围空气和地面放射长波辐射。 • ②具有温室效应，影响气候变迁
• 二、大气垂直结构
• 1、对流层(Troposphere） • <1>对流层下届为地面，上界受纬度和季节影响，平均厚 度10~12km，。 • ①在高纬为6~8km，中纬度为10~12km，低纬度为 17~18km • ②对流层的厚度夏季比冬季大 • <2>对流层为大气层最底层，集中了大气质量的80%和几 乎全部的水汽，大气中几乎所有的物理和化学过程都发生 在该层，与人类的生产、生活关系最为密切。 • <3>对流层的特征 • ①气温随高度增加而降低，气温直减率γ为0.65℃/100m • ②具有强烈的对流和湍流运动，强度随纬度和季节变化， 一般低纬较强，高纬较弱，夏季较强，冬季较弱 • ③气象要素水平分布不均，主要受地表的影响
• <4>对流层的分层 • ①摩擦层，高度1~1.5km，各种天气现象出现比较频繁。 • ②自由大气，摩擦层以上的大气层，地表的摩擦力作用可 忽略不计，多波状层流 • 500hPa等压面（高度为5.5km）上气流分布最能代表对流 层大气的一般运动状况。 • 2、平流层（Stratosphere） • ①自流层顶到55km高度的气层，以平流运动为主 • ②特点：水平运动为主，垂直运动较弱；水汽含量少；在 下层等温，到20~45km由于臭氧吸收紫外线温度随高度升 高而递增；气层稳定利于飞机飞行 • 3、中间层(Mesosphere) • ①自平流层顶到85km高空的气层，夏季高纬有极光出现 • ②特点：温度随高度升高迅速下降，高空对流层；在 65km处为电离层，白天强，夜间弱。
航海气象与海洋学
稳定度判别的气块法
• 通常采用“气块法”判断静
力稳定度。当一气块受外力
作用在垂直方向上产生扰动 后，周围大气有使它返回起 始位置的趋势时，这种大气 层结是稳定的；反之，大气 有使它继续远离起始位置的 趋势时，这种大气层结是不 稳定的；若气块随时与周围 大气取得平衡时，这种大气 层结是中性的。
影响稳定度变化的因子：辐射和温度平流
dQ≈0
• 2. 干绝热过程: 干空气或未饱和湿空气作垂直升降运动时与周 • 3.干绝热直减率: 在干绝热直过程中,气块温度随高度的变化率 称干绝热直减率。即：
dT RT dP RT g g dZ dZ CP P CP P cP dT g ra 1 CP dZ
p 0 n
4
Vf 0
梯度风也小。反之相反。
关于梯度风的讨论
• 1. 在气旋中，G=A+C，只要气压梯度和梯度风按一定 比例增大，三力的平衡总可建立。因此，气旋中气压 梯度和风速可以任意大。 • 2. 在反气旋中， A=G+C，当气压梯度和梯度风按一定 比例增大时，C比A增大的快，三力不能保持平衡。只 有使气压梯度和梯度风减小，才能三力保持平衡。 • 3. 最大水平气压梯度和大风区常位于气旋中心附近和 高压边缘区域。
p n
和Vf可以任意大。
高压中的梯度风
Vf rf r 2 2 f
2
4 p r n
• 反气旋性环流 Vf≥0
r 0
p n
rf 0 2 r f 2
• 当
• 根号前也取正号才有意义。 • 气压梯度和梯度风的大小受 反气旋曲率限制。曲率愈大 （r愈小），气压梯度愈小，
• 方向：北半球，恒垂直于物体运动方向的右侧90度，南半球相反. • 讨论： (1) A是物体相对于地球运动才产生的，静止物体不受其作用。 (2) 地转偏向力是虚拟力， 只改变物体的运动方向，不改变速度。 (3) 在北半球A恒垂直于物体运动的右方，南半球相反。 (4) A 与sinφ 成正比，两极最大，赤道上为零 。
航海气象学课件第十七章
17
结构（北半球） 结构（北半球）
短波槽一般也有温度槽配合，当温度槽落后于高度槽 时，北半球槽前盛行暖湿的西南气流，通常地面有低压对 应出现；槽后盛行干冷的西北气流，地面常对应出现冷高 压。因此每次短波槽的活动均可引起低层大气中冷暖空气 的南北交换，并带来相应的阴雨、降温或大风天气过程。
季节和地理特征
11
切断低压（CutLow） 17.1.3 切断低压（Cut-off Low）
定义
西风带长波槽不断向低纬加深时，高空冷槽与北方冷空气 的联系被暖空气切断，在槽中形成具有闭合环流和冷中心的 深厚低压系统，称为切断低压。 一般在700hPa以上等压面图上才有明显表现，在300hPa 图上最清楚。在地面图上，则往往有一个冷性高压与之对应。
季节特征
大多发生在春、秋两季，北美和西欧地区出现的频率最 大，太平洋、大西洋和亚洲大陆上空也有切断低压形成。 我国春末夏初也常有冷切断低压活动，尤其是东北地区， 在5、6月份最为常见，称为“东北冷涡”，夏季它可造成 东北地区持续数天的阵性降水天气，冬季则带来严寒天气。
12
13
天气特点
切断低压内的不同部位，天气特征各不相同。 其前部（东南侧），因低层有冷、暖空气交汇，常 发生锋面气旋波动，故云雨区多出现在切断低压东 南部的下方。切断低压后部（西侧），由于有冷空 气不断补充南下，常有副冷锋或切变线生成，随之 带来阵性降水天气。
长波与大气环流的关系
