【正文】 沿暖鋒上升到高層，同時(shí)冷空氣成楔狀切入暖空氣。這樣，暖區(qū)漸漸減??；而后冷鋒步步追趕上暖鋒，當(dāng)冷鋒與暖鋒重合，這時(shí)氣旋稱 錮囚 。 2021/6/18 44 3. 錮囚階段（續(xù)） ? 在氣旋錮囚階段，暖鋒很弱，甚至完全消失，隨之，云雨區(qū)也漸漸消失了，這就意味著氣旋經(jīng)歷了錮囚階段；之后，氣旋就慢慢消失。 2021/6/18 45 ? 鋒面氣旋系統(tǒng)由生成、發(fā)展而至消散的過程（稱為生命周期 lifecycle） ?ｄ的時(shí)候冷鋒在氣旋的中心一帶已經(jīng)趕過暖鋒了，稱為「囚錮」（ occlusion） ?至ｅ時(shí)冷鋒完全趕過暖鋒，冷空氣和暖空氣相互混合，鋒面乃告消失，或剩下不清不楚的滯留鋒面。 ?圖中上面一排為較北邊那條虛線處的垂直剖面，可看到氣旋中心（低氣壓中心）的降水系統(tǒng)。 ?下面一排則為較南邊虛在線的垂直剖面，冷鋒和暖鋒上的降水系統(tǒng)也充分的顯示出來。 2021/6/18 46 2021/6/18 47 ? 溫帶氣旋的平均直徑約 1000公里左右，有的可達(dá) 2— 3千公里，并大體呈園形。 ? 在我國活動(dòng)的溫帶氣旋主要有： ? 北方氣旋： ? 蒙古氣旋，東北低壓，黃河氣旋 ? 南方氣旋： ? 江淮氣旋 ? 東海氣旋等 2021/6/18 48 二、溫帶反氣旋及其分類 ? 是指生成和活動(dòng)于中高緯、溫帶地區(qū)的高氣壓系統(tǒng)。 ? 從氣壓場看是中心氣壓高于四周，并有閉合等壓線的高壓系統(tǒng)。 ? 從風(fēng)場看，在北半球高壓區(qū)內(nèi)，風(fēng)繞高壓中心作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 ? 因此也稱為反氣旋。 2021/6/18 49 二、溫帶反氣旋及其分類（續(xù)） ? 反氣旋經(jīng)常與氣旋伴隨產(chǎn)生。 ? 然而，反氣旋的形成、演變與氣旋有很多不同特征： ? 氣旋就其形成、生長和衰亡所具的形式有相當(dāng)?shù)囊恢滦? ? 而反氣旋無論形成、演變則顯得很不規(guī)則，看起來是變化緩慢而具有被動(dòng)的系統(tǒng)。 ? 西風(fēng)帶中反氣旋雖也有發(fā)展階段，甚至有時(shí)可以達(dá)到很強(qiáng)的強(qiáng)度，但是，它的這種演變總是與西風(fēng)帶中氣旋的發(fā)展相伴隨發(fā)生。 2021/6/18 50 二、溫帶反氣旋及其分類（續(xù)） ? 從反氣旋的結(jié)構(gòu)來看可分為以下幾類： 1. 副熱帶高壓 2. 極地大陸高壓 3. 寒潮高壓 2021/6/18 51 (一 ) 副熱帶高壓 ? 是指存在于副熱帶地區(qū)一般指南、北緯 20— 40176。之間廣大地區(qū)的深厚的暖性高氣壓系統(tǒng)，它是全球大氣環(huán)流的一個(gè)重要成員。 ? 副熱帶高壓的 水平范圍可達(dá)數(shù)千公里 ，幾乎占了全球面積的 1/5— 1/4。 ? 它們?cè)趯?duì)流層中，低部約500hpa表現(xiàn)明顯。 2021/6/18 52 ? 在北半球主要有三個(gè)中心： ? 太平洋副熱帶高壓 ? 大西洋副熱帶高壓 ? 北非副熱帶高壓 ? 對(duì)我國有重要影響的是太平洋副熱帶高壓的西側(cè)，習(xí)慣上稱 西太平洋副高 。 2021/6/18 53 ? 西太平洋副高隨季節(jié)變化而有季節(jié)性移動(dòng)。 ? 在春季高壓脊線還在北緯 15176。以南。 ? 到 5月北移到 15176。 N左右。 ? 6月上旬到 7月上旬則北移到 20— 25176。 N左右。 ? 