气象学多媒体讲义第十六章.doc

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资源描述

1、第十六章 冷高压和副热带高压第一节 反气旋概述一、反气旋(Anticyclone)的概念1、定义流场上:大型水平空气涡旋,北半球顺时针方向旋转,南半球逆时针方向旋转。气压场上:高压。2、强度表示中心气压值的高低,中心气压值越高,表示反气旋越强,反之,则弱。反气旋中的最大风速,最大风速越大,表示反气旋越强。反气旋中的强风一般出现在边缘。当反气旋的中心气压值随时间升高,称反气旋加强;若中心气压值随时间降低,则称反气旋减弱。3、水平范围表示以最外围一条闭合等压线的直径长度来表示。4、总体天气特点在近地面层,反气旋区中的风从中心向外辐散,垂直方向上盛行下沉运动,反气旋中心部分控制的地区一般为晴朗少云的

2、好天气。二、反气旋的分类1、地理分类极地反气旋、温带反气旋和副热带反气旋。2、热力分类冷性反气旋(中高纬大陆近地面层冷高)和暖性反气旋(副高、阻塞高压)。第二节 冷高压一、冷高压(Cold High)的结构1、形成条件地面强辐射冷却和高空冷平流共同作用2、结构:1)准静止型冷高压温、压场分布近于对称,中心轴线基本上垂直,强度随高度迅速减弱,一般到对流层中层就不明显了,这种冷高压在源地较常见,移动缓慢或基本不动;2)移动性冷高压温、压场分布不对称,这种冷高压中心轴线向西南方倾斜(北半球),高压强度随高度逐渐减弱,到 34km 高度上多半变为高压脊。锋面气旋冷锋后面的高压即属此类移动性的冷高压。二

3、、冷高压的天气分布1)冷高压前部(东部)冷高压入侵时,它所造成的最恶劣天气主要出现在冷高压前缘的冷锋附近。冷锋过境前,偏南风,风力较弱,天气相对较温暖,无雨或少雨。冷锋过境后,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,南海吹北风。冬半年,强大的冷高压南下侵入我国时,常使气温剧烈下降,风力猛增,出现寒潮天气,寒潮大风在海上一般为 68 级,最大可达 1011 级,能激起很高的海浪。夏季,冷高压弱得多,但当暖空气比较潮湿时,有时会出现雷雨、大风甚至冰雹等天气。冬初和春末,冷锋移到江南或华南沿海时,由于势力减弱或受地形阻挡常变为准静止锋,造成持续时间较长

4、的阴雨天气。2)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,盛行下沉气流,以晴冷、少云天气为主,风力微弱。低层能见度变坏,在内陆、港口和沿海夜间和清晨易出现辐射雾。3)冷高压后部(西部)气压逐渐下降,偏南风,风力不大,气温回升,湿度增大,天气性质类似暖锋。春季在入海变性冷高压后部,还常出现平流雾、毛毛雨或层云。冷高压移到海上时,海上出现的低云云量要比陆地上多,尤其是对流云大为增加,产生的降水也多为阵性的。三、冷高压的活动规律1、冷高压活动的气候特征东亚地区大约每 35 天有一次,秋季活动频数最高,冬春季次之,夏季最少。夏季冷高压强度弱,一般在 40N 以北活动。冬半年冷高压强度

5、很强,活动范围可深入到华东沿海。冬季一次强冷高压活动过程平均为 7 天左右。2、冷高压的移动和变化(北半球)冷高压的移动主要受其上空 35km 高度的气流的引导,移向和高空气流相一致,并趋向冷舌移动,因此总体上冷高压都是自西向东或自西北向东南移动,到海上移行一段距离后再改向东移动。实际工作中一般用 700hPa 气流来预报地面冷高压的移动。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,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。冷高压在东移和南下过程中,由于变性常会使高压中心产生分裂,它们在我国消失者不多,多数经我国东移入海,在海

6、上变性为暖性高压,最后并入副热带高压中。3、冷空气的源地和路径1)源地:据统计,影响我国的强冷空气主要来自 3 个源地: 新地岛以西的北方寒冷洋面,来自这个地区的冷空气最多,达到寒潮强度的也最多; 新地岛以东的北方寒冷洋面,来自这个地区的冷空气频数不高,但气温低,达到寒潮强度的次数也较多; 冰岛以南洋面,来自这个地区的冷空气次数较多,但强度一般较弱,达到寒潮强度的较少。上述三个源地的冷空气在侵入我国以前,95都要经过西伯利亚中部(70 90E, 4365N)地区,并在那里积累加强,这个地区称为寒潮关键区。2)路径:(冷空气主体的移动路线)通常有 4 条 西北路(中路):频率最高,冷空气强度强,

7、吹西北风,受该路冷空气影响,长江以北以偏北大风和降温为主,江南有雨雪; 东路:频率不高,但强度强,此路冷空气常使渤海、黄海、黄河下游及长江下游出现东北大风; 西路:频率较高,一般强度不大,吹偏西风; 东路加西路:东路冷空气与西路冷空气在黄土高原东侧、黄河和长江之间汇合后继续南下,造成黄河、长江之间大范围雨雪和大风天气。四、寒潮(Cold Wave,Polar Invasion)1、寒潮的概念强冷高压的活动过程。发布寒潮警报的标准是:一次冷空气活动,24h 内气温剧降 10以上,同时最低气温降至 5以下;或一次冷空气活动,使长江中下游及以北地区 48h 内降温 10以上,长江中下游(春季为江淮地

