1、氣壓與風(fēng)（略）變壓 一般可用如圖2.11所示的特征來分析鋒線的位置。但是，因?yàn)榇髿鈮毫€有日變化 規(guī)律，上午8-9時(shí)為高峰值，下午14-15時(shí)為低谷值，其日變化的數(shù)值也不小，所 以，實(shí)際地面圖上的三小時(shí)變壓場(chǎng)，在08時(shí)多為正變壓，在14時(shí)多為負(fù)變壓，在 分析鋒面時(shí)要注意氣壓日變化的影響。此外，變壓場(chǎng)還受氣壓系統(tǒng)加強(qiáng)與減弱的影 響。所以需要綜合分析變壓場(chǎng)的因素，來確定是否存在鋒面。圖2.23洋面上鋒面云帶模型云與降水（略）一、應(yīng)用衛(wèi)星云圖照片分析鋒面問題：衛(wèi)星云圖照片中鋒面云系有什么特征？一般情況下，鋒面上有帶狀云系出現(xiàn)，云帶長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千公里。其寬度可達(dá)8個(gè)緯距，窄的只有2-3個(gè)緯距。圖2.23

2、是洋面上鋒面云帶模型。但是，在衛(wèi)星云圖上也可出現(xiàn)非鋒面云帶，所以需要綜合分析各種要素是確定鋒面位置的基本思路。三、應(yīng)用其他資料來分析鋒面問題：如果某地上空存在鋒區(qū)，則在該地的探空溫度曲線上有什么特征？探空資料的應(yīng)用如果某地上空存在鋒區(qū)，則在該地的探空溫度曲線上應(yīng)有鋒面逆溫（或等溫，或遞減率很?。┐嬖?。比濕曲線也有類似于溫度曲線那樣特征。如圖2.26（ a）所示。因?yàn)橐话阒v暖氣團(tuán)比冷氣團(tuán)要潮濕，特別當(dāng)鋒上有云時(shí)。圖2.26 ( b )是把冷鋒過 境前后溫度上升曲線描在同一張圖上，可見冷鋒過境后，鋒區(qū)下面有明顯降溫。高空測(cè)風(fēng)資料的應(yīng)用：如果某地上空存在鋒區(qū)，則在該地的高空測(cè)風(fēng)記錄上有什么特征？由于

3、鋒區(qū)內(nèi)溫度梯度大，即熱成風(fēng)大，所以通過鋒區(qū)實(shí)際風(fēng)應(yīng)有較大的變化。若是 冷鋒，風(fēng)向隨高度逆時(shí)針轉(zhuǎn)；若是暖鋒，風(fēng)向隨高度順時(shí)針轉(zhuǎn)。圖2.27(a)是一個(gè)測(cè)站上空有冷鋒的測(cè)風(fēng)記錄例子。冷鋒位于2.0 2.5公里高度。高度2公里以下是偏北風(fēng)，2.5公里以上是西南風(fēng)。/7777777/)/r圖2. 27(d)冷鋒過境前后的測(cè)風(fēng)時(shí)間剖面180,圖2.27(b)是一個(gè)測(cè)站上空有暖鋒的測(cè)風(fēng)記錄例子。暖鋒位于1.5 2.0公里高度。高度1.5公里以下是東南風(fēng)，2.0公里以上是西南風(fēng)。圖2.27(c)是一個(gè)測(cè)站上空有靜止鋒的測(cè)風(fēng)記錄例子。鋒區(qū)位于1.5 2.0公里高度。高度1.5公里以下是東北風(fēng)，垂直于最大熱成風(fēng)

4、分量很小。圖2.27(d)鋒前低層是西南風(fēng)，冷鋒過后轉(zhuǎn)成西北風(fēng)，鋒區(qū)位于西北風(fēng)和西南風(fēng)的 層次內(nèi)，隨著時(shí)間向上抬升。天氣實(shí)況資料的應(yīng)用問題：?jiǎn)握咎鞖鈱?shí)況觀測(cè)資料中，鋒面過境有何特征？如圖2.28將測(cè)站的天氣實(shí)況填出來，可見當(dāng)鋒面過境時(shí)風(fēng)向有 明顯變化。三小時(shí)變壓值也有明顯不同。2.5鋒生與鋒消一、鋒生、鋒消的概念問題：鋒生、鋒消包含有那兩種理解？鋒生、鋒消包含有兩種理解。一種從鋒的基本定義出發(fā)，如鋒生指密度不連續(xù)性形成過程；或且，指已存在的鋒面，其溫度水平梯度加大的過程。如鋒消，則是指與鋒生的相反的過程。另一種是分析地面圖上鋒線兩側(cè)的氣象要素場(chǎng)特征表現(xiàn)的清楚程度的變化。當(dāng)這 些特征表現(xiàn)得比前一