7月上、中旬 — 8 月初脊線到達(dá) 30176。 N左右。 ? 9月上旬后脊線又南撤 25176。 N左右。 ? 10月上旬以后即南撤至 2 0176。 N以南，轉(zhuǎn)入 冬季副高即全部退到海上，對(duì)我國影響就明顯減少。 2021/6/18 54 ? 由于副高的季節(jié)性變動(dòng)，其西北側(cè)一方面可從洋面上輸送大量水汽，另一方面與北方冷空氣交匯，可形成大范圍降雨天氣并有大暴雨出現(xiàn)。 ? 所以，西太平洋副高活動(dòng)又與我國汛期有密切關(guān)系， ? 如 4— 5月份的華南的前汛期， ? 6— 7月份的江淮地區(qū)的梅雨。 ? 以及 7— 8月份的華北、東北的雨季 ? 都與副高季節(jié)性活動(dòng)有密切關(guān)系。 2021/6/18 55 (一 ) 副熱帶高壓 —— 副高天氣 ? 副熱帶高壓上空是下沉氣流，并且，若氣塊是絕熱下沉運(yùn)動(dòng)，則氣塊就會(huì)增溫，因此，在副熱帶高壓所控制的地區(qū)天氣 又悶又熱 ，如我國長江流域盛夏處于副熱帶高壓控制，因此，這里盛夏常常出現(xiàn)悶熱天氣。 ? 我國以三大火爐著稱的重慶、武漢、南京都位于長江流域，在盛夏受副熱帶高壓控制而出現(xiàn)悶熱天氣，出現(xiàn)似 “ 火爐 ” 的天氣。 2021/6/18 56 (一 ) 副熱帶高壓 —— 副高大小、維持時(shí)間 ? 副熱帶高壓是龐然大物，它不僅 系統(tǒng)大，而且東西方向又伸展得很長 ； ? 副熱帶高壓 維持時(shí)間很長 ，在季節(jié)或月平均氣壓圖上可以明顯見到。 ? 在夏半年月平均圖上，副熱帶高壓只能在海洋上空觀測到，在大陸上往往是分散的低壓區(qū)所占據(jù)； ? 而在冬半年，副熱帶高壓往往與北方大陸的冷性反氣旋相聯(lián)系。這種氣壓系統(tǒng)隨季節(jié)變化是造成季風(fēng)環(huán)流的基本原因。 2021/6/18 57 (一 ) 副熱帶高壓 —— 副高厚度 ? 由于這個(gè)系統(tǒng)是與冷暖的熱力作用相關(guān)聯(lián)，因此，副熱帶高壓主要位于低層大氣，在2～ 3km？ 的對(duì)流層下層，副熱帶高壓在25176。 N附近成為一條圍繞地球的長帶。 2021/6/18 58 (二 ) 極地大陸高壓 ? 冬季在北方大陸經(jīng)?？捎^測到一種冷性反氣旋環(huán)流，這是極地大陸高壓。 ? 極地大陸高壓也是一種垂直方向比較淺薄的系統(tǒng)，其 垂直厚度不超過 2km。 ? 最顯著而長久維持的極地大陸高壓有 西伯利亞高壓 和 北美大陸高壓 。 2021/6/18 59 (三 ) 寒潮高壓 ? 在氣旋的后部，經(jīng)常有深厚的冷氣團(tuán)，并隨氣旋向南移，它的演變?nèi)鐖D所示。 ? 寒潮高壓的發(fā)展史 ? 實(shí)線表示 1000hPa等高線，虛線表1000~500hPa等厚度線， H表示高壓 2021/6/18 60 1. 初始階段 ? 如圖 a所示，當(dāng)冷鋒加強(qiáng)，冷空氣向南伸展， 在氣壓楔上發(fā)展一單獨(dú)的冷性反氣旋 。 2021/6/18 61 2. 發(fā)展階段 ? 如圖 b、 c所示，此冷性反氣旋隨著冷鋒向南移動(dòng)并 逐漸加強(qiáng) ，它的溫度更加降低，并隨著鋒面南移，此冷性反氣旋逐漸發(fā)展并控制大范圍地區(qū)。 ? 在我國冬、春季隨著冷鋒過境，伴隨著強(qiáng)西北風(fēng)，一個(gè)強(qiáng)大冷性反氣旋逐漸控制我國東北部，這就是經(jīng)常造成我國冬季主要?dú)庀鬄?zāi)害之一的天氣現(xiàn)象 —— 寒潮 。 ? 