北京大學(xué)考研資料—天氣學(xué)課件資料(第一部分)西風(fēng)帶大型擾動(dòng)6

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1、§6.1西風(fēng)帶大型擾動(dòng)在中高緯度地區(qū),高空急流、阻塞形勢、寒潮過程都是長波系統(tǒng)發(fā)展和變化的產(chǎn)物。中高緯度也是西風(fēng)帶所在的地區(qū),因此長波系統(tǒng)也稱西風(fēng)帶波動(dòng)系統(tǒng),或西風(fēng)帶大型擾動(dòng)。西風(fēng)帶波動(dòng)按其波長可分為三類,即超長波、長波和短波。超長波的波長在一萬公里以上,繞地球1-3個(gè)波。長波波長3000-10000公里,繞緯圈3-7個(gè)波,振幅10-20緯距。短波的波長和振幅較小,移動(dòng)快,生命期短,多數(shù)出現(xiàn)在對流層中下部,往往迭加在長波之上。行星鋒區(qū)1.在北半球中緯度的對流層中、上層,基本上為沿著緯圈方向呈帶狀的

2、西風(fēng)氣流,即所謂的“西風(fēng)帶”。2.西風(fēng)帶最顯著的特征是在水平和垂直方向上風(fēng)速分布的不均勻性以及彎彎曲曲的擾動(dòng)狀態(tài)。3.前者主要是指西風(fēng)帶具有分支現(xiàn)象和急流,后者主要是指西風(fēng)帶上具有大型天氣系統(tǒng),如大氣長波、阻塞高壓、切斷低壓等,它們是大型擾動(dòng)。4.低層大氣中的冷高壓和低壓氣旋的活動(dòng)與西風(fēng)帶或高層大型擾動(dòng)有密切的關(guān)系。行星鋒區(qū)在對流層中上層的等壓面上,經(jīng)常有彎彎曲曲地環(huán)繞著半球,寬度為幾百公里,水平溫度梯度最大(即等溫線密集)的帶狀區(qū)域,就是所謂的高空鋒區(qū),也稱為行星鋒區(qū).在東亞地區(qū),有一溫差約為每

3、百公里達(dá)2-4oC的帶,這個(gè)帶自我國新疆西部往東南方向伸至山東省,而后又往東北向朝鮮半島北部伸至日本的北海道一帶。這個(gè)地帶以北,大范圍空氣的溫度在-40oC附近變化,水平溫差較??;在其以南,溫度在-15oC附近變化,水平溫差也較小。推廣到整個(gè)北半球的溫度場,發(fā)現(xiàn)這一溫度對比較大的帶,繞半球一周,不過有的地區(qū)清楚些,有的地區(qū)不太清楚。1970年3月15日20時(shí)北半球500百帕圖,實(shí)線為等高線,虛線為等溫度線,經(jīng)向線為槽線等高線密集帶由于半球范圍的高空等壓面圖上等高線密集區(qū)幾乎常與等溫線密集區(qū)同時(shí)存在

4、,且位置偏移不大,因而有時(shí)也常將等高線密集帶稱為行星鋒區(qū)。行星鋒區(qū)的北邊經(jīng)常是并列的若干個(gè)冷性(氣旋)中心,而它的南邊則是幾個(gè)分裂的暖性(反氣旋)中心,所以行星鋒區(qū)實(shí)際上就是中高緯度冷氣團(tuán)與較低緯度暖氣團(tuán)之間的過渡區(qū)域。北半球行星鋒區(qū)主要有兩支:北支介于冰洋氣團(tuán)與極地氣團(tuán)之間,一般稱為極鋒;南支位于極地氣團(tuán)和熱帶氣團(tuán)之間,一般稱為副熱帶鋒。這兩支鋒區(qū),特別是極鋒,隨著中高緯環(huán)流的多變,它的位置、強(qiáng)度和走向經(jīng)常發(fā)生變動(dòng),而且還可以產(chǎn)生分支和匯合的現(xiàn)象。行星鋒區(qū)行星鋒區(qū)是三度空間的現(xiàn)象,等壓面上等溫線