5、時(shí)刻更明顯，就稱為鋒生，反之則稱為鋒消。多數(shù)情況下，這兩種的理解是一致的。二、鋒生、鋒消的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)鋒生和鋒消是三維空間現(xiàn)象，但我們可以從二維水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)以及非絕熱 加熱作用三方面來討論它。問題：鋒生和鋒消中水平運(yùn)動(dòng)的作用如何？水平運(yùn)動(dòng)作用 在存在水平溫度梯度條件下，風(fēng)場(chǎng)在溫度梯度方向有輻合時(shí)使溫度梯度加大，最強(qiáng) 的輻合帶上有鋒生作用，如圖2.29或如圖2.30（a）所示。而如果鋒區(qū)出現(xiàn)在風(fēng)場(chǎng)的 輻散帶中，使溫度梯度減小則有鋒消作用，如圖2.30（b）所示。垂直運(yùn)動(dòng)作用問題：鋒生和鋒消中垂直運(yùn)動(dòng)的作用如何？ 在大氣層結(jié)穩(wěn)定條件下，暖空氣下沉增溫（上升冷卻），冷空氣上升降溫（下沉增溫）,

6、有鋒生（消）作用。非絕熱加熱作用問題：鋒生和鋒消中非絕熱加熱的作用如何？ 當(dāng)冷空氣南下到較暖的下墊面時(shí)，受下墊面加熱作用，使冷暖空氣之間溫差減小， 從而有鋒消作用。同理，當(dāng)暖空氣北上到較冷的下墊面時(shí)，受下墊面冷卻作用，使 冷暖空氣之間溫差減小，從而也有鋒消作用。暖濕空氣被抬升凝結(jié)釋放大量潛熱使 暖空氣增溫時(shí)，有鋒生作用。三、鋒生、鋒消的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)（略）四、我國(guó)鋒生和鋒消概況:簡(jiǎn)述我國(guó)鋒生和鋒消的概況？鋒生概況 我國(guó)有些地區(qū)的地形有利于鋒生，如天山山脈，華南的南嶺山脈都是常見的靜止鋒 鋒生區(qū)。有利冷鋒鋒生的高空溫壓場(chǎng)特征如圖2.36所示。高空槽后有較強(qiáng)的冷平流，使 溫度梯度加大。有利暖鋒鋒生的高

7、空溫壓場(chǎng)特征如圖2.37所示。在700百帕或850百帕上有 暖式切變，切變線南部有較強(qiáng)的暖平流，使溫度梯度加大。鋒消概況當(dāng)冷空氣從西北高原地區(qū)向東南平原地區(qū)移動(dòng)時(shí)，地形助長(zhǎng)了冷空氣下沉增溫，常 有明顯鋒消現(xiàn)象。當(dāng)高低空形勢(shì)出現(xiàn)不利于鋒面存在時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生鋒消。如和鋒面配合的高空槽減 弱或前傾，使鋒面處在槽后的下沉氣流中，或地面風(fēng)場(chǎng)出現(xiàn)輻散時(shí)，鋒將減弱或消 失。第二章氣旋與反氣旋3.1氣旋、反氣旋的特征和分類問題：在北半球中高緯度氣旋和反氣旋內(nèi)空氣旋轉(zhuǎn)特征是什么？氣壓場(chǎng)特征是什 么？氣旋和反氣旋是從風(fēng)場(chǎng)角度來討論天氣系統(tǒng)，在北半球氣旋（反氣旋）內(nèi)空氣作 逆（順）時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球其旋轉(zhuǎn)方向則相反。

8、在中高緯度由于有地轉(zhuǎn)風(fēng)關(guān)系， 氣旋內(nèi)氣壓場(chǎng)是低壓；反氣旋內(nèi)氣壓場(chǎng)是高壓。問題：氣旋和反氣旋的水平尺度和強(qiáng)度一般情況如何？一、氣旋和反氣旋的水平尺度以最外圍一條閉合等壓線的直徑來表示，它的平均直徑約為1000公里，大的可 達(dá)3000公里。二、氣旋和反氣旋的強(qiáng)度其強(qiáng)度一般用其中心氣壓值來表示，地面氣旋中心氣壓值一般在970 1010百帕之間，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)中心氣壓值還要低得多。地面反氣旋中心氣壓值一般在1020 1030百帕之間，冬季東亞大陸的反氣旋中心氣壓值可達(dá)1040百帕以上。二、氣旋和反氣旋的種類問題：氣旋和反氣旋有那幾些種類？氣旋 按其活動(dòng)區(qū)域，可分為溫帶氣旋和熱帶氣旋兩大類；按其熱力結(jié)構(gòu)，可分為