8、区)最低气温降至 4或以下;陆上有 3 个大区伴有 57 级大风,渤海、黄海、东海先后有 68 级大风。如果上述区域 48h 内降温达 14以上,其余条件同上,则称为强寒潮。未达以上标准者,则称为一般冷空气或较强冷空气。国家气象局根据冷空气的强度和影响范围,把冷空气活动划分为全国性寒潮、区域性寒潮、强冷空气和一般冷空气四类。2、寒潮爆发需具备的两个基本条件:有冷空气的酝酿和聚集;有引导冷空气侵入我国的合适流场。3、寒潮过程的天气特征寒潮是大规模的强冷空气活动过程,在地面天气图上表现为强冷高压的南下。寒潮天气过程与一般冷高压的天气过程相似,但要剧烈得多,尤其是冷高压前缘的强冷锋附近,出现剧烈降温

9、和大风,有时还伴有雨、雪或霜冻。在高纬海上航行的船舶,除可遭遇大风浪外,还容易引起船体积冰等危害。五、有寒潮爆发的地区东亚、北美洲、欧洲、澳大利亚。第三节 副热带高压一、概述1、定义副热带地区(2035 ),由于海陆分布影响,副热带高压带断裂成若干个具有闭合中心的高压单体,这些单体统称为副热带高压(Subtropical High),简称副高,是控制热带、副热带地区的大气活动中心,组成大气环流的重要成员之一,是大型、持久的暖性深厚系统。2、分布主要位于海洋上:北太平洋副热带高压(夏威夷高压)、北大西洋副热带高压(亚速尔高压)、南太平洋副热带高压、南大西洋副热带高压和南印度洋副热带高压。二、天气

10、分布(西北太平洋)高压内部:辐散气流占优势,为下沉气流区,多晴朗少云天气,风力微弱,天气炎热。北侧:与盛行西风带相邻,气旋和锋面活动频繁,上升运动强,形成大范围的雨带,雨带位于副高脊线之北 58 个纬距处,走向大致和脊线平行。南侧:东风气流(信风),当无气旋性环流时,一般天气晴好,当有东风波、热带气旋等系统活动时,出现雷暴、大风、暴雨等恶劣天气。东部:吹偏北向的冷风,且大洋东部存在着冷的涌升流,大气层结稳定,有时出现层云和雾;长期受其控制的一些陆地,因久旱无雨而变成沙漠。西部:偏南暖气流,又位于暖海流上空,低层大气层结不稳定,多雷阵雨和大风。三、活动规律及对中国沿海天气的影响1、副高强度和位置

11、变化的表示方法高压单体中心气压值和中心位置;500hPa 图上副高脊线(闭合等压线或等高线的长轴,副高多呈东西向扁长形状,脊线呈西南西东北东走向);500hPa 图上 588 位势什米等高线的位置表示移动;588 线所包围的面积变化表示副高的增强和减弱。2、季节性变化与雨带的关系(见下表)冬季,副高强度弱,范围小,退居海上和低纬地区;夏季,势力增强,范围扩大,控制了副热带地区的海洋和大陆。从春到夏,副高不断北进,北进持续时间较久,速度较缓慢,表现为稳定少变、缓慢移动和跳跃三种形式;入秋以后又南退,南退经历的时间短,速度快。3、短期变化及对沿海天气的影响北进中有短暂的南退,南退常伴有东缩。南退中

12、有短暂的北进,北进常伴有西伸。一个进退的周期,长的可达 10 天以上,短的只有 12 天,多数为 67 天。春末夏初,当副高脊显著加强时,若东部沿海地区有低压(槽)发展,构成“东高西低”的形势,脊西部常可出现偏(东)南大风。夏初,副高西伸脊边缘控制我国沿海时,其西侧的偏南气流将低纬暖湿空气输送到沿岸冷流水域时,常形成大范围的平流雾或平流低云。副高脊西伸时,西部地区往往为低压和槽控制,水汽较多,在高压脊西部气旋式风切变地区会产生热雷暴;随着脊的进一步西伸,下沉气流逐渐加强,受其控制地区则出现晴热少云天气。当副高脊东缩时,西部常伴有低槽东移,上升运动发展,若大气潮湿不稳定,常形成大范围的雷阵雨天气

13、。季节 副高脊线位置 雨带位置 备注冬季 15N 附近徘徊24 月 由 18N 以南的南海北部缓慢北进5 月上、中旬至 6 月中旬前后18 20N位于华南(27.5N 以南地区)36 月为华南雨季,其中 56 月为华南前汛期6 月中旬前后 北跃过 20N,后在 2025N 之间徘徊。长江中下游和日本一带,梅雨季节。华南酷暑盛夏7 月上、中旬 北跳过 25N,后在 2530N 之间摆动。黄淮流域,黄淮雨季 长江中下游酷暑盛夏,华南后汛期开始7 月底或 8 月初跨越 30N,达一年中最北的位置。 华北、东北地区,华北雨季 黄淮酷暑盛夏9 月上旬 回跳到 25N 附近 南撤,长江中下游秋雨季10 月上旬 回跳到 20N 以南 南撤,华南又多阴雨到冬季 回到和稳定在 15N 以南。

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