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在地氣系統(tǒng)熱量收支平衡過程中,太陽輻射處于主導(dǎo)地位,因此隨著日夜、冬夏的交替,地面的溫度也會(huì)相應(yīng)地出現(xiàn)日變化和年變化,且變化的幅度與緯度、天氣及地表性質(zhì)等因子有關(guān)。1.氣溫的日變化氣溫主要受地表面增熱與冷卻作用而發(fā)生變化。一日內(nèi)氣溫晝高夜低,最低氣溫出現(xiàn)在日出前,日出后氣溫逐漸上升,陸地上夏季14~15時(shí)、冬季13~14時(shí)達(dá)到最高值,以后逐漸下降直到日出前為止。一天中氣溫的最高值與最低值之差稱為氣溫日較差,其大小反映氣溫日變化的程度。氣溫日較差的大小一般與緯度、季節(jié)、海拔高度、下墊面性質(zhì)和天氣狀況等有關(guān)。在其他條件相同的情況下,氣溫日較差隨緯度的增加而減小。日較差夏季大于冬季。低海拔日較差大,高海拔日較差小。陸地地區(qū)日較差大于海洋地區(qū),沙漠地區(qū)日較差比潮濕地區(qū)的大。晴天的氣溫日較差比陰天大。2.氣溫的年變化氣溫的年變化表現(xiàn)在一年中月平均氣溫有一個(gè)最高值和一個(gè)最低值。通常,北半球中、高緯度陸地的氣溫以7月為最高,1月為最低。海洋上的氣溫以8月為最高,2月為最低。一年中月平均氣溫的最高值與最低值之差,稱為氣溫年較差。氣溫年較差的大小與緯度、下墊面性質(zhì)和海拔高度等因素有關(guān)。赤道附近,晝夜長(zhǎng)短幾乎相等,最熱月和最冷月熱量收支相差不大,氣溫年較差?。桓呔暥鹊貐^(qū)氣溫年較差遠(yuǎn)大于赤道低緯。氣溫年較差低海拔處大于高海拔處。陸上氣溫年較差比海洋大得多。1.海陸熱力差異對(duì)氣溫變化的影響海陸熱力性質(zhì)差異表現(xiàn)在三方面:(1)輻射性質(zhì)差異:太陽輻射在陸地只限于一個(gè)薄層內(nèi),而在海洋里可以達(dá)到幾十米深。因此,大陸上的溫度遠(yuǎn)比海洋上溫度對(duì)太陽輻射敏感得多。(2)熱容量差異:海水的熱容量是陸地?zé)崛萘康膬杀?,海洋升溫和降溫速度遠(yuǎn)小于陸地。(3)海水具有流動(dòng)性:海水的流動(dòng)使熱量在較大范圍和較深的層次內(nèi)均勻分布。海陸熱力差異對(duì)氣溫變化的影響很大是兩種熱屬性很不相同的下墊面,如果海面和陸面吸收同樣的熱量,海面溫度與陸面溫度的變化有很大不同,海面變化緩和,陸面變化劇烈。因此,冬季大陸是冷源,使其上面的空氣變冷,而海洋是熱源,使其上面的空氣變暖;夏季的情況與冬季相反,大陸是熱源,海洋是冷源。2.氣溫的水平分布影響氣溫水平分布的主要因素有緯度、海陸分布和高度。在一年內(nèi)的不同季節(jié),氣溫分布是不同的。通常以1月代表北半球的冬季和南半球的夏季,7月代表北半球的夏季和南半球的冬季。(1)氣溫的水平分布是隨著緯度增加而逐漸降低。(2)冬季北半球的等溫線在大陸上大致凸向赤道,在海洋上大致凸向極地,而夏季相反。(3)北半球冬季大洋西部從低緯向西北方向伸出一個(gè)暖舌直達(dá)大洋東部中高緯海域。(4)在5°~10°N處,夏季移到20°N左右,平均在10°N左右。(5)南半球不論冬夏,最低溫度都出現(xiàn)在南極。北半球僅夏季最低溫度出現(xiàn)在極地附近,而冬季最冷地區(qū)出現(xiàn)在西伯利亞東部和格陵蘭地區(qū)。1.溫壓場(chǎng)對(duì)稱的系統(tǒng)溫壓場(chǎng)對(duì)稱是指溫度中心與氣壓中心基本重合,即系統(tǒng)中水平面上等溫線與等壓線是基本平行的。淺薄系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加而減弱,這種系統(tǒng)有冷高壓和暖低壓。深厚系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加不變或增強(qiáng),這種系統(tǒng)有暖高壓和冷低壓。2.溫壓場(chǎng)不對(duì)稱的系統(tǒng)溫壓場(chǎng)不對(duì)稱是指氣壓場(chǎng)中的高、低壓中心與溫度場(chǎng)中的冷、暖中心不相重合的系統(tǒng)。這種氣壓系統(tǒng),中心軸線不是垂直的,而發(fā)生偏斜。地面低壓中心軸線隨高度升高不斷向冷區(qū)傾斜,高壓中心軸線隨高度升高不斷向暖區(qū)傾斜。北半球中高緯度的冷空氣多從西北方向移來,使得低壓中心軸線常常向西北方向傾斜,而高壓的西南側(cè)比較溫暖,高壓中心軸線多向西南方向傾斜。因此,在中高緯度地區(qū),不對(duì)稱的低壓總是東暖西冷,不對(duì)稱的高壓總是東冷西暖。在空間的每一點(diǎn)都有一個(gè)氣壓值,如果把所有氣壓相同的點(diǎn)連接起來,就形成一個(gè)等壓面。將同一時(shí)間各個(gè)臺(tái)站的某一高空等壓面的高度填在一張地圖上,畫出等高線,則稱為等壓面圖。等壓面上凸部分對(duì)應(yīng)一組閉合等高線的高值區(qū),等壓面下凹部分對(duì)應(yīng)一組閉合等高線的低值區(qū)。換句話說,在同一高度上,氣壓比四周高的地方,等壓面上凸,而且氣壓愈高的地方等壓面上凸的愈厲害;氣壓比周圍低的地方,等壓面下凹,而且氣壓愈低,等壓面下凹的愈厲害。因此,等壓面的起伏形勢(shì)和該面附近等高面上氣壓的分布形勢(shì)相對(duì)應(yīng),即等壓面上等高線的低(高)值中心在鄰近等高面上等壓線對(duì)應(yīng)著低(高)壓中心,且兩線走向一致。值得注意,等高線的數(shù)值不是幾何高度,而是位勢(shì)高度。所謂位勢(shì)高度,就是把單位質(zhì)量的物體從海平面上升到某高度時(shí)克服重力所作的功來表示的高度,其單位是位勢(shì)米。以位勢(shì)米為單位的位勢(shì)高度和以米為單位的幾何高度意義完全不同,前者是能量的一種單位,后者僅為高度單位。但在數(shù)值上雖有差別,但差別很小,可忽略不計(jì)。水汽分部,低空大于高空,底緯大于高緯,熱大于冷1.垂直分布絕對(duì)濕度隨高度的增加而迅速減小。在2km處不足地面1/2,5km處減到地面1/10,90%的水汽集中在3km以下的低層大氣。2.水平分布絕對(duì)濕度的水平分布與氣溫的水平分布基本一致。它與下墊面性質(zhì)(如海面、陸地、沙漠、冰面等)關(guān)系密切。赤道地區(qū)大,隨緯度的增高而遞減。3.時(shí)間分布絕對(duì)濕度的時(shí)間分布與氣溫的時(shí)間分布基本一致。氣溫高時(shí),絕對(duì)濕度大,水汽含量多;氣溫低時(shí),絕對(duì)濕度小,水汽含量少。通常大氣中水汽含量夏季最多,春、秋季次之,冬季最少。水汽由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為凝結(jié)。水汽直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱凝華。大氣中水汽凝結(jié)或凝華的一般條件是:①增加水汽;②降低溫度;③有凝結(jié)核或凝華核的存在。空氣的冷卻方式主要有三種:(1)絕熱冷卻:指空氣在上升過程中,因體積膨脹對(duì)外做功而導(dǎo)致空氣本身的冷卻。隨著高度升高,溫度降低,飽和水汽壓減小,空氣到達(dá)一定高度就會(huì)出現(xiàn)飽和狀態(tài)。(2)輻射冷卻:指在晴朗無風(fēng)的夜間,由于地面的輻射冷卻,導(dǎo)致近地面層空氣的降溫。當(dāng)空氣中溫度降低到露點(diǎn)溫度時(shí),水汽達(dá)到飽產(chǎn)生凝結(jié)。(3)平流冷卻:暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面時(shí),冷的下墊面造成空氣溫度降低,達(dá)到飽產(chǎn)生凝結(jié)。另外,冷暖空氣平流相遇,水平混合后也可以產(chǎn)生凝結(jié)。在上述幾種冷卻過程中,對(duì)出現(xiàn)在近地層的霧而言,輻射冷卻、平流冷卻起主要作用;對(duì)懸掛在空中的云而言,凝結(jié)發(fā)生在一定高度上,因而絕熱冷卻起主要作用??諝馑竭\(yùn)動(dòng)風(fēng)1.重力單位質(zhì)量空氣受到的重力為,方向向下,指向地心。顯然,重力對(duì)大氣水平方向的運(yùn)動(dòng)不起作用。2.氣壓梯度力由于作用在單位質(zhì)量空氣上的壓力在水平方向上分布不均勻,所產(chǎn)生的力稱為水平氣壓梯度力。大小為:;方向:垂直等壓線從高壓指向低壓。(1)水平氣壓梯度力與空氣密度成反比,與氣壓梯度成正比。(2)空氣密度一定時(shí),氣壓梯度大,等壓線密集,水平氣壓梯度力大。(3)氣壓梯度一定時(shí),空氣密度大,水平氣壓梯度力小。(4)若氣壓梯度等于零,兩地沒有氣壓差,水平氣壓梯度力等于零,無風(fēng)??梢?,水平氣壓梯度力是使空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的直接原因或原動(dòng)力。3.地轉(zhuǎn)偏向力由于地球自轉(zhuǎn),作用在運(yùn)動(dòng)物體上產(chǎn)生使運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的力,稱地轉(zhuǎn)偏向力。在任意緯度上作用于單位質(zhì)量運(yùn)動(dòng)空氣上的水平地轉(zhuǎn)偏向力為:An=2Vωsinφ,式中V為空氣運(yùn)動(dòng)速度,ω為地轉(zhuǎn)角速度,φ為緯度。地轉(zhuǎn)偏向力有以下特點(diǎn):(1)地轉(zhuǎn)偏向力只是在物體相對(duì)于地面有運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生,物體靜止時(shí),不受地轉(zhuǎn)偏向力的作用。