5、密集帶是三度空間的行星鋒區(qū)和該等壓面相交割出來的。由于行星鋒區(qū)自下而上向冷區(qū)傾斜,所以各等壓面上等溫線密集帶的相對位置,也自下而上近于相互平行地向北傾斜。極鋒一般都可達(dá)到地面,但可以不伸展到對流層頂,它在對流層中層(500百帕附近)表現(xiàn)最清楚;副熱帶鋒則多是自對流層頂引伸下來的,但往往達(dá)不到地面,它在對流層中上層表現(xiàn)最清楚。副熱帶鋒以東亞地區(qū)最為明顯。氣旋、反氣旋與行星鋒區(qū)氣旋、反氣旋的活動(dòng)和行星鋒區(qū)有密切關(guān)聯(lián),它們的發(fā)生、發(fā)展一般都是在鋒區(qū)上進(jìn)行的,它們的出現(xiàn)最大頻數(shù)(次數(shù))以及主要路徑和鋒區(qū)的

6、平均位置基本一致,因此仔細(xì)分析行星鋒區(qū)及其活動(dòng)規(guī)律對天氣過程分析和預(yù)報(bào)有很大作用。地面鋒與行星鋒區(qū)在分析地面天氣圖,特別是分析地面鋒時(shí)尤其要注意到:地面鋒是整個(gè)行星鋒區(qū)在地面上的表現(xiàn)這一事實(shí)。從較小范圍看地面鋒(線)時(shí),好象它呈孤立狀,而且又有所謂冷鋒、暖鋒、錮囚鋒、靜止鋒等名稱。如果從大范圍(半球和歐亞地區(qū))看問題時(shí),地面上所有“孤立”的鋒(線)都可由行星鋒區(qū)“串聯(lián)”起來,而且(無論什么名稱)它們都是極鋒的一部分。鋒面系統(tǒng)是行星鋒區(qū)上形成的波動(dòng)。盡管地面鋒有的地方不清楚,甚至有的地方根本定不出來

7、,但它們都是成體系的,不是孤立的、互不相干的。根據(jù)這種概念,我們應(yīng)首先分析好等壓面上的等溫線和高空鋒區(qū),并進(jìn)而判定各個(gè)鋒,然后根據(jù)三度空間合理化的原則,在高空鋒區(qū)南側(cè)的相應(yīng)地面圖的位置上勾劃出地面鋒系的草圖,即與高空鋒區(qū)平行的波狀形式,最后可根據(jù)地面要素的不連續(xù),把地面鋒確定下來。要素不連續(xù)、不明顯的地方或者沒有什么天氣現(xiàn)象的地方就不要定鋒??傊行卿h區(qū)及其變化可做為地面鋒活動(dòng)的背景。歐亞地區(qū)的地面形勢圖上的多層鋒系美洲地區(qū)的地面鋒系§6.5寒潮冷空氣活動(dòng)在天氣變化中的作用是很重要的,特別是在中

8、、高緯度地區(qū)的冬半年其作用更為明顯。對我國大部分地區(qū)而言,冬季的天氣過程粗略地講就是一次又一次的冷空氣活動(dòng)。從地面氣壓系統(tǒng)來看,冷空氣活動(dòng)往往表現(xiàn)為一次強(qiáng)大高壓在大陸上積聚產(chǎn)生,向南侵襲,最后入海變性的過程。我國地處歐亞大陸東岸,是冷空氣南下的必經(jīng)之路。東亞寒潮寒潮爆發(fā)受地形的影響,中國位于歐亞東南部,蒙古-西伯利亞是主要的冷源區(qū),高原強(qiáng)迫使冷空氣沿其邊緣向東南移動(dòng),因此中國是寒潮入侵的主要地方,特別是在冬季。冷空氣的活動(dòng)可以根據(jù)天氣圖上的冷高壓來確認(rèn),它位于高空槽的西側(cè)。事實(shí)上,

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