《氣旋與反氣旋》PPT課件

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1、天氣學(xué)—?dú)庑头礆庑袊?guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院湖北分院業(yè)務(wù)培訓(xùn)部徐麗婭12氣旋和反氣旋參考書：天氣學(xué)原理與方法，朱乾根等，氣象出版社現(xiàn)代天氣學(xué)原理，伍榮生，高等教育出版社天氣學(xué)教程，張?jiān)穑瑲庀蟪霭嫔缫?、?zhǔn)地轉(zhuǎn)理論3將零級(jí)近似的地轉(zhuǎn)關(guān)系應(yīng)用于一級(jí)近似運(yùn)動(dòng)方程中的某些項(xiàng)中去，這種假定稱為準(zhǔn)地轉(zhuǎn)假定或準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似。物理量的“尺度”，是指具有代表意義能反映該物理量一般大小的量值，又稱“特征值”。其大小是用數(shù)量級(jí)來(lái)表示的。尺度分析尺度分析是針對(duì)某種類型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)基本方程各項(xiàng)量級(jí)的一種簡(jiǎn)便方法。通過尺度分析，保留大項(xiàng)，略去小項(xiàng)，可以使方程得到簡(jiǎn)化。步驟：①寫出方程中各項(xiàng)的特征值②根據(jù)運(yùn)動(dòng)的類型寫出各

2、項(xiàng)的數(shù)量級(jí)③略去小項(xiàng)、保留大項(xiàng)得到近似簡(jiǎn)化方程52021/8/751.零級(jí)簡(jiǎn)化：方程中只保留最大量級(jí)的項(xiàng)。2.一級(jí)簡(jiǎn)化：除保留最大項(xiàng)外，還保留比最大項(xiàng)小一個(gè)量級(jí)的項(xiàng)。大氣運(yùn)動(dòng)方程組的簡(jiǎn)化66三、二、位勢(shì)傾向方程由中緯帶大尺度準(zhǔn)地轉(zhuǎn)渦度方程及與厚度的關(guān)系得到由熱流量方程作運(yùn)算得（為靜力穩(wěn)定度和比容）77位勢(shì)傾向方程意義將渦度方程和熱流量方程相加，消去垂直運(yùn)動(dòng)項(xiàng)，得(3.19)式位勢(shì)傾向＝絕對(duì)渦度平流＋厚度平流的垂直變化＋非絕熱加熱的垂直變化若不考慮非絕熱加熱，公式中第三項(xiàng)可以略去：8分別表示地轉(zhuǎn)渦度和相對(duì)渦度的地轉(zhuǎn)風(fēng)平流對(duì)于短波（3000km）來(lái)說，第二項(xiàng)大于第一項(xiàng)。槽前脊后沿氣流方向相對(duì)

3、渦度減少，為正渦度平流，>0，等壓面的高度降低（）槽后脊前<0，等壓面的高度升高（），所以槽向前移動(dòng)；脊也一樣。不會(huì)發(fā)展。910對(duì)于長(zhǎng)波(波長(zhǎng)5000km以上)，?f>??g，則地轉(zhuǎn)渦度平流更重要。正地轉(zhuǎn)渦度平流，等壓面高度降低。負(fù)地轉(zhuǎn)渦度平流，等壓面高度升高。地轉(zhuǎn)渦度平流使長(zhǎng)波槽脊西移暖平流隨高度減弱，則此項(xiàng)小于零，冷平流隨高度減弱，此項(xiàng)大于零，槽線附近有冷平流，等壓面位勢(shì)降低，槽發(fā)展脊線附近有暖平流，等壓面位勢(shì)升高，脊發(fā)展1213當(dāng)非絕熱加熱項(xiàng)隨高度增加時(shí)，等壓面高度降低；當(dāng)非絕熱加熱項(xiàng)隨高度減小時(shí)，等壓面高度升高。1414對(duì)方程對(duì)P偏微商，得：對(duì)作▽2的運(yùn)算，得三、方程將準(zhǔn)地轉(zhuǎn)渦度