寒潮不僅可以造成我國東部大范圍強(qiáng)風(fēng)風(fēng)降溫，使農(nóng)作物遭受冷害，而且可以引起暴風(fēng)雪、風(fēng)暴潮，從而嚴(yán)重地影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 2021/6/18 62 3. 衰減階段 ? 如圖 d所示，當(dāng)冷性反氣旋南下后，伴隨著鋒消過程，由于高空的下沉運(yùn)動(dòng)，下沉?xí)鸾^熱增溫，這時(shí)天氣晴朗，風(fēng)力減弱； ? 并且，由于冷性反氣旋南移過程中受下墊面熱量垂直輸送和傳導(dǎo)作用，致使冷性反氣旋逐漸變性，經(jīng) 2～ 3d后，有的甚至達(dá)一周，此冷性高壓逐漸變性成副熱帶高壓的性質(zhì)。 ? 之后，由于新的氣旋又移過來，使得此冷性反氣旋控制的區(qū)域又變成氣旋控制的區(qū)域，這時(shí)天氣又轉(zhuǎn)惡劣，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)陰雨或降雪等天氣。 2021/6/18 63 第三節(jié) 中、小尺度天氣系統(tǒng) 2021/6/18 64 ? 小尺度天氣系統(tǒng)一般指對(duì)流胞（ Convective cell）或?qū)α鲉误w，它的水平尺度 1～ 10km； ? 中尺度天氣系統(tǒng)是指水平尺度為 10～1000 km的天氣系統(tǒng)。 ? 中、小尺度的天氣系統(tǒng)常常會(huì)引起與強(qiáng)對(duì)流相聯(lián)系的暴雨、冰雹、颮線和龍卷風(fēng)等天氣災(zāi)害，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。 ? 因此，它是國內(nèi)外大氣科學(xué)的前沿研究課題之一。 2021/6/18 65 一、小尺度天氣系統(tǒng) ? 小尺度天氣系統(tǒng)一般指氣團(tuán)中對(duì)流胞或?qū)α鲉误w。 2021/6/18 66 (一 ) 雷暴單體生命史 ? 雷暴單體是一般積雨云強(qiáng)烈發(fā)展所致，伴隨有短時(shí)雷雨大風(fēng)和陣雨發(fā)生。 ? 這種積雨云經(jīng)常在大氣不穩(wěn)定層結(jié)并在風(fēng)速切變較大時(shí)發(fā)生。 ? 它的水平尺度一般為 1～ 10 km左右，時(shí)間尺度為 。 ? 對(duì)流胞又稱雷暴單體 ? 有如下發(fā)展、成熟和消散過程： 2021/6/18 67 1. 發(fā)展階段 ? 如圖 a所示，云內(nèi)上升氣流強(qiáng)，并溫度比周圍氣溫高，由于浮力大，降水粒子雖在云底生成，但由于上升氣流的輸送作用不致于下落； ? 然而，因降水粒子愈來愈多，這樣重力的作用超過上升氣流的作用，因此，在對(duì)流胞的下層出現(xiàn)下降氣流。 2021/6/18 68 2021/6/18 69 2021/6/18 70 2. 成熟階段 ? 如圖 b所示，云頂仍為上升氣流，因在對(duì)流胞下層已出現(xiàn)下降氣流，迫使對(duì)流胞中上層上升氣流減弱，并由于重力作用使得雨滴降落到地面。 2021/6/18 71 3. 消散期 ? 由于云內(nèi)上升氣流全部消失，水滴蒸發(fā)，云內(nèi)溫度降低，整個(gè)云內(nèi)均為下降氣流，雨勢變?nèi)酰苾?nèi)所余的云滴或冰粒因蒸發(fā)而消散（如圖 c所示） 2021/6/18 72 (二 ) 氣團(tuán)雷暴 ? 雷暴一般發(fā)生在熱帶暖濕氣團(tuán)或夏季移到大陸上暖濕海洋性氣團(tuán)中，在中緯度夏季伴隨鋒面過境也時(shí)常有雷暴發(fā)生，這些雷暴稱氣團(tuán)雷暴。 ? 氣團(tuán)雷暴一般由多個(gè)雷暴單體（對(duì)流胞）組成，但是，這些單體都是不規(guī)則排列。 ? 氣團(tuán)雷暴一般生命較短，不常出現(xiàn)破壞性強(qiáng)風(fēng)或冰雹，這是由于它內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生下沉氣流，從而抑制上升氣流，使得它不會(huì)帶來強(qiáng)烈天氣。 2021/6/18 73 二、中尺度天氣系統(tǒng)的特征與分類 2021/6/18 74 (一 ) 中尺度天氣系統(tǒng)的特征 ? 中尺度天氣系統(tǒng)有許多不同于大尺度天氣系統(tǒng)的特征： 2021/6/18 75 (1) 時(shí)空尺度較小 ? 水平尺度小 ? 一般為 10～數(shù)百公里左右 ? 時(shí)間尺度小 ? 為幾小時(shí)到十幾小時(shí) ? 而大尺度天氣系統(tǒng)水平尺度一般為 1000km以上，比中尺度天氣系統(tǒng)要大 10倍 ? 時(shí)間尺度為數(shù)天。 2021/6/18 76 (2) 垂直運(yùn)動(dòng)很強(qiáng) ? 中尺度天氣系統(tǒng)之所以會(huì)帶來劇烈的天氣，是因?yàn)樗拇怪边\(yùn)動(dòng)很強(qiáng)。 ? 它的渦度和散度同量級(jí)，可以達(dá)到 104/s ? 比大尺度天氣系統(tǒng)（ 105/s ）大 1個(gè)量級(jí) ? 它的垂直運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到 10～ 100 cm/s ? 比大尺度天氣系統(tǒng)大 1個(gè)量級(jí)以上。 2021/6/18 77 (3) 溫壓場梯度大 ? 溫度場、氣壓場水平梯度較大 ? 溫度場水平梯度可達(dá) ℃ /km ? 氣壓場梯度可達(dá)到 1～ 3hPa/km ? 氣壓場與溫度場隨時(shí)間的變化也大 ? 如颮線過境時(shí)，變溫可達(dá) ℃ /min， ? 變壓可達(dá)到 ? 可見它可帶來劇烈的天氣。 2021/6/18 78 (4) 非靜力平衡 ? 在大尺度天氣系統(tǒng)中垂直運(yùn)動(dòng)較小，故垂直方向加速度項(xiàng)很小，可以忽略，因此，氣壓梯度力和浮力平衡，即滿足靜力平衡。 ? 但是，由于中尺度天氣系統(tǒng)上升氣流很強(qiáng)，垂直速度很大 ? 有的系統(tǒng)垂直方向加速度項(xiàng)比氣壓梯度力和浮力項(xiàng)小 1個(gè)量級(jí)，有個(gè)別系統(tǒng)可以達(dá)到同量級(jí)，因此，氣壓梯度力與浮力不平衡，即不滿足靜力平衡 ? 從而，在討論中尺度天氣系統(tǒng)動(dòng)力過程時(shí)會(huì)帶來很大麻煩。 2021/6/18 79 (5) 非地轉(zhuǎn)平衡 ? 在大尺度天氣系統(tǒng)中，氣塊質(zhì)元的水平加速度項(xiàng)要比氣壓梯度力和科里奧利力小，一般氣壓梯度力和科里奧利力相平衡，滿足地轉(zhuǎn)平衡 ? 而中尺度天氣系統(tǒng)則不然，氣塊質(zhì)元的水平加速度項(xiàng)是與氣壓梯度力、科里奧利力相同量級(jí)，因此它不滿足地轉(zhuǎn)平衡，系統(tǒng)中非地轉(zhuǎn)偏差很大。 2021/6/18 80 (二 ) 中尺度天氣系統(tǒng)的分類 ? 中尺度天氣系統(tǒng)按天氣狀況劃分有很多不同類型： (1) 強(qiáng)風(fēng)暴系統(tǒng) ? 多雷暴單體 ? 如颮線 ? 超級(jí)雷暴單體 ? 如冰雹與龍卷 (2) 暴雨系統(tǒng) ? 中尺