(2)地轉(zhuǎn)偏向力的方向同物體運(yùn)動(dòng)的方向相垂直,在北半球,地轉(zhuǎn)偏向力指向物體運(yùn)動(dòng)的右方,使物體向原來運(yùn)動(dòng)方向的右方偏轉(zhuǎn);在南半球,地轉(zhuǎn)偏向力指向物體運(yùn)動(dòng)的左方,使物體向原來運(yùn)動(dòng)方向的左方偏轉(zhuǎn)。(3)它只能改變物體運(yùn)動(dòng)的方向,不能改變物體運(yùn)動(dòng)速率的大小。(4)地轉(zhuǎn)偏向力的大小與風(fēng)速和緯度的正弦成正比。在同緯度,風(fēng)速越大,地轉(zhuǎn)偏向力越大。在風(fēng)速相同的條件下,地轉(zhuǎn)偏向力隨緯度的增高而增大,在赤道上地轉(zhuǎn)偏向力為零。4.慣性離心力當(dāng)空氣做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),將作用于空氣上與向心力大小相等而方向相反的力稱為慣性離心力。慣性離心力同運(yùn)動(dòng)的方向相垂直,自曲率中心指向外緣。對(duì)單位質(zhì)量空氣而言,慣性離心力表達(dá)式為:,式中表明慣性離心力C的大小與運(yùn)動(dòng)物體的線速度V的平方成正比,與曲率半徑r成反比。慣性離心力和地轉(zhuǎn)偏向力一樣只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向,不改變運(yùn)動(dòng)速度的大小。5.摩擦力摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí),下墊面對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的阻力。它的方向與空氣運(yùn)動(dòng)方向相反,大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和摩擦系數(shù)成正比,其表達(dá)式為:R=-μV,式中R為摩擦力,μ是為摩擦系數(shù),V為空氣運(yùn)動(dòng)速度。在大氣中不同高度上摩擦力的大小是不同的,以近地面層(地面至30~50m)最為顯著,高度愈高,作用愈弱,到1~1.5km以上,摩擦力的影響可以忽略不計(jì)。上述四個(gè)力都是在水平方向上作用于空氣的力,但它們對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的影響不同。一般來說,水平氣壓梯度力是空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力,其他力是在空氣運(yùn)動(dòng)開始后才起作用的,而且所起的作用視具體情況而不同。水平地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)中高緯度或大尺度的空氣運(yùn)動(dòng)影響較大,而對(duì)低緯地區(qū)特別是赤道附近的空氣運(yùn)動(dòng)影響甚小。慣性離心力只在空氣作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)起作用。摩擦力只在摩擦層中起作用,對(duì)自由大氣中的空氣運(yùn)動(dòng)可以忽略不計(jì)。地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力雖然不能驅(qū)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng),但卻能影響大氣運(yùn)動(dòng)的方向和速度。1.地轉(zhuǎn)風(fēng)的定義及形成地轉(zhuǎn)風(fēng)是水平氣壓梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力達(dá)到平衡時(shí),空氣的等速直線水平運(yùn)動(dòng)。在平直等壓線的氣壓場(chǎng)中,由于氣壓梯度力的作用,空氣開始沿氣壓梯度力的方向從高壓向低壓運(yùn)動(dòng)。一旦有運(yùn)動(dòng),必定受地轉(zhuǎn)偏向力的作用,使運(yùn)動(dòng)方向向右偏轉(zhuǎn)(北半球)。在氣壓梯度力的作用下,空氣的速率越來越大,地轉(zhuǎn)偏向力也隨著空氣速率的增大而增大,并且迫使空氣向右偏離的程度越來越大,最后水平地轉(zhuǎn)偏向力增大到與水平氣壓梯度力大小相等,方向相反,即達(dá)到平衡狀態(tài)。這時(shí)空氣沿著等壓線作等速水平直線運(yùn)動(dòng),由此形成地轉(zhuǎn)風(fēng)。2.地轉(zhuǎn)風(fēng)的大小和風(fēng)壓定律地轉(zhuǎn)風(fēng)的表達(dá)式為:(1-5-2)由此式可以看出:①地轉(zhuǎn)風(fēng)速與水平氣壓梯度成正比,即等壓線密集的地方,地轉(zhuǎn)風(fēng)大,等壓線稀疏的地方,地轉(zhuǎn)風(fēng)小。②地轉(zhuǎn)風(fēng)速與空氣密度成反比。在氣壓梯度相同的情況下,越往高空風(fēng)速越大。③地轉(zhuǎn)風(fēng)速與緯度的正弦成反比。當(dāng)氣壓梯度相同時(shí),地轉(zhuǎn)風(fēng)速隨緯度的減小而增大。但實(shí)際觀測(cè)到的地轉(zhuǎn)風(fēng)速卻是高緯度地區(qū)大于低緯度地區(qū),這是由于高緯度的氣壓梯度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低緯度的緣故。然而,在低緯地區(qū)因地轉(zhuǎn)偏向力很小,無法與氣壓梯度力平衡。因此,在赤道附近的低緯地區(qū),地轉(zhuǎn)風(fēng)是不存在的。風(fēng)壓定律:在北半球自由大氣中,地轉(zhuǎn)風(fēng)沿等壓線吹,背風(fēng)而立,高壓在右,低壓在左。在南半球,背風(fēng)而立,高壓在左,低壓在右。這就是著名的白貝羅定律(Buysballot'sLaw)。顯然,風(fēng)壓定律很好地反映了氣壓場(chǎng)與風(fēng)場(chǎng)之間的關(guān)系,由氣壓場(chǎng)分布可以確定風(fēng),反過來由風(fēng)向即可判斷出高壓和低壓的大致方位。3.地轉(zhuǎn)風(fēng)速的計(jì)算在地面圖上,為討論和處理問題方便,不考慮摩擦力的影響,則可迅速計(jì)算出對(duì)應(yīng)的地面地轉(zhuǎn)風(fēng)速。在海圖上取一個(gè)緯距Δn=60nmile,標(biāo)準(zhǔn)情況下空氣密度ρ=1293g/m-3,地轉(zhuǎn)角速度ω=7.29×10-5s-1,若取Δp=1hPa,代入地轉(zhuǎn)風(fēng)公式,計(jì)算后得:(1-5-3)當(dāng)Δp≠1hPa時(shí),地轉(zhuǎn)風(fēng)速為:(1-5-4)利用此式可以計(jì)算水平間隔為60nmile,任意氣壓差時(shí)的地轉(zhuǎn)風(fēng)。4.等壓面上的地轉(zhuǎn)風(fēng)在高空中,應(yīng)用等壓面圖來代替等高面圖,用位勢(shì)梯度代替氣壓梯度得到地轉(zhuǎn)風(fēng)公式,即(1-5-5)公式中地轉(zhuǎn)風(fēng)直接與等壓面上的位勢(shì)梯度成正比,與緯度的正弦成反比。對(duì)于某地來說,緯度相同,只要比較各層等壓面圖上的等高線疏密程度,就可確定各層地轉(zhuǎn)風(fēng)速的大小。梯度風(fēng)當(dāng)空氣質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),除受氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力作用外,還受慣性離心力的作用,當(dāng)這三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)所吹的風(fēng),稱為梯度風(fēng)。在低壓內(nèi)氣壓梯度力指向高壓中心,地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力指向低壓,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的梯度風(fēng)關(guān)系式為:G=A+C。只要?dú)鈮禾荻群吞荻蕊L(fēng)按一定比例增大,三力的平衡總可建立。因此,氣旋中氣壓梯度和風(fēng)速可以任意大。在高壓內(nèi)氣壓梯度力和慣性離心力指向外,而地轉(zhuǎn)偏向力指向內(nèi),三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)的梯度風(fēng)關(guān)系式為:A=G+C。當(dāng)氣壓梯度和梯度風(fēng)按一定比例增大時(shí),C比A增大的快,三力不能保持平衡。只有使氣壓梯度和梯度風(fēng)減小,才能三力保持平衡。在反氣旋中,最大水平氣壓梯度出現(xiàn)在高壓邊緣,越近中心越小。曲率小處等壓線密集,曲率大處等壓線稀疏。并且,在中高緯度反氣旋的風(fēng)速較大,在較低緯度反氣旋中風(fēng)速較小。由此可以得出以下結(jié)論:①最大水平氣壓梯度的分布是,在反氣旋邊緣較大,越向中心部分越小。當(dāng)?shù)葔壕€曲率不均勻時(shí),在曲率小處,即等壓線平直的地方,等壓線較密集。在曲率較大處,即等壓線彎曲較大的地方,等壓線稀疏。②緯度越高,空氣密度越大,水平氣壓梯度值越大。因此,在冬季中高緯大陸上反氣旋等壓線要密一些。③在反氣旋邊緣風(fēng)速大,越向中心部分風(fēng)速越小,在中心附近微風(fēng)或無風(fēng)。