4、方程對(duì)p微商，再以靜力方程代入得到與熱力學(xué)方程作運(yùn)算并相加（消去）得方程1515方程的意義方程是一診斷方程，由右端項(xiàng)可以診斷出垂直速度的分布。第一項(xiàng)為渦度平流隨高度變化項(xiàng)，當(dāng)渦度平流隨高度增加時(shí)，有上升運(yùn)動(dòng)<0，反之有下沉運(yùn)動(dòng)。第二項(xiàng)為厚度或溫度平流的拉普拉斯項(xiàng)，在暖平流區(qū)有上升運(yùn)動(dòng)，冷平流區(qū)有下沉運(yùn)動(dòng)。第三項(xiàng)為非絕熱項(xiàng)拉普拉斯項(xiàng)，在加熱的地方有上升運(yùn)動(dòng)，冷卻的地方有下沉運(yùn)動(dòng)。1616方程與低層垂直運(yùn)動(dòng)渦度平流隨高度變化和溫度平流造成的低層垂直運(yùn)動(dòng)。虛線：1000hPa等高線，實(shí)線：500hPa等高線1717或18181919202021四、尺度的概念各種不同的天氣系統(tǒng)，其所占的空間范圍

5、大小不同，活動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短也不相同。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，凡是大型系統(tǒng)，生命史長(zhǎng)些，小型系統(tǒng)生命史短些。這種關(guān)于天氣系統(tǒng)空間范圍的大小和活動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短的概念通常稱為天氣系統(tǒng)的“尺度”,也就是大氣運(yùn)動(dòng)的“尺度”。22時(shí)間尺度（T)是指某一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從開始到結(jié)束的時(shí)間?？臻g尺度是指這一運(yùn)動(dòng)所占有的空間范圍，包括水平尺度（L）和垂直尺度（H)。23（1）行星尺度的運(yùn)動(dòng)：一般把水平尺度為幾千公里的及其以上的大氣運(yùn)動(dòng)稱為行星尺度或大型波動(dòng)。比如世界規(guī)模的中高緯度西風(fēng)帶和低緯度東風(fēng)帶，疊加在西風(fēng)帶上的超長(zhǎng)波和長(zhǎng)波（行星波或Rossby波）。再有副熱帶高壓，對(duì)流層上部的青藏高壓，赤道輻合帶等都是行星尺度系統(tǒng)。其時(shí)間

6、尺度為一周左右，長(zhǎng)者可達(dá)二、三周。24（2）天氣尺度運(yùn)動(dòng)：水平尺度自幾百公里到二、三千公里，時(shí)間尺度為3—4天的運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)天氣現(xiàn)象是由這類系統(tǒng)產(chǎn)生的，一個(gè)這樣的系統(tǒng)在幾天內(nèi)可影響到幾個(gè)省的天氣。兩類天氣尺度系統(tǒng)：疊加在長(zhǎng)波擾動(dòng)上或平直西風(fēng)上尺度為2000到3000公里的短波系統(tǒng)，如短波槽、切變線、低渦、鋒面氣旋、副熱帶氣旋或鋒、臺(tái)風(fēng)、東風(fēng)波等；另一類是幾百公里至一千公里尺度的運(yùn)動(dòng)，又稱為中間尺度系統(tǒng)。25（3）中尺度運(yùn)動(dòng)：水平尺度在幾十公里到一、二百公里，時(shí)間尺度在幾小時(shí)之間的運(yùn)動(dòng)。如颮線、暴雨、積云群、海陸風(fēng)等。（4）小尺度運(yùn)動(dòng)：對(duì)流尺度系統(tǒng)，水平尺度在10公里以下，時(shí)間尺度在1小時(shí)

7、左右的運(yùn)動(dòng)。如雷暴、龍卷、積云單體等天氣系統(tǒng)。這些不同尺度的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有不同的物理特性，各種尺度也是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的。研究不同尺度天氣系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系和相互作用，是天氣學(xué)研究的重要內(nèi)容。26五、溫帶氣旋和反氣旋1.概念氣旋是同一高度中心氣壓低于四周的、占有三度空間的大尺度渦旋。在北半球，氣旋范圍內(nèi)的空氣作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。從氣壓場(chǎng)的角度看氣旋又是低氣壓，因而又稱為“低壓”。反之，同一高度上中心氣壓高于四周的