《天气学原理》复习重点(下)
Char3 气旋与反气旋
1、气旋是占有三度空间的,在同一高度上中心气压低于四周的流场中的涡旋。气旋在北半球逆时针旋转,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 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
H槽后脊前:有偏北风时, v 0 有正变高 0 0tt2槽线、脊线上无变高,槽无加深减弱,向后移动即向西移动。
厚度平流随高度变化项:自大气中,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·▽T0,
等压面降低,槽加深。
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L0,有上升运动ω0时,有上升运动 高空槽上,风随高度逆转,有冷平流,-V·▽hT0)槽前脊后有南风分量时有负的地转涡度平流,有北风分量时有正的地转涡度平流。对于偏南北向的槽,地转涡度平流使其向西移动。对于东西向的槽,不会移动。横槽在槽(脊)线上为偏北气流时,有正的地转涡度平流,对涡度局地变化有正贡献,使槽加深(脊减弱);为偏南气流时,槽减弱(脊加强)。 相对涡度平流:散合项、曲率项、疏密项
散合项:槽前Ks>0,有正曲率涡度平流A>0, H / t 0,脊加强。
曲率项:槽前曲率Ks/ s0,使平均层与1000hpa间的厚度减小,等压面高度升高,气旋向前移动。 温度绝热变化项:稳定大气中rd-r>0,ω0或冷却dQ/dt0表示气旋性涡度增加,反气旋性涡度减小 ξ / t 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
H槽后脊前:有偏北风时, v 0 有正变高
0 0tt2槽线、脊线上无变高,槽无加深减弱,向后移动即向西移动。
厚度平流随高度变化项:自大气中,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·▽T0,等压面降低,槽加深。
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L0,有上升运动ω0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。 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,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,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--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
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