可以證明,在一定緯度,當(dāng)G相等時(shí),低壓梯度風(fēng)風(fēng)速小于地轉(zhuǎn)風(fēng)速,高壓梯度風(fēng)風(fēng)速大于地轉(zhuǎn)風(fēng)速。即Va>Vg>Vc。梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)既有共同點(diǎn),又有不同處,兩者都是作用于空氣質(zhì)點(diǎn)的力達(dá)到平衡時(shí)的風(fēng)。梯度風(fēng)考慮了空氣運(yùn)動(dòng)路徑的曲率影響,它比地轉(zhuǎn)風(fēng)更接近于實(shí)際風(fēng)。1.摩擦層中的風(fēng)在摩擦層中,空氣的水平運(yùn)動(dòng)因受摩擦力作用,風(fēng)速減弱,風(fēng)向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力(若作曲線運(yùn)動(dòng),還應(yīng)考慮慣性離心力)構(gòu)成平衡關(guān)系,風(fēng)不再完全沿著等壓線吹,而是斜穿等壓線從高壓吹向低壓。在摩擦層中的白貝羅風(fēng)壓定律應(yīng)表述為:在摩擦層中風(fēng)斜穿等壓線吹,背風(fēng)而立,在北半球高壓在右后方,低壓在左前方;在南半球高壓在左后方,低壓在右前方。在地面天氣圖上彎曲等壓線的氣壓場(chǎng)中,例如閉合的高壓和低壓,由于摩擦力的作用,在北半球低壓中氣流繞中心逆時(shí)針方向向中心輻合,高壓中的氣流繞中心順時(shí)針方向向外輻散;在南半球則相反,低壓中氣流繞中心順時(shí)針方向向中心輻合,高壓中氣流繞中心逆時(shí)針方向向外輻散。2.海面實(shí)際風(fēng)的確定在摩擦層中,實(shí)際風(fēng)向與等壓線的交角主要取決于下墊面粗糙度、大氣穩(wěn)定度和緯度三個(gè)因素。粗糙度越大,穩(wěn)定度越大,緯度越低時(shí),交角越大;反之,粗糙度越小,穩(wěn)定度越小,緯度越高時(shí),交角越小。通常在中緯地區(qū)陸地上交角約為35~45,在海面上約為10~20。浪大時(shí),海面粗糙度增大,交角也有所增加。實(shí)際風(fēng)速比相應(yīng)的地轉(zhuǎn)風(fēng)速要小,通常陸面上的風(fēng)速(取10~12m高度的風(fēng)速)約為相應(yīng)地轉(zhuǎn)風(fēng)速的1/3~1/2,海面上風(fēng)速約為相應(yīng)地轉(zhuǎn)風(fēng)速的3/5~2/3。3.摩擦層中風(fēng)隨高度的變化在摩擦層中風(fēng)隨高度的變化,既受摩擦力隨高度變化的影響,又受氣壓梯度力隨高度變化的影響。在氣壓場(chǎng)不隨高度改變的情況下,風(fēng)隨高度變化主要是由摩擦力隨高度變化而引起的。從摩擦層下部邊界至30~50m(不超過100m)高的氣層,稱為近地面層。觀測(cè)及理論研究都表明,在這一層中風(fēng)向隨高度的改變不明顯,風(fēng)速隨高度的改變主要與氣層是否穩(wěn)定有關(guān)。當(dāng)氣層不穩(wěn)定時(shí),有利于空氣上下層的動(dòng)量交換,使上下層風(fēng)速差變?。蝗绻麣鈱臃€(wěn)定,則風(fēng)速隨高度變化要明顯一些。從近地面層頂向上至摩擦層頂?shù)臍鈱?,風(fēng)速一般隨高度的增加而增大,北半球風(fēng)向隨高度的增加逐漸向右偏轉(zhuǎn),南半球風(fēng)向隨高度則逐漸向左偏轉(zhuǎn)。當(dāng)高度達(dá)到摩擦層頂附近時(shí),風(fēng)速接近于地轉(zhuǎn)風(fēng),風(fēng)向與等壓線相平行。大氣環(huán)流的基本狀況是由若干影響程度不同的因子決定的,其中最重要的是:太陽輻射隨緯度的不均勻分布、地球自轉(zhuǎn)、海陸分布和高大地形。1.太陽輻射與單圈環(huán)流太陽輻射雖然是大氣環(huán)流的最終能源,但驅(qū)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)的真正原因是太陽輻射能在地表面上的不均勻分布。假定地球不自轉(zhuǎn),地表平坦,下墊面均一,只考慮太陽輻射隨緯度的不均勻性。由于赤道和低緯地區(qū)是輻射源,溫度高,產(chǎn)生上升氣流;高緯和極地是輻射匯,溫度低,產(chǎn)生下沉氣流。在對(duì)流層高層空氣由赤道流向極地,低層空氣由極地流向赤道,從而產(chǎn)生了一個(gè)理想的直接熱力環(huán)流圈,稱單圈環(huán)流。2.地球自轉(zhuǎn)與三圈環(huán)流假定地表平坦、下墊面均一,在太陽輻射隨緯度不均勻和地球自轉(zhuǎn)(地轉(zhuǎn)偏向力)二個(gè)因子的作用下,產(chǎn)生三圈環(huán)流,即赤道環(huán)流或哈德萊環(huán)流、極地環(huán)流和中間環(huán)流。而在水平面上則形成了東、西風(fēng)帶和分隔它們的極鋒輻合帶、副熱帶高壓帶和赤道輻合帶。3.海陸不均勻分布海陸熱力性質(zhì)差異表現(xiàn)在三方面:(1)輻射性質(zhì)差異:太陽輻射在陸地只限于一個(gè)薄層內(nèi),而在海洋里可以達(dá)到幾十米深。因此,大陸上的溫度遠(yuǎn)比海洋上溫度對(duì)太陽輻射敏感得多。(2)熱容量差異:海水的熱容量是陸地?zé)崛萘康膬杀叮Q笊郎睾徒禍厮俣冗h(yuǎn)小于陸地。(3)海水具有流動(dòng)性:海水的流動(dòng)使熱量在較大范圍和較深的層次內(nèi)均勻分布。由于海陸分布不均勻,冬季大陸是冷源,使其上面的空氣變冷,易形成高壓,而海洋是熱源,使其上面的空氣變暖,易形成低壓。當(dāng)空氣由大陸移向海洋時(shí),在陸面上不斷冷卻降溫,常在大陸東岸形成溫度場(chǎng)中的冷舌和高度場(chǎng)中相應(yīng)的高空低壓槽。夏季的情況與冬季相反,大陸東岸容易出現(xiàn)高空脊,大洋東部容易出現(xiàn)高空槽。由于海陸的不均勻加熱有明顯的年變化,所以它對(duì)大規(guī)模風(fēng)系的年變化(季風(fēng)現(xiàn)象)必將發(fā)生重要的作用。世界上最明顯的季風(fēng)區(qū)就在亞洲南部,冬季盛行東北季風(fēng),夏季盛行西南季風(fēng)。4.高大地形影響高大地形對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱力的和動(dòng)力的作用。在動(dòng)力作用方面,強(qiáng)迫氣流過山時(shí)發(fā)生爬升和繞流,哪一種占優(yōu)勢(shì)要看山脈的形狀和大氣的穩(wěn)定度而定。當(dāng)氣流爬山時(shí),在迎風(fēng)坡,導(dǎo)致槽變淺,脊變強(qiáng)。反之,在背風(fēng)坡,導(dǎo)致槽加深,脊減弱。如果地形過于高大或氣流比較淺薄,氣流發(fā)生繞流,在高原南北兩側(cè)氣壓梯度最大,這里的風(fēng)速也最強(qiáng),于是常形成南北兩支西風(fēng)急流。在熱力作用方面,象青藏高原這樣的大地形矗立在大氣之中,由于其熱力性質(zhì)與四周大氣迥然不同,冬季它是一個(gè)冷源,夏季是熱源。這種熱力作用使大氣溫度場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng),并進(jìn)而使氣壓場(chǎng)產(chǎn)生相應(yīng)的槽脊。由大氣環(huán)流理論得知,在地表均勻的情況下,使南北半球的近地面層中出現(xiàn)了四個(gè)氣壓帶,由赤道向極地依次為赤道低壓帶,副熱帶高壓帶,副極地低壓帶和極地高壓。與此相應(yīng)形成了赤道無風(fēng)帶、信風(fēng)帶、副熱帶無風(fēng)帶,盛行西風(fēng)帶和極地東風(fēng)帶五個(gè)風(fēng)帶。1.信風(fēng)帶(TradesWindZone)位于副熱帶高壓帶與赤道低壓帶之間,平均位置在南北緯10~28°附近。北半球吹東北信風(fēng),南半球吹東南信風(fēng)。信風(fēng)帶的特征是風(fēng)向常年穩(wěn)定少變,風(fēng)力3~4級(jí),天氣晴朗,大洋西部降水較多,位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。2.盛行西風(fēng)帶(Westerlies)位于副熱帶高壓帶與副極地低壓帶緯度30~60o之間。在北半球低層吹西到西南風(fēng),在南半球低層吹西到西北風(fēng)。在西風(fēng)帶中,天氣系統(tǒng)在高空西風(fēng)的帶動(dòng)下從西向東運(yùn)行,以槽脊為背景的氣旋與反氣旋交替出現(xiàn),來自北方的冷氣團(tuán)和來自南方的暖濕氣團(tuán)在此相遇,形成鋒面,使西風(fēng)帶多鋒面氣旋活動(dòng),常伴隨大風(fēng)和云雨天氣。在南半球西風(fēng)帶中,常年盛行強(qiáng)勁的西風(fēng),7級(jí)以上的大風(fēng)頻率每月可達(dá)10天以上,故有“咆哮西風(fēng)帶”之稱。3.極地東風(fēng)帶(PolarEasterlies)位于南北緯60o~90o之間,極地高壓向南(北)輻散的氣流,在地轉(zhuǎn)偏向力作用下,北半球吹E-NE風(fēng),南半球吹E-SE風(fēng)。4.赤道無風(fēng)帶(Doldrums)平均位于南北緯10o范圍內(nèi),其天氣特征是:對(duì)流旺盛、平流微弱、云量多、高溫、高濕、多雷雨、風(fēng)微弱不定向,位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。5.副熱帶無風(fēng)帶(HorseLatitudes)位于信風(fēng)帶和西風(fēng)帶之間,平均位于南北緯30o附近。副熱帶高壓內(nèi)部多下沉氣流,天氣晴朗、溫暖、微風(fēng),陸上干燥、海上潮濕。