当长波处于稳定状态时，大型环流很少变动， 当长波处于稳定状态时，大型环流很少变动，天气过 程按一定型式发展，天气预报比较准确。 程按一定型式发展，天气预报比较准确。 当长波波数发生变化或长波进行更替（长波调整） 当长波波数发生变化或长波进行更替（长波调整）时， 大型环流发生变动，天气过程将发生剧烈变化， 大型环流发生变动，天气过程将发生剧烈变化，易导致 预报失败。 预报失败。
结构（北半球） 结构（北半球）
短波槽一般也有温度槽配合，当温度槽落后于高度槽 时，北半球槽前盛行暖湿的西南气流，通常地面有低压对 应出现；槽后盛行干冷的西北气流，地面常对应出现冷高 压。因此每次短波槽的活动均可引起低层大气中冷暖空气 的南北交换，并带来相应的阴雨、降温或大风天气过程。
季节和地理特征
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切断低压（CutLow） 17.1.3 切断低压（Cut-off Low）
定义
西风带长波槽不断向低纬加深时，高空冷槽与北方冷空气 的联系被暖空气切断，在槽中形成具有闭合环流和冷中心的 深厚低压系统，称为切断低压。 一般在700hPa以上等压面图上才有明显表现，在300hPa 图上最清楚。在地面图上，则往往有一个冷性高压与之对应。
季节特征
大多发生在春、秋两季，北美和西欧地区出现的频率最 大，太平洋、大西洋和亚洲大陆上空也有切断低压形成。 我国春末夏初也常有冷切断低压活动，尤其是东北地区， 在5、6月份最为常见，称为“东北冷涡”，夏季它可造成 东北地区持续数天的阵性降水天气，冬季则带来严寒天气。
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天气特点
切断低压内的不同部位，天气特征各不相同。 其前部（东南侧），因低层有冷、暖空气交汇，常 发生锋面气旋波动，故云雨区多出现在切断低压东 南部的下方。切断低压后部（西侧），由于有冷空 气不断补充南下，常有副冷锋或切变线生成，随之 带来阵性降水天气。
长波与大气环流的关系
当长波处于稳定状态时，大型环流很少变动， 当长波处于稳定状态时，大型环流很少变动，天气过 程按一定型式发展，天气预报比较准确。 程按一定型式发展，天气预报比较准确。 当长波波数发生变化或长波进行更替（长波调整） 当长波波数发生变化或长波进行更替（长波调整）时， 大型环流发生变动，天气过程将发生剧烈变化， 大型环流发生变动，天气过程将发生剧烈变化，易导致 预报失败。 预报失败。
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层主要特征；摩擦层和自由大气。
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大气概况
一、大气成分：主要由多种气体(氮、氧、氩、二 氧化碳和臭氧等)、水汽和悬浮的杂质构成。
干空气（Dry air）:除水汽和杂质以外的混合气 体。
干空气主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、 氩（0.93%）三项约占总体积的99.97% 。
其中影响天气、气候变化的主 要大气易变成分为二氧化碳、 臭氧和水汽。
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大气中的易变成分
1.二氧化碳:平均含量0.03%，二氧化碳能强烈地吸收和放
射长波辐射。
2.臭氧：主要存在于20-40公里气层中，又称臭氧层。臭
氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分
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大气中的易变成分
3.水汽：水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在
特点：空气主要是水平运动；水汽含量少；气温随高度升高 而递增（20～40km气温突增，形成臭氧层）；气层稳定利 于飞机飞行。
3. 中间层（Mesosphere）：厚度：自平流层顶到85km左右。
特点：气温随高度迅速下降；又称高空对流层。
4. 热层（Thermosphere）：厚度：85-800km。特点：气温随
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对流层中三个主要特征
⑴ 气温随高度而降低。平均幅 度为-0.65℃/100m。 即 γ＝0.65℃/100m 称γ为 对流层中气温垂直递减率。
⑵ 具有强烈的对流和湍流运 动。是引起大气上下层动量、热 量、能量和水汽等交换的主要方 式。
⑶ 气象要素沿水平方向分布 不均匀。如温度、湿度等。
高度迅速增加；空气处于高度电离状态，又叫电离层。
5. 逸散层（Exosphere）: 厚度： 热层顶以上。可高达
3000km，地球大气向宇宙空间逸散的过渡区域。