9、鋒面氣 旋和無(wú)鋒面氣旋兩大類。反氣旋 按其活動(dòng)區(qū)域，可分為極地反氣旋，溫帶反氣旋和副熱帶反氣旋三大類；按其熱力 結(jié)構(gòu)，可分為冷性反氣旋（如地面圖上的冷高壓）和暖性反氣旋（如副熱帶高壓） 兩大類。3.2渦度與渦度方程一、渦度問題：渦度表示了什么物理量？從天氣圖分析中，可以看出大氣的水平運(yùn)動(dòng)基本上是作渦旋（氣旋與反氣旋）運(yùn) 動(dòng)。而理論上表達(dá)渦旋運(yùn)動(dòng)的物理量是渦度，渦度是表示流體旋轉(zhuǎn)程度和旋轉(zhuǎn)方向的物理量，它是一個(gè)向量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：T = VxV（ 3.1 ）式中V是三維全速度。絕對(duì)渦度與相對(duì)渦度絕對(duì)渦度可以理解為在絕對(duì)坐標(biāo)系里觀測(cè)到的流體渦度，而相對(duì)渦度是指在跟隨地球一起旋轉(zhuǎn)的相對(duì)坐標(biāo)里觀測(cè)到

10、的流體渦度。它們之間的關(guān)系示是：；2 + ；（ 3.2）ae示中亍是絕對(duì)渦度；須是相對(duì)渦度；C； = 2。稱為行星渦度（或稱為地轉(zhuǎn)渦度、地 ae球渦度、牽連渦度等），是地球旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦度，它數(shù)值等于地球旋轉(zhuǎn)角速度。的2倍，方向指向地球旋轉(zhuǎn)軸的北極方向，見圖3.4。問題：氣象上通常所討論的渦度是什么特征？由于大氣基本上是水平運(yùn)動(dòng)，所以氣象上通常討論水平面上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即討論指向垂直方向的相對(duì)渦度分量,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：8v 8uq Q 望（3.3）z 8x 8y可以證明它數(shù)值等于物體旋轉(zhuǎn)角速度的2倍。垂直方向的行星渦度分量為f = 2Osinp ，垂直方向的絕對(duì)渦度分量為：q =q + f =

11、q + 2Qsinp（ 3.10）式中已略去下標(biāo)z。它與天氣圖上氣旋與反氣旋有一定的對(duì)應(yīng)性，通常正渦度對(duì)應(yīng) 于氣旋或低壓槽，負(fù)渦度對(duì)應(yīng)于反氣旋或高壓脊。所以，氣象理論上多用渦度方程 來研究天氣形勢(shì)的演變規(guī)律。:如何在天氣圖上決定渦度值？如何在天氣圖上決定渦度值？用氣壓場(chǎng)計(jì)算 用，？，坐標(biāo)及地轉(zhuǎn)風(fēng)公式代入（3.3 ）式得：（3.6）9.8 何 2H a 2H， +f ax2 ay2 J可用高空?qǐng)D上的高度H值，通過（3.6）式來計(jì)算渦度值（具體計(jì)算方法略卜問題：請(qǐng)寫出曲率渦度和切變渦度的表達(dá)式，及其定性判斷渦度值的方法。用分解的曲率渦度和切變渦度定性判斷渦度值 在自然坐標(biāo)中渦度的表達(dá)式為：_ v _ avR ans或g = VK -竺（3.8）s an式中Rs和Ks為流線的曲率和曲率半徑，等式右邊第一項(xiàng)稱為曲率渦度，根據(jù)曲率 的定義及地轉(zhuǎn)風(fēng)近似關(guān)系，在波狀的等高線中：低壓槽中是正渦度區(qū)，最大值在槽 線上；高壓脊中是負(fù)渦度區(qū)，極值在脊線上。如圖3.8所示，等式右邊第二項(xiàng)稱為 切變渦度，通常在急流兩側(cè)風(fēng)速的