在1月海平面平均氣壓場(chǎng)上,北半球主要受四個(gè)大范圍的氣壓系統(tǒng)(兩個(gè)大低壓和兩個(gè)冷高壓)控制。它們是阿留申低壓,冰島低壓,蒙古高壓和北美高壓。蒙古高壓前部的偏北氣流就是亞洲穩(wěn)定的冬季季風(fēng)。南半球在南太平洋,南大西洋和南印度洋分別是三個(gè)高壓中心,在南非,澳大利亞和南美大陸上是熱低壓組成的低壓帶。在7月海平面平均氣壓場(chǎng)上,北半球的大氣活動(dòng)中心有印度低壓,北美低壓,太平洋副高和大西洋副高,同時(shí)冰島低壓和阿留申低壓明顯減弱,范圍縮小,位置偏北。南半球大陸上的南非,澳大利亞和南美高壓加強(qiáng)伸展,并與副高合并,在副熱帶緯度上,高壓帶環(huán)繞全球。春秋兩季屬于過渡季節(jié),北半球春季,原有的四個(gè)大氣活動(dòng)中心減弱,副熱帶高壓開始增強(qiáng)。通常將冬、夏季在平均氣壓場(chǎng)上出現(xiàn)的大型高、低壓系統(tǒng),稱為大氣活動(dòng)中心。全年始終都存在的大氣活動(dòng)中心稱為永久性大氣活動(dòng)中心,如赤道低壓帶、海上副熱帶高壓、南極高壓、冰島低壓、阿留申低壓和南半球副極地低壓帶。隨季節(jié)改變的大型氣壓系統(tǒng)稱為半永久性大氣活動(dòng)中心,如蒙古高壓、北美高壓、印度低壓、北美低壓、澳大利亞高壓、南美高壓、非洲高壓、澳大利亞低壓、南美低壓和非洲低壓。大范圍地區(qū)的風(fēng)向隨季節(jié)而有規(guī)律改變的盛行風(fēng)稱為季風(fēng)(Monsoons)。所謂有顯著改變的含義是指1月與7月盛行風(fēng)向的轉(zhuǎn)變角度至少120°,盛行風(fēng)向的頻率超過40%,盛行風(fēng)的平均合成風(fēng)速超過3m/s。1.季風(fēng)的成因和分布(大綱1.6.2.1)季風(fēng)的形成與多種因素有關(guān),但主要是海陸間的熱力差異以及這種差異的季節(jié)變化,其它如行星風(fēng)帶的季節(jié)性移動(dòng)和高大地形的熱力、動(dòng)力作用等。通常將海陸熱力差異形成的季風(fēng)稱為海陸季風(fēng),將行星風(fēng)帶的季節(jié)移動(dòng)形成的季風(fēng)稱為行星季風(fēng)。高大地形在夏季的熱源作用和冬季的冷源作用對(duì)季風(fēng)的維持和加強(qiáng)起重要作用。世界上季風(fēng)區(qū)域分布甚廣,主要集中在南亞、東亞、東南亞和赤道非洲四個(gè)區(qū)域。此外,在澳洲、北美和南美也有一些季風(fēng)區(qū)。2.東亞季風(fēng)(大綱1.6.2.2)東亞季風(fēng)主要是由于海陸熱力差異形成的。這里位于世界上最大的大陸-亞歐大陸的東南部和世界上最大的海洋-太平洋之間,氣溫梯度和氣壓梯度的季節(jié)變化比其它任何地區(qū)都顯著,所以,這一地區(qū)發(fā)生的季風(fēng)強(qiáng)度大、范圍廣。它的范圍包括中國東部、朝鮮、日本等地區(qū)和附近海域。冬季,北太平洋是強(qiáng)盛的阿留申低壓控制,西伯利亞高壓盤踞亞歐大陸,寒潮和冷空氣不斷爆發(fā)南下,高壓前緣的偏北風(fēng)就成為亞洲東部的冬季風(fēng)。在冬季風(fēng)盛行時(shí)期,由于東亞各地所處高壓部位的差異,冬季風(fēng)的方向不盡相同。通常渤海、黃海北、中部及日本附近海面都盛行西北風(fēng);黃海南部和東海北部盛行北風(fēng),有時(shí)吹東北風(fēng);東海中部和南部盛行東北至北風(fēng),以東北風(fēng)占多數(shù)。我國臺(tái)灣附近海面及南海,東北風(fēng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),頻率高達(dá)70%以上。一次冷空氣活動(dòng),黃、渤海和東海的風(fēng)力在5~6級(jí)左右,寒潮南下時(shí),最大風(fēng)力可達(dá)8~12級(jí)。夏季,亞洲大陸為熱低壓控制,同時(shí),北太平洋副熱帶高壓西伸北進(jìn)占據(jù)整個(gè)北太平洋,因此,高低壓之間的偏南風(fēng)就成為亞洲東部的夏季風(fēng)。由于暖性低壓的氣壓梯度不如冬季冷高壓前部的氣壓梯度大,所以夏季風(fēng)比冬季風(fēng)弱,風(fēng)力一般3~4級(jí)。夏季風(fēng)時(shí)期,渤海盛行東南風(fēng),黃海和東海盛行東南至南風(fēng),日本海及日本以東洋面盛行南至西南風(fēng)或西風(fēng)。南海南部海區(qū)以及菲律賓以東直至140E洋面盛行西南風(fēng)。東亞季風(fēng)的天氣氣候特征:冬季風(fēng)盛行時(shí),具有低溫、干燥和少雨的氣候特征,來臨快、強(qiáng)度大;當(dāng)夏季風(fēng)盛行時(shí),則表現(xiàn)為高溫、潮濕和多雨的氣候特征,季風(fēng)來臨慢、強(qiáng)度弱。3.南亞季風(fēng)(大綱1.6.2.3)南亞季風(fēng)主要是由于行星風(fēng)帶的季節(jié)性位移(南半球東南信風(fēng)帶越過赤道)引起的,其次也有海陸熱力差異和青藏高原大地形的影響。南亞季風(fēng)是世界上最著名的季風(fēng),季風(fēng)區(qū)域包括北印度洋及其周圍的東非、西南亞、南亞、中印半島一帶,并與東亞季風(fēng)區(qū)相連。南亞季風(fēng)以印度半島和北印度洋表現(xiàn)最顯著,因此,又稱印度季風(fēng)。夏季,全球風(fēng)帶和氣壓帶北移,南半球的東南信風(fēng)越過赤道進(jìn)入北半球之后,受地轉(zhuǎn)偏向力作用轉(zhuǎn)變?yōu)槲髂巷L(fēng)。與此同時(shí),亞洲南部大陸形成印度低壓,而此時(shí)南半球?yàn)槎?,澳大利亞高壓發(fā)展,并與南印度洋副熱帶高壓合并加強(qiáng),位置偏北,使這一地區(qū)由南向北的氣壓梯度加大,南來氣流跨越赤道后,形成西南風(fēng)。這樣,西南信風(fēng)與西南季風(fēng)迭加在一起,造成了北印度洋夏季的西南風(fēng)特別強(qiáng)大,成為世界海洋上最著名的狂風(fēng)惡浪區(qū)之一。另外,印度半島的岬角效應(yīng)和青藏高原大地形的存在對(duì)維持和加強(qiáng)南亞夏季風(fēng)起了重要作用。7~8月份風(fēng)力達(dá)8~9級(jí),并伴有暴雨,給船舶的安全航行造成一定困難,9~10月份開始減弱。阿拉伯海的風(fēng)大于孟加拉灣,尤其是索科特拉島南側(cè)的北印度洋,西南風(fēng)特別大,是世界上最著名的狂風(fēng)惡浪區(qū)之一。冬季,行星風(fēng)帶南移,赤道低壓帶移到南半球,亞洲大陸高壓強(qiáng)大,其南部的東北風(fēng)就成為亞洲南部的冬季風(fēng)。因?yàn)閬喼弈喜窟h(yuǎn)離大陸高壓中心,并有青藏高原的阻擋,再加上印度半島面積相對(duì)較小,緯度較低,海陸之間氣壓梯度較弱,所以,冬季風(fēng)不強(qiáng)。自11月至次年4月,北印度洋在東北季風(fēng)控制下,風(fēng)力一般為3~4級(jí),被稱為北印度洋航海的“黃金季節(jié)”。在冬季風(fēng)最盛期,季風(fēng)區(qū)可越過赤道轉(zhuǎn)變?yōu)槲鞅奔撅L(fēng),可影響到10S以北的海域。南亞季風(fēng)和東亞季風(fēng)一樣也是冬季干燥,夏季潮濕,但是它和東亞季風(fēng)有一個(gè)明顯差別,即南亞夏季風(fēng)比冬季風(fēng)強(qiáng)。每年5月由冬季風(fēng)轉(zhuǎn)為夏季風(fēng),而10月由夏季風(fēng)轉(zhuǎn)為冬季風(fēng)。4.其它地區(qū)的季風(fēng)(大綱1.6.2.4)(1)北澳、印尼和伊里安的季風(fēng)遠(yuǎn)比亞洲季風(fēng)弱。夏季(12~3月)多為西北季風(fēng),冬季(6~9月)多吹東南風(fēng)。(2)西非的季風(fēng)從塞內(nèi)加爾到塞拉里昂的西非沿岸一帶,有西南季風(fēng)與東北季風(fēng)交替的現(xiàn)象。夏季(5~8月)吹西南季風(fēng),其余時(shí)間為東北季風(fēng)。(3)北美與南美的季風(fēng)在北美大陸東岸與南岸具有類似季風(fēng)的風(fēng)向轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,但除得克薩斯地區(qū)外,并不十分明顯。得克薩斯冬季(10~4月)吹北風(fēng),夏季吹南風(fēng)。在北美東岸和西北大西洋冬季具有類似季風(fēng)的西北風(fēng),而在夏季轉(zhuǎn)為西南風(fēng),冬夏風(fēng)向轉(zhuǎn)變不甚明顯。在南美洲,只有巴西東海岸有較明顯的季風(fēng),從布立科角到南回歸線,7月份為東南風(fēng),1月份則為東北風(fēng)或東風(fēng)。1.海陸風(fēng)由海陸熱力差異而產(chǎn)生的具有明顯日變化的周期性風(fēng)系稱為海陸風(fēng)環(huán)流。白天近地面層的風(fēng)由海洋吹向陸地叫海風(fēng)(Seabreeze),夜晚風(fēng)由陸地吹向海洋叫陸風(fēng)(Landbreeze)。海陸風(fēng)可以出現(xiàn)在不同緯度的沿岸地區(qū),但以熱帶地區(qū)最為突出。海風(fēng)比陸風(fēng)強(qiáng),海風(fēng)可達(dá)5~6m/s,陸風(fēng)只有2~3m/s;海風(fēng)的水平范圍和垂直厚度也比陸風(fēng)大。海風(fēng)和陸風(fēng)的轉(zhuǎn)換時(shí)間隨地區(qū)和天氣條件而異。通常,海風(fēng)始于8~11時(shí),到13~15時(shí)最強(qiáng),日落后明顯減弱,20時(shí)后轉(zhuǎn)為陸風(fēng)。