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第二节 气温
基本概念和知识点：气温的概念；太阳、
地面和大气辐射；空气增热和冷却方式；气 温随时间的变化；气温的空间分布。
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大气污染
大气污染：二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起
全球天气和气候的异常变化。导致极冰融化、海面上升、 一些陆地和港口将被淹没。另外，大气中的粉尘、二氧化 硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物和氨等。 严重污染大气，对人类造成极大危害。
全球141个国家和地区签署的旨在遏制全球气候变暖的《京 都议定书》于2005年2月16日正式生效。
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根据大气运动的不同特征通常将对流层分为：
摩擦层(friction layer) ：摩擦层又称边界层，从地面到
1-1.5km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间，大风和 扰动强烈的天气高于平稳天气。湍流输送是该层的基本运动 特点，多涡动，各种气象要素都有明显的日变化。该层水汽、 杂子含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。
相变过程中吸收和放出潜热能。湿空气在同一气 压和温度下，只有干空气密度的62.2％。大气中 水汽含量范围在0～4％，它也是造成云、雨、雪、 雾等天气现象的主要物质条件。
4.杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要包
括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。 它们主要集中在大气的低层，影响能见度，能吸 收部分太阳辐射，并对太阳辐射具有散射作用。 在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。
重点：常用的温标及其换算；气温的日年
变化；气温的空间分布；气温垂直递减率。
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一、气温的定义和温标
气温（Air Temperature）是大气的重要状态参数之一， 是天气预报的直接对象。气温的分布和变化与气压场、 风场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象密切相 关。
1. 定义：气温是表示空气冷热程度的物理量。空气的冷 热程度，实质上是反映空气分子运动的平均动能。当空 气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能 增加，气温升高。反之当空气失去热量时，其分子运动 平均速度减小，平均动能随之减少，气温就降低。气温 可以通过温度表或温度计直接测得。
次要成分:二氧化碳（0.03％）、氢、氖、氦、氪、 氙、氡、臭氧等稀有气体（ 0.01％）。
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大气是可压缩气体，大气密度 随高度增加而迅速减少。
观测表明，10公里以内集中了 大气质量的75%，35公里以下则 达99%，近地面空气标准密度为 1.293kg/m-3, 大 气 的 总 质 量 为 5.3ⅹ 1018 kg，约为地球质量 的百万分之一。
自由大气(free atmosphere) ：摩擦层以上称自由大气。摩
擦作用忽略不计，大气运动规律比较简单和清楚。自由大气 的基本运动形式是层流，气流多波状系统。 对流层顶：厚度约为1-2km，温度随高度呈等温或逆温状态。
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2. 平流层（Stratosphere）：厚度：自对流层顶到大约55km。
一般以物理现象发生的最高高 度为上界。极光发生在高纬度 不同高度上，最高达到10001200Km称为大气的物理上界。 由卫星探测的大气上界为 2000-3000Km。
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大气垂直分层
根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动程度和电离现象 等不同等特点，自下而上将大气分为五个层次。（P5）