如果是陰天,海風(fēng)出現(xiàn)的時(shí)間要向后延遲,有時(shí)到中午12時(shí)左右才出現(xiàn),強(qiáng)度也明顯減弱。在海風(fēng)和陸風(fēng)交替期間可暫時(shí)出現(xiàn)靜風(fēng),在低緯地區(qū),特別是傍晚無風(fēng)時(shí),使人有異常悶熱之感。2.山谷風(fēng)在山區(qū),白天自谷底沿山坡吹向山頂?shù)娘L(fēng)稱為谷風(fēng);夜間自山頂沿山坡吹向谷底的風(fēng)稱為山風(fēng)。谷風(fēng)一般在日出后9~10時(shí)開始,午后最強(qiáng);日落后山風(fēng)開始,逐漸增強(qiáng),到日出前最強(qiáng)。通常,谷風(fēng)比山風(fēng)強(qiáng)。山谷風(fēng)在夏季較明顯,冬季較弱。在我國沿海,不少港口都能觀測(cè)到明顯的海陸風(fēng)。有些港口因受地形影響,海陸風(fēng)與山谷風(fēng)往往同時(shí)出現(xiàn),由于兩者迭加作用的結(jié)果使向岸風(fēng)(海風(fēng)十谷風(fēng))和離岸風(fēng)(陸風(fēng)十山風(fēng))都相當(dāng)顯著。例如,秦皇島和連云港就是如此。1.繞流和阻擋作用當(dāng)氣流遇到孤立的山峰與島嶼時(shí),有繞山峰兩側(cè)而過的現(xiàn)象,并且在迎風(fēng)面風(fēng)速增強(qiáng),在背風(fēng)面風(fēng)速減弱。在背風(fēng)面還會(huì)產(chǎn)生氣旋式和反氣旋式渦流。2.峽管效應(yīng)當(dāng)氣流從開闊地區(qū)進(jìn)入峽口時(shí),而產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng),稱為峽谷風(fēng)。通常氣流從開闊海面進(jìn)入嗽叭口式地形時(shí),氣流的橫截面積減小,由于空氣質(zhì)量不能在此堆積,于是氣流加速運(yùn)動(dòng),從而使風(fēng)速明顯加大,風(fēng)向被迫改變?yōu)檠貚{谷走向,這是一種峽管效應(yīng)。3.岬角效應(yīng)因陸地(如山脈盡頭或半島附近)向海中突出造成氣流輻合,流線密集,風(fēng)力明顯增強(qiáng),稱為岬角效應(yīng)。如南非的好望角,是個(gè)令航海者生畏的地方,由于岬角效應(yīng)助長(zhǎng)咆哮西風(fēng)帶上的狂風(fēng)惡浪。我國山東半島的成山頭附近海面,由于岬角效應(yīng)偏北風(fēng)通常比周圍要大1~2級(jí)左右,有中國的好望角之稱。4.海岸效應(yīng)因摩擦作用,當(dāng)氣流沿海岸線方向流動(dòng)時(shí),如果陸地在氣流方向的右側(cè),流線會(huì)變密,氣流增強(qiáng);反之,如果陸地在氣流方向的左側(cè),流線會(huì)變疏,氣流減弱。在世界海域上,南半球中高緯咆哮的西風(fēng)帶是著名的狂風(fēng)惡浪海域,尤其在南非的好望角和南美的合恩角風(fēng)浪更大。在冬季北大西洋中高緯度海域、北太平洋中高緯度海域和夏季北印度洋海域也是典型的狂風(fēng)惡浪海域。另外,比斯開灣和一些海峽風(fēng)浪均比較大。我國海域冬季常盛行偏北大風(fēng),其中渤海、黃海多西北風(fēng),東海主要為北風(fēng),臺(tái)灣海峽和南海多東北大風(fēng)。夏季,渤海、黃海東海主要吹東南風(fēng),臺(tái)灣海峽和南海多吹西南風(fēng)。1.垂直運(yùn)動(dòng)與天氣垂直運(yùn)動(dòng)包括上升和下沉運(yùn)動(dòng)。空氣在垂直運(yùn)動(dòng)中,體積會(huì)發(fā)生很大變化,從而引起溫度的改變、水分的凝結(jié)或蒸發(fā)。垂直運(yùn)動(dòng)可使大氣中的水分、熱量、塵埃等在垂直方向上發(fā)生交換。此外,空氣的垂直運(yùn)動(dòng)與空氣的水平運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系,凡是有強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)的地方往往都伴有低氣壓和大風(fēng)、陰雨等惡劣天氣。2.垂直運(yùn)動(dòng)的類型(1)對(duì)流對(duì)流是熱力作用下引起的暖濕空氣上升、干冷空氣下沉的垂直運(yùn)動(dòng),又稱熱對(duì)流。對(duì)流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是水平范圍較小,持續(xù)時(shí)間較短,垂直速度大。它可造成雷暴云,產(chǎn)生陣性降水、雷雨大風(fēng)或冰雹等不穩(wěn)定天氣。(2)水平輻散、輻合引起的垂直運(yùn)動(dòng)低層水平氣流輻散引起下沉運(yùn)動(dòng),低層水平氣流輻合引起上升運(yùn)動(dòng)。這類垂直運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的特點(diǎn)是水平范圍大,垂直速度小。(3)鋒面上的垂直運(yùn)動(dòng)在鋒面上,大規(guī)模暖空氣沿鋒面滑升而產(chǎn)生的垂直運(yùn)動(dòng)。這類上升運(yùn)動(dòng)是由冷、暖空氣中垂直于鋒面的風(fēng)速大小及鋒面坡度決定的。(4)地形引起的垂直運(yùn)動(dòng)寬廣深厚的氣流遇到獨(dú)立的山脈阻擋時(shí),它會(huì)分成兩部分:一部分越山而過;另一部分繞山而行。在山的迎風(fēng)坡氣流輻合,產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng),常形成地形云和降水。在背風(fēng)坡氣流輻散,產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)。(5)湍流引起的垂直運(yùn)動(dòng)大氣中的湍流也能產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng),可以形成層云、霧或毛毛雨。1.垂直運(yùn)動(dòng)中氣溫的絕熱變化在絕熱條件下空氣狀態(tài)的變化過程稱為絕熱過程。干空氣或未飽和濕空氣塊的溫度隨高度的遞減率稱為干絕熱直減率(γd)。研究表明,在干絕熱過程中,氣塊溫度的變化惟一取決于氣壓的變化??梢酝瞥?,干絕熱直減率為常數(shù),即每升高100m,溫度下降1℃;反之,每下降100m,溫度升高1℃。濕空氣塊的溫度隨高度的遞減率稱為濕絕熱直減率(γm)。可以證明,對(duì)于濕絕熱過程而言,恒有濕絕熱直減率小干絕熱直減率。濕絕熱直減率不是常數(shù),而是隨氣壓和溫度改變的,通常取為0.5℃/100m或0.6℃/100m。2.焚風(fēng)焚風(fēng)是一種干熱風(fēng),發(fā)生在山的背風(fēng)面。當(dāng)空氣在山的迎風(fēng)面上升時(shí),空氣達(dá)到飽和按濕絕熱直減率冷卻,并產(chǎn)生降水??諝庠竭^山頂沿背風(fēng)坡下降時(shí),又按較大的干絕熱直減率增溫。初春的焚風(fēng)可使積雪融化,夏末的焚風(fēng)可使糧食與水果早熟。強(qiáng)大的焚風(fēng)還可能導(dǎo)致森林起火和農(nóng)作物受損。1.大氣穩(wěn)定度的概念大氣穩(wěn)定度又稱靜力穩(wěn)定度或大氣層結(jié)穩(wěn)定度。在靜止大氣中,當(dāng)某一氣塊受到外力作用在垂直方向產(chǎn)生擾動(dòng)后,若周圍大氣有使它返回起始位置的趨勢(shì)時(shí),大氣層結(jié)是穩(wěn)定的;若周圍大氣有使該氣塊更加遠(yuǎn)離起始位置的趨勢(shì)時(shí),大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的;若氣塊隨時(shí)都與周圍大氣取得平衡時(shí),這種大氣層結(jié)稱為中性。由此可見,大氣層結(jié)穩(wěn)定度是指氣塊受任意方向的力擾動(dòng)后,周圍大氣使氣塊具有返回或遠(yuǎn)離起始平衡位置的趨勢(shì)和程度。2.大氣穩(wěn)定度判據(jù)通常用γ表示周圍環(huán)境空氣的溫度直減率,用γd表示上升空氣塊的干絕熱直減率,用γm表示濕絕熱直減率。對(duì)于干空氣或未飽和濕空氣,當(dāng)γ>γd時(shí)層結(jié)不穩(wěn)定;當(dāng)γ<γd時(shí)層結(jié)穩(wěn)定;當(dāng)γ=γd時(shí)層結(jié)為中性。同理可以得知,對(duì)于飽和濕空氣,當(dāng)γ>γm時(shí)為不穩(wěn)定;當(dāng)γ<γm時(shí)為穩(wěn)定;當(dāng)γ=γm時(shí)為中性。綜上所述,當(dāng)γm>γd時(shí),必然γ>γm,大氣層結(jié)無論對(duì)于干絕熱過程還是濕絕熱過程都是不穩(wěn)定的,稱為絕對(duì)不穩(wěn)定;當(dāng)γ<γm時(shí),必然γ<γd,無論對(duì)于濕絕熱過程還是干絕熱過程都是穩(wěn)定的,稱為絕對(duì)穩(wěn)定;當(dāng)γm<γ<γd時(shí),層結(jié)對(duì)于干絕熱過程是穩(wěn)定的,但對(duì)濕絕熱過程上卻是不穩(wěn)定的,稱為條件性不穩(wěn)定。1.逆溫的定義和種類氣溫隨高度增加而不變或上升的現(xiàn)象,稱為逆溫。根據(jù)形成逆溫的不同過程,可將逆溫分為5種。夜間因下墊面強(qiáng)烈的輻射冷卻形成的逆溫稱為輻射逆溫;暖空氣流到冷的下墊面上產(chǎn)生的逆溫稱為平流逆溫;由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫稱為湍流逆溫;當(dāng)高空下沉空氣絕熱增溫,相對(duì)于近地層空氣形成下冷上暖的逆溫稱為下沉逆溫;由于鋒面上下冷暖空氣的溫度差異而形成的逆溫稱為鋒面逆溫。2.逆溫對(duì)天氣的影響逆溫的存在好像一個(gè)蓋子,能有效地抑制對(duì)流的發(fā)展,阻擋水汽和塵埃等向上傳送和擴(kuò)散。當(dāng)近地面層有逆溫時(shí),易產(chǎn)生霧或低云等天氣,能見度較差,人類活動(dòng)排放的煙霧和有害氣體集中在近地面層,造成嚴(yán)重的大氣污染。由此可見,大氣中的逆溫對(duì)天氣有重要影響。霧是由浮游在近地面層中的微小水滴或冰晶組成的凝結(jié)物。一般將水平能見度在0.5~5nmile范圍的霧稱輕霧,小于0.5nmile的霧稱濃霧。霧的形成與云一樣,都是發(fā)生在大氣中的水汽凝結(jié)現(xiàn)象,只是云懸浮在空中,霧貼近地表面,因此可以把霧看成地面上的云。凡是在有利于空氣低層冷卻的地區(qū),如果水汽充分,風(fēng)力適度,大氣層結(jié)穩(wěn)定,并有大量的凝結(jié)核存在,便最容易生成霧。霧是影響海面能見度的主要因子,無論在海上還是港口,當(dāng)發(fā)生濃霧時(shí)能見度十分惡劣,使船舶雷達(dá)等現(xiàn)代化導(dǎo)航儀器受到影響,導(dǎo)致偏航、擱淺、觸礁和碰撞等事故發(fā)生。據(jù)世界海事組織統(tǒng)計(jì),有60~70%的海上事故與霧有關(guān)系。因此,為了避免或減少霧中航行事故,海上避碰規(guī)則中專門制定了船舶在能見度不良時(shí)的行動(dòng)規(guī)則。1.平流霧的定義當(dāng)暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面時(shí),下墊面的冷卻作用使空氣達(dá)到過飽和、發(fā)生凝結(jié)而形成的霧稱為平流霧。海洋中冷、暖海流之間或海陸沿岸,只要風(fēng)向適當(dāng),即空氣從暖區(qū)吹向冷區(qū),都可能在冷的下墊面上形成平流霧。平流霧是海上出現(xiàn)最多、對(duì)航海影響最大的一種霧,故又稱為海霧(Seafog)。2.平流霧的形成條件(1)冷的海面和適當(dāng)?shù)暮?氣溫差:研究表明,在北太平洋海霧發(fā)生的區(qū)域大致限于表層水溫低于20℃的冷海面上,高于20℃的海區(qū),霧逐漸減少,超過25℃等溫線的海區(qū),不再有霧。適當(dāng)?shù)暮?氣溫差也是平流霧形成的條件之一。大量觀測(cè)表明,海霧主要集中發(fā)生在海氣溫差為0~6C的范圍內(nèi),其中2~3C左右時(shí)霧出現(xiàn)的概率最大。(2)適宜的風(fēng)場(chǎng):一般認(rèn)為2~4級(jí)風(fēng)有利于平流霧的發(fā)展。從暖區(qū)吹向冷區(qū)的風(fēng)向應(yīng)與表層海水等溫線垂直或接近垂直最有利于平流霧形成。因此,北半球偏南風(fēng)、南半球偏北風(fēng)是形成平流霧的適宜風(fēng)向。例如,我國近海產(chǎn)生平流霧的有利風(fēng)向通常為S~SE~E,其中北方海域主要是南風(fēng)或東南風(fēng),南海沿岸多偏東風(fēng)。而在英吉利海峽則為西南風(fēng)。(3)充沛的水汽:源源不斷的暖濕空氣輸送,對(duì)平流霧的生成、發(fā)展與維持都是十分重要的。(4)低層逆溫層結(jié):海霧是在穩(wěn)定的大氣層結(jié)中產(chǎn)生和維持的。當(dāng)暖空氣到達(dá)較冷的水面時(shí),低層通過湍流發(fā)生溫濕交換,從而使大氣層結(jié)趨向穩(wěn)定并產(chǎn)生逆溫。低層逆溫能有效地抑制大氣中對(duì)流的發(fā)展,使水汽和凝結(jié)核大量聚集在低層大氣中,對(duì)霧的形成和維持極為有利。3.平流霧的消散平流霧消散的原因主要是環(huán)流形勢(shì)發(fā)生演變引起風(fēng)向、風(fēng)速的改變,或者降水、增溫等使平流霧維持的條件遭到了破壞。總之,平流霧消散的條件可以歸納為:①風(fēng)向突變,風(fēng)力增大;②水溫下降,溫差拉大;③冷鋒過境;④層結(jié)變?yōu)椴环€(wěn)定。4.平流霧的特點(diǎn)(1)濃度和厚度大;(2)水平范圍廣;(3)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);(4)大洋中沒有明顯的日變化。一日之中任何時(shí)刻都可能產(chǎn)生平流霧,在大洋中沒有明顯的日變化,但在沿海、港口和島嶼等淺海地區(qū)卻有明顯的日變化。(5)隨風(fēng)飄移,常伴有較多的層云。1.輻射霧定義在晴朗微風(fēng)而又比較潮濕的夜間,地面輻射冷卻使近地面溫度下降,當(dāng)氣溫降低到露點(diǎn)或露點(diǎn)以下時(shí)達(dá)到飽和凝結(jié)而形成的霧稱為輻射霧(Radiationfog)。因此,輻射霧是一種典型的“陸霧”,在海面上通常不能產(chǎn)生。輻射霧出現(xiàn)在晴朗、微風(fēng)、近地面水汽比較充沛的夜間或早晨,日出后,隨著地面溫度上升,空氣又回復(fù)到未飽和狀態(tài),霧滴也就立即蒸發(fā)消散。2.輻射霧的形成條件有利于形成輻射霧的條件是:(1)空氣中有充足的水汽;(2)天氣晴朗少云;(3)低層微風(fēng)(1~3m/s);(4)大氣層結(jié)穩(wěn)定。輻射霧多出現(xiàn)在高氣壓中心區(qū)的夜間,因此早晨出現(xiàn)輻射霧,常預(yù)示著當(dāng)天有個(gè)好天氣。氣象諺語"早晨地罩霧,盡管曬稻谷"、"十霧九晴"就是指的這種輻射霧。3.輻射霧的特點(diǎn)(1)輻射霧與平流霧相比其范圍、厚度均較??;(2)一年四季都能產(chǎn)生,尤以秋季和冬季最為頻繁;(3)具有明顯的日變化規(guī)律。輻射霧形成于夜間,日出前最濃,日出后隨著低層氣溫逐漸升高而減弱消散。(4)輻射霧有明顯的地方性。1.鋒面霧定義在鋒面上暖氣團(tuán)中產(chǎn)生的水汽凝結(jié)物(云滴或雨滴)落入冷氣團(tuán)內(nèi),經(jīng)蒸發(fā)使近地面的低層空氣達(dá)到飽和而凝結(jié)形成的霧,稱為鋒面霧(Frontalfog)。鋒面霧經(jīng)常發(fā)生在冷、暖空氣交界的鋒面附近,隨鋒面降水相伴而生,故又稱降水霧或雨霧。2.鋒面霧的形成條件鋒面霧最常形成于錮囚氣旋中和氣旋中暖鋒接近中心的部分。多在錮囚鋒兩側(cè)和暖鋒前產(chǎn)生,有時(shí)緩行冷鋒后也形成。3.鋒面霧的特點(diǎn)鋒面霧的范圍不大,濃度和厚度均小。鋒面霧隨鋒面和降水區(qū)的移動(dòng)而移動(dòng),持續(xù)時(shí)間較短,不受氣溫日變化的影響。1.蒸汽霧定義寒冷的空氣覆蓋在較暖的水面上,水汽蒸發(fā)進(jìn)入冷空氣,達(dá)到飽和、凝結(jié)形成的霧稱為蒸氣霧。蒸汽霧和鋒面霧統(tǒng)稱為蒸發(fā)霧(Steamfog)。2.蒸汽霧的形成條件深秋和冬季,陸面比水面冷。從陸面,特別是冰原上的寒冷空氣流到較暖的水面上,當(dāng)氣溫遠(yuǎn)低于水面溫度15℃以上,空氣層結(jié)穩(wěn)定時(shí),就會(huì)產(chǎn)生蒸汽霧。蒸汽霧多產(chǎn)生于極地冰蓋的邊緣、冰間水面以及亞洲和北美的東海岸。一般在南方的暖洋流進(jìn)到極地區(qū)域時(shí),極地的冷空氣覆蓋在暖水面上而形成蒸汽霧。此外,蒸汽霧的發(fā)生與風(fēng)速無關(guān),在5~40m/s的風(fēng)速中均觀測(cè)到蒸汽霧的發(fā)生。風(fēng)向改變可使蒸汽霧消散。3.蒸汽霧的特點(diǎn)蒸汽霧的特點(diǎn)是范圍和濃度不大,厚度薄,離水面幾米,有時(shí)遮不住大船桅桿,持續(xù)時(shí)間短,日變化明顯。蒸汽霧多限于高緯沿海、冰緣和冰間水邊較狹窄的水帶,稍遠(yuǎn)的地方就沒有這種霧。汽蒸汽霧一般多產(chǎn)生于清晨,日出后隨氣溫上升而慢慢消散。在世界海洋上霧區(qū)分布特點(diǎn):春夏多,秋冬少;中高緯多于低緯;大洋西海岸多于東海岸;大洋中央和赤道附近的熱帶海面上幾乎沒有霧;北大洋多于南大洋。主要霧區(qū)及出現(xiàn)的季節(jié)如下:1.日本北海道東部至阿留申群島一帶洋面常年多霧,是世界上最著名的霧區(qū)之一。平流霧多出現(xiàn)于夏季6~8月份,7月最盛。冬季這一區(qū)域鋒面氣旋活動(dòng)十分頻繁,多鋒面霧。遠(yuǎn)東和北美間的大圓航線正經(jīng)過這個(gè)霧區(qū),因終年多霧,冬季又多大風(fēng)浪,對(duì)航行極為不利。2.北美圣勞倫斯灣至紐芬蘭附近海面終年多霧,也是世界上最著名的霧區(qū)之一。春夏季平流霧最盛,霧區(qū)范圍很大,覆蓋整個(gè)北大西洋北部的歐美航線。冬季這個(gè)區(qū)域鋒面氣旋活動(dòng)頻繁,多鋒面霧。此外,冬季有來自高緯的強(qiáng)冷空氣吹向海面,常有蒸汽霧。3.挪威、西歐沿岸與冰島之間海面常年有霧。冬季,挪威和西歐沿海的鋒面霧也特別多。挪威沿岸多峽谷和港灣,秋冬季節(jié)多輻射霧和蒸汽霧。據(jù)統(tǒng)計(jì),英吉利海峽和北海水域發(fā)生的霧中碰撞事故在世界上堪稱榜首。4.阿根廷東部海面、塔斯馬尼亞與新西蘭之間的海面和馬達(dá)加斯加南部海面多平流霧。霧區(qū)不廣,多發(fā)生于南半球的夏季。5.加利福尼亞沿海、秘魯和智利沿海、北非加那利海面和南非西岸海面等信風(fēng)帶海洋的東岸多平流霧。每年春夏季霧較多,范圍和濃度都不大。6.北冰洋和南極洲沿岸冰緣、冰間水域以及中高緯大陸東海岸附近海面冬季多蒸汽霧。我國近海是北太平洋多霧區(qū)之一。主要以平流霧為主,鋒面霧和輻射霧次之。