1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随纬度和 季节变化，平均厚度10-12km。通常在高纬为6-8km，中 纬度10-12km，低纬度17-18km。夏季对流层的厚度比冬 季高。对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与人 类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都 发生在该层。对流层具有三个主要特征。
第一章 气象学基础知识
第一节 大气概况 第二节 气温 第三节 气压 第四节 空气水平运动--风 第五节 大气环流 第六节 大气湿度
第八节 云和降水 第九节 雾和能见度 第十节 船舶海洋水文气象观测
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第一节 大气概况
基本概念和知识点：大气成分；大气污
染；大气垂直结构。
重点：大气中的易变成分及其作2个国家在丹麦首都哥本哈根召开 《联合国气候变化框架公约》第１５次缔约方会议，旨在 遏制全球气候变暖，温家宝总理出席会议。
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二、大气垂直结构
大气上界
大气上界的高度，常常因科学 家们根据和目的不同而结果相 差很大，因此要精确划定 大气 层上界的高度并为众人公认， 始终是科学研究的一个难题。
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大气概况
一、大气成分：主要由多种气体(氮、氧、氩、二 氧化碳和臭氧等)、水汽和悬浮的杂质构成。
干空气（Dry air）:除水汽和杂质以外的混合气 体。
干空气主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、 氩（0.93%）三项约占总体积的99.97% 。
其中影响天气、气候变化的主 要大气易变成分为二氧化碳、 臭氧和水汽。
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大气中的易变成分
1.二氧化碳:平均含量0.03%，二氧化碳能强烈地吸收和放
射长波辐射。
2.臭氧：主要存在于20-40公里气层中，又称臭氧层。臭
氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分
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大气中的易变成分
3.水汽：水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在
特点：空气主要是水平运动；水汽含量少；气温随高度升高 而递增（20～40km气温突增，形成臭氧层）；气层稳定利 于飞机飞行。
3. 中间层（Mesosphere）：厚度：自平流层顶到85km左右。
特点：气温随高度迅速下降；又称高空对流层。
4. 热层（Thermosphere）：厚度：85-800km。特点：气温随
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对流层中三个主要特征
⑴ 气温随高度而降低。平均幅 度为-0.65℃/100m。 即 γ＝0.65℃/100m 称γ为 对流层中气温垂直递减率。
⑵ 具有强烈的对流和湍流运 动。是引起大气上下层动量、热 量、能量和水汽等交换的主要方 式。
⑶ 气象要素沿水平方向分布 不均匀。如温度、湿度等。
高度迅速增加；空气处于高度电离状态，又叫电离层。
5. 逸散层（Exosphere）: 厚度： 热层顶以上。可高达
3000km，地球大气向宇宙空间逸散的过渡区域。
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第二节 气温
基本概念和知识点：气温的概念；太阳、
地面和大气辐射；空气增热和冷却方式；气 温随时间的变化；气温的空间分布。
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大气污染
大气污染：二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起
全球天气和气候的异常变化。导致极冰融化、海面上升、 一些陆地和港口将被淹没。另外，大气中的粉尘、二氧化 硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物和氨等。 严重污染大气，对人类造成极大危害。
全球141个国家和地区签署的旨在遏制全球气候变暖的《京 都议定书》于2005年2月16日正式生效。
CHENLI
10
根据大气运动的不同特征通常将对流层分为：
摩擦层(friction layer) ：摩擦层又称边界层，从地面到