霧區(qū)的時(shí)空分布具有很強(qiáng)的區(qū)域性和季節(jié)性。1.地理分布我國海域北起渤海灣,南至北部灣,大致呈帶狀分布。霧區(qū)的帶狀范圍具有南窄北寬、南少北多的特點(diǎn)。相對(duì)多霧區(qū)有:①瓊州海峽和北部灣西北部年霧日20~30天;②臺(tái)灣海峽西部和福建沿海年霧日20~35天;③閩浙沿岸到長(zhǎng)江口一帶年霧日增加到50~60天以上;④山東半島南部成山頭和石島一帶海面霧最頻,年霧日超過80天,故有“霧窟”之稱;⑤從鴨綠江口到濟(jì)州島的朝鮮西部沿海年霧日達(dá)50多天。渤海是我國的內(nèi)海,暖流不易達(dá)到,因而霧相對(duì)較少。此外臺(tái)灣以東洋面、海南島榆林港以南終年受暖流控制,缺乏冷卻條件而基本無霧。2.季節(jié)變化我國沿海的霧隨著時(shí)間的推后,霧區(qū)從初春到盛夏由南向北推進(jìn),表現(xiàn)出南早北晚的特點(diǎn)。1.干濕球溫度表法干濕球溫度表的讀數(shù)差值大,意味著空氣中的相對(duì)濕度低,不會(huì)出現(xiàn)海霧;如果差值愈來愈小,說明相對(duì)濕度不斷增大,有向成霧的趨勢(shì)發(fā)展;當(dāng)干濕球溫度相同時(shí),說明空氣已達(dá)到飽和,就會(huì)出現(xiàn)海霧。實(shí)際在海上,相對(duì)濕度達(dá)到80%時(shí),就可能出現(xiàn)霧。2.露點(diǎn)、水溫圖解法當(dāng)水溫高于露點(diǎn)時(shí),無霧。當(dāng)露點(diǎn)高于水溫時(shí),海霧產(chǎn)生。研究結(jié)果表明:在露點(diǎn)、水溫曲線的交叉點(diǎn)之后,td-tw≥2℃時(shí),成霧的概率為80%;td-tw<2℃時(shí),霧會(huì)消散。3.利用天氣形勢(shì)判斷霧海霧的出現(xiàn)常與相應(yīng)天氣形勢(shì)有關(guān),適宜的天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的風(fēng)將源源不斷的暖濕空氣輸送到冷的海面上,大氣層結(jié)穩(wěn)定,便最容易生成霧。例如,在我國沿海出現(xiàn)海霧最常見的有利天氣形勢(shì)為氣旋和低槽東部、西北太平洋副熱帶高壓西伸脊西部、入海變性冷高壓西部和冷鋒或靜止鋒前部等四種天氣型式。1.海流的定義及分類海流是指海水大規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定的流動(dòng),是海水重要的普遍運(yùn)動(dòng)形式之一。海流一般是三維的,由于海洋的水平尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其垂直尺度,因此水平方向的流動(dòng)遠(yuǎn)比鉛直方向上的流動(dòng)強(qiáng)得多。習(xí)慣上常把海流的水平運(yùn)動(dòng)分量狹義地稱為海流,而其垂直分量稱為上升流和下降流。海流的主軸是指海流流動(dòng)方向上流速最大點(diǎn)的連線。海流的規(guī)模常用流幅來表示,流幅是指垂于主軸的水平寬度和上下厚度。海流的強(qiáng)弱常用平均流速或平均流量表示。海流的單位常用kn(節(jié))和nmile/d(海里/天)表示。海流是矢量,其方向以流的去向表示,通常以8方位或度數(shù)為單位。按照海流的成因,海流可以分為風(fēng)海流、梯度流、補(bǔ)償流和潮流等;按照海流本身的溫度與其所流經(jīng)海域的溫度高低,海流可以分為冷流、暖流和中性流;按照海流方向與海岸的相對(duì)位置,可以分為向岸流、離岸流和沿岸流。在海岸帶實(shí)測(cè)到的海流通常是潮流、風(fēng)海流、地轉(zhuǎn)流等迭加后的合成海流,可以分解為周期性的海流(潮流)和非周期性的海流(余流)。實(shí)際的海流往往是多種原因共同作用的結(jié)果,在近海通常以潮流為主,在外海則以風(fēng)海流為主。2.海流的表示方法海流多以矢量分布圖來表示,常用的有流場(chǎng)分布圖和海流頻率玫瑰圖。在無限深海中,由于地轉(zhuǎn)偏向力作用,表層風(fēng)海流的流向在北半球偏于風(fēng)去向之右約45,在北南球偏于風(fēng)去向之左約45。海流流向隨著深度的增加而逐漸向右(南半球向左)偏轉(zhuǎn),流速隨著深度的增加逐漸變小。到某一深度時(shí),流向與表層海流相反而流速僅為表層流速的5%。在淺海中,流向與海深、摩擦深度有關(guān),流向與風(fēng)向幾乎一致。地轉(zhuǎn)流也稱梯度流,它是指當(dāng)?shù)葔好妫êC妫┌l(fā)生傾斜時(shí),海水的水平壓強(qiáng)梯度力和水平地轉(zhuǎn)偏向力平衡時(shí)的穩(wěn)定海流。根據(jù)引起等壓面傾斜的原因不同,地轉(zhuǎn)流又可分為傾斜流和密度流兩種。傾斜流是指在不均勻的外壓場(chǎng)作用下的地轉(zhuǎn)流。在海洋上大氣壓分布不均勻,大河入海的河口或迎風(fēng)的海邊出現(xiàn)的海水不均勻堆積等引起的海面(等壓面)傾斜。觀測(cè)者若背傾斜流而立,則右邊等壓面高,左邊等壓面低(南半球相反)。流速大小與等壓面的傾斜程度有關(guān),傾斜度越大,水平壓力梯度也越大,流速就越大。由于海水密度分布不均勻引起的等壓面傾斜而產(chǎn)生的地轉(zhuǎn)流稱為密度流。觀測(cè)者若背密度流而立,則右邊等壓面高,密度?。囟雀撸蛔筮叺葔好娴?,密度大(溫度低)。在南半球則相反。海流的水溫低于它所流經(jīng)海域的水溫稱為冷流,亦稱寒流。通常由高緯度流向低緯度的海流為冷流,如拉布拉多冷流、親潮等。海流的水溫高于它所流經(jīng)海域的水溫稱為暖流。通常由低緯度流向高緯度的海流為暖流,如墨西哥灣流、黑潮等。海流的水溫與它所流經(jīng)海域的水溫基本一致,稱為中性流。通常沿東西方向流動(dòng)的多屬于中性流,如南、北赤道流等。1.風(fēng)浪由風(fēng)直接作用引起的水面波動(dòng),稱為風(fēng)浪。風(fēng)浪的生成、發(fā)展和消衰,取決于能量的獲取和消耗之間的數(shù)量關(guān)系,當(dāng)能量的收入大于支出時(shí),風(fēng)浪就成長(zhǎng)發(fā)展;反之,風(fēng)浪趨于衰減。風(fēng)浪的特征是周期較短、波長(zhǎng)短、波面不規(guī)則、波向與風(fēng)向一致。風(fēng)浪的大小不僅取決于風(fēng)速,還與風(fēng)時(shí)(狀態(tài)相同的風(fēng)作用的時(shí)間)、風(fēng)區(qū)(狀態(tài)相同的風(fēng)作用的海區(qū))、海區(qū)的形態(tài)特征以及海區(qū)地理位置等因子有關(guān)。風(fēng)浪成長(zhǎng)與風(fēng)速,風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)的關(guān)系:(1)風(fēng)速:一般風(fēng)速越大,產(chǎn)生的風(fēng)浪也越大。這只適用于風(fēng)時(shí)和風(fēng)區(qū)不受限制時(shí)。(2)風(fēng)時(shí):同一方向的風(fēng)連續(xù)作用的時(shí)間。一般對(duì)水面持續(xù)作用的時(shí)間越長(zhǎng),海水所獲得的動(dòng)能越大,風(fēng)浪也越大。(3)風(fēng)區(qū):指風(fēng)在海上吹過的距離。風(fēng)區(qū)的大小對(duì)風(fēng)浪的成長(zhǎng)起著不可忽視的作用,風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度愈長(zhǎng),風(fēng)浪愈大;反之愈小。風(fēng)浪成長(zhǎng)的三種狀態(tài):(1)過渡狀態(tài):風(fēng)吹到大洋上,風(fēng)浪隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增大,風(fēng)浪的成長(zhǎng)取決于風(fēng)時(shí)長(zhǎng)短;(2)定常狀態(tài):指恒定的風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間吹在有限的水域上,使海面各點(diǎn)的風(fēng)浪要素趨于穩(wěn)定;(3)風(fēng)浪充分成長(zhǎng)狀態(tài):風(fēng)速越大,風(fēng)時(shí)越長(zhǎng),風(fēng)浪就越發(fā)展。但風(fēng)浪的發(fā)展不是無限的,當(dāng)波陡接近1/7時(shí),波浪開始破碎。這是因?yàn)轱L(fēng)傳給風(fēng)浪的能量,一部分用于增大波高,一部分消耗于渦動(dòng)摩擦。當(dāng)風(fēng)傳給風(fēng)浪的能量與渦動(dòng)摩擦消耗的能量相平衡時(shí),風(fēng)浪不再繼續(xù)增大,即風(fēng)浪達(dá)到極限狀態(tài),這種狀態(tài)稱為風(fēng)浪充分成長(zhǎng)。2.涌浪涌浪是指風(fēng)浪離開風(fēng)區(qū)后傳到遠(yuǎn)處,或風(fēng)區(qū)里的風(fēng)停息后所遺留下的波浪。涌浪又稱長(zhǎng)波。涌浪的特征是波形規(guī)則,波面光滑,波速較快,波長(zhǎng)和周期較大,波陡小。在涌浪傳播過程中,波高衰減的同時(shí),波長(zhǎng)和周期增大,波速加快(波速等于周期的1倍半),波長(zhǎng)長(zhǎng)的波(周期長(zhǎng))傳播速度快,波長(zhǎng)短的波(周期短)傳播速度慢。涌浪傳播速度往往比海上風(fēng)暴系統(tǒng)移動(dòng)快得多,常作為風(fēng)暴來臨前的先兆,故稱先行波。3.