1-1.5km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间，大风和 扰动强烈的天气高于平稳天气。湍流输送是该层的基本运动 特点，多涡动，各种气象要素都有明显的日变化。该层水汽、 杂子含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。
相变过程中吸收和放出潜热能。湿空气在同一气 压和温度下，只有干空气密度的62.2％。大气中 水汽含量范围在0～4％，它也是造成云、雨、雪、 雾等天气现象的主要物质条件。
4.杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要包
括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。 它们主要集中在大气的低层，影响能见度，能吸 收部分太阳辐射，并对太阳辐射具有散射作用。 在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。
重点：常用的温标及其换算；气温的日年
变化；气温的空间分布；气温垂直递减率。
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一、气温的定义和温标
气温（Air Temperature）是大气的重要状态参数之一， 是天气预报的直接对象。气温的分布和变化与气压场、 风场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象密切相 关。
1. 定义：气温是表示空气冷热程度的物理量。空气的冷 热程度，实质上是反映空气分子运动的平均动能。当空 气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能 增加，气温升高。反之当空气失去热量时，其分子运动 平均速度减小，平均动能随之减少，气温就降低。气温 可以通过温度表或温度计直接测得。
次要成分:二氧化碳（0.03％）、氢、氖、氦、氪、 氙、氡、臭氧等稀有气体（ 0.01％）。
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大气是可压缩气体，大气密度 随高度增加而迅速减少。
观测表明，10公里以内集中了 大气质量的75%，35公里以下则 达99%，近地面空气标准密度为 1.293kg/m-3, 大 气 的 总 质 量 为 5.3ⅹ 1018 kg，约为地球质量 的百万分之一。
自由大气(free atmosphere) ：摩擦层以上称自由大气。摩
擦作用忽略不计，大气运动规律比较简单和清楚。自由大气 的基本运动形式是层流，气流多波状系统。 对流层顶：厚度约为1-2km，温度随高度呈等温或逆温状态。
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2. 平流层（Stratosphere）：厚度：自对流层顶到大约55km。
一般以物理现象发生的最高高 度为上界。极光发生在高纬度 不同高度上，最高达到10001200Km称为大气的物理上界。 由卫星探测的大气上界为 2000-3000Km。
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大气垂直分层
根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动程度和电离现象 等不同等特点，自下而上将大气分为五个层次。（P5）
1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随纬度和 季节变化，平均厚度10-12km。通常在高纬为6-8km，中 纬度10-12km，低纬度17-18km。夏季对流层的厚度比冬 季高。对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与人 类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都 发生在该层。对流层具有三个主要特征。
第一章 气象学基础知识
第一节 大气概况 第二节 气温 第三节 气压 第四节 空气水平运动--风 第五节 大气环流 第六节 大气湿度
第八节 云和降水 第九节 雾和能见度 第十节 船舶海洋水文气象观测
CHENLI
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第一节 大气概况
基本概念和知识点：大气成分；大气污
染；大气垂直结构。
重点：大气中的易变成分及其作2个国家在丹麦首都哥本哈根召开 《联合国气候变化框架公约》第１５次缔约方会议，旨在 遏制全球气候变暖，温家宝总理出席会议。
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二、大气垂直结构
大气上界
大气上界的高度，常常因科学 家们根据和目的不同而结果相 差很大，因此要精确划定 大气 层上界的高度并为众人公认， 始终是科学研究的一个难题。