近岸浪風(fēng)浪或涌浪傳至淺水或近岸區(qū)域后,因受地形影響將發(fā)生波向折射和繞射、波高增大、波浪卷倒和破碎等一系列變化,稱為近岸浪(CoastalWave)或拍岸浪。1.有效波高和浪級(jí)通常在波浪分析圖上繪制等波高線所依據(jù)的數(shù)值(HE),是風(fēng)浪波高(HW)和涌浪波高(HS)的合成波高,即:(2-2-1)在波浪預(yù)報(bào)圖中繪制等波高線所依據(jù)的數(shù)值采用有效波高(H1/3),是利用波譜分析等理論方法計(jì)算出來的。海面波高極不規(guī)則,連續(xù)觀測(cè)一列波,按波高大小依次排列,其中前1/3較大波的平均波高稱為有效波高,以符號(hào)H1/3表示。利用同樣的方法還可以定義出H1/10、H1/100、H1/1000等統(tǒng)計(jì)波高。這些“部分大波平均波高”可以表示出海浪的顯著部分或特別顯著部分的狀態(tài)。設(shè)有效波高H1/3為一個(gè)單位,則其他幾種統(tǒng)計(jì)波高與H1/3的比值如下::0.63;H1/3:1.0;H1/10:1.27;H1/100:1.61;H1/1000:1.94由此可知,H1/3大于平均波高,在100個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高超過H1/3的1.5倍稍多些,在1000個(gè)連續(xù)波中有一個(gè)大波的波高接近H1/3的2倍。在實(shí)際工作中,根據(jù)浪高大小將海浪分為10個(gè)等級(jí)。各浪級(jí)名稱和對(duì)應(yīng)的浪高見表2-2-1。表2-2-1浪級(jí)表(wavescale)浪級(jí)風(fēng)浪名稱波高(m)0無浪Calm-glassy0.01微浪Calm-rippled<0.12小浪Smooth-Wavelets0.1~0.53輕浪Slight0.5~1.254中浪Moderate1.25~2.55大浪Rough2.5~4.06巨浪Veryrough4.0~6.07狂浪Highsea6.0~9.08狂濤Veryhighsea9.0~14.09怒濤Plenomenalsea>14.02.流波效應(yīng)和水-氣溫差對(duì)波浪的影響(1)流波效應(yīng)理論和實(shí)踐都證明,海流對(duì)波浪有顯著影響,稱為流波效應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)海流流速為2~3kn,風(fēng)速為10~15m/s時(shí),波浪和海流反向或接近于反向的情況下,其波高比無流時(shí)大20%~30%左右,并產(chǎn)生部分波浪破碎或全部破碎。當(dāng)波浪與海流同向時(shí),波長(zhǎng)增大,波高減??;當(dāng)流速遠(yuǎn)小于波速時(shí),可不必考慮流的影響。(2)水-氣溫差研究表明,在風(fēng)速相同的條件下,氣溫低于水溫時(shí),波高將增大。據(jù)統(tǒng)計(jì),嚴(yán)冬季節(jié),氣溫比水溫每低1℃,波高平均以5%的比率增高。例如,冬季的北太平洋上,在日本以東的黑潮流域,水、氣溫差可達(dá)5~10℃以上,再加上流波效應(yīng),有時(shí)出現(xiàn)比預(yù)料高2~3倍的異常大浪,是海事多發(fā)的海域,有“魔鬼海域”之稱,船舶應(yīng)盡量避開這個(gè)區(qū)域。我國近海的浪主要受季風(fēng)影響。冬季,黃海和渤海主要多西北浪和北浪,平均波高1~1.5m,最大波高可達(dá)7.0~7.5m,大浪頻率5~15%;東海主要多北浪和東北浪,平均波高1.5~2.3m,最大波高可達(dá)7.5~8.0m,大浪頻率20~40%;南海主要多東北浪,平均波高1.5~2.5m,最大波高可達(dá)7.5~8.0m,大浪頻率15~30%。春季,南海仍多東北浪,平均波高1.0~1.5m,大浪頻率10~20%;黃海、渤海和東海浪向多變,相對(duì)多南浪、西南浪、東南浪和東浪,平均波高0.8~1.8m,黃、渤海相對(duì)較小,東海大浪頻率可達(dá)10~20%。夏季,黃海、渤海和東海主要多東南浪和南浪,平均波高1.0~1.4m,黃、渤海大浪頻率≤3%,東海大浪頻率5~10%;南海主要多西南浪和南浪,平均波高1.0~1.5m,大浪頻率5%。秋季,浪向多變,渤海主要多西北浪和北浪,平均波高1.1~1.4m,大浪頻率6~8%;黃海和東海多北浪和東北浪,黃海平均波高1.0~1.5m,大浪頻率6~10%;東海平均波高1.3~2.2m,大浪頻率20~35%;南海主要多東北浪和東浪,平均波高1.2~2.0m,大浪頻率10~25%。臺(tái)灣海峽東北浪占優(yōu)勢(shì),頻率高達(dá)62%,最大波高可達(dá)9.5m??傊镜湫偷拇罄藚^(qū)有山東半島成山頭附近海域、朝鮮濟(jì)州島以南海域、日本琉球群島西側(cè)海域、臺(tái)灣海峽和臺(tái)灣以東海域。夏季風(fēng)浪較小,但有熱帶氣旋活動(dòng)時(shí),可造成巨浪和大的涌浪。1.海嘯由火山爆發(fā)、海底地震引起海底大面積升降,以及沿海地帶山崩和滑坡等造成的巨浪,稱為海嘯。一般在外海中海嘯坡度甚小,很難觀測(cè)到它。但海嘯進(jìn)入大陸架后,因深度急聚變淺,能量集中,引起振幅增大,并能誘發(fā)出以邊緣波形式傳播的一類長(zhǎng)波。當(dāng)海嘯波在灣口和灣內(nèi)反復(fù)發(fā)生反射時(shí),往往誘發(fā)出灣內(nèi)海水的固有振動(dòng),使波高激增。這時(shí)可出現(xiàn)波高為10~15m的大波和造成波峰倒卷,甚至發(fā)生水滴濺出海面的現(xiàn)象。濺出的水珠有時(shí)可高達(dá)50m以上。在環(huán)太平洋地震帶的西北太平洋海域,更是發(fā)生地震海嘯的集中區(qū)域。海嘯主要分布在日本太平洋沿岸、夏威夷群島、中南美和北美。中國是一個(gè)多地震國,但海嘯卻不多見。2.風(fēng)暴潮由熱帶氣旋、溫帶氣旋、寒潮冷高壓的強(qiáng)風(fēng)作用和氣壓驟變等強(qiáng)烈的天氣系統(tǒng)引起的海面異常升降現(xiàn)象,叫風(fēng)暴潮,又稱風(fēng)暴增水或氣象海嘯。通常把風(fēng)暴潮分為溫帶氣旋引起的溫帶風(fēng)暴潮和熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))引起的熱帶風(fēng)暴潮兩類。溫帶風(fēng)暴潮多發(fā)生在春秋季節(jié),中緯度沿海各地都可以見到。中國北部海區(qū)在北方冷高壓配合南方低壓(槽)的天氣形勢(shì)影響下發(fā)生的風(fēng)暴潮。熱帶風(fēng)暴潮常見于夏秋季節(jié),總伴有急劇的水位變化。凡是熱帶氣旋影響的沿海地區(qū)均有熱帶風(fēng)暴潮的發(fā)生。中國東南沿海也是這類風(fēng)暴潮的多發(fā)地區(qū)。我國的風(fēng)暴潮雖遍及沿海,但由北到南主要集中地段是渤海灣、萊州灣、江蘇小洋河口至浙江北部的海門、溫州、臺(tái)州、沙埕及福建的閩江口、廣東汕頭至珠江口、雷州半島東岸以及海南島東北部沿海。1.定義在廣大空間里存在著水平方向上物理屬性(主要指溫度、濕度和穩(wěn)定度等)相對(duì)均勻的大塊空氣,稱為氣團(tuán)。它的水平范圍從幾百到幾千千米,垂直范圍從幾千米到十幾千米。在同一氣團(tuán)內(nèi),氣象要素(如溫度)的變化相對(duì)比較小。水平溫度梯度一般小于1~2℃/100km。2.氣團(tuán)的形成氣團(tuán)形成需要具備兩個(gè)條件:(1)具備大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面,如遼闊的海洋、無垠的沙漠、冰雪復(fù)蓋的大陸和極區(qū)等都可成為氣團(tuán)形成的源地。(2)具備使大范圍空氣能較長(zhǎng)時(shí)間停留在均勻的下墊面上的環(huán)流條件,以使空氣能有充分時(shí)間與下墊面進(jìn)行熱量和水汽等交換,取得與下墊面相近的物理特性。3.氣團(tuán)的變性氣團(tuán)形成的地區(qū),稱為氣團(tuán)源地。氣團(tuán)在源地形成后,隨著環(huán)流條件的變化,氣團(tuán)的屬性也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化,這種氣團(tuán)原有物理屬性發(fā)生改變的過程稱為氣團(tuán)變性。氣團(tuán)的變性過程通過湍流、大范圍垂直運(yùn)動(dòng)和蒸發(fā)、凝結(jié)、輻射等物理過程來實(shí)現(xiàn)。變性的快慢和變性程度的大小,取決于所流經(jīng)地區(qū)下墊面性質(zhì)與氣團(tuán)源地下墊面性質(zhì)差異的大小,離開源地時(shí)間的長(zhǎng)短以及空氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化等。根據(jù)氣團(tuán)形成源地的地理位置,對(duì)氣團(tuán)進(jìn)行分類,稱為氣團(tuán)的地理分類。按這種分類方法,將氣團(tuán)分成冰洋氣團(tuán)、極地氣團(tuán)、熱帶氣團(tuán)、赤道氣團(tuán)四大類。由于源地地表性質(zhì)不同,又將每種氣團(tuán)(赤道氣團(tuán)除外)分為海洋性和大陸性兩種,這樣,總共分為七種氣團(tuán)。1.冰洋大陸氣團(tuán)(Arcticcontinentalairmass)大致位于65°以上的極地大陸。天氣特點(diǎn)是溫度極低、氣壓高、濕度小、氣層穩(wěn)定。2.冰洋海洋氣團(tuán)(Arcticmaritimeairmass)大致位于65°以上的極地海洋。天氣特點(diǎn)與冰洋大陸氣團(tuán)相近。但夏季可以從海洋獲得一定的熱量和水汽。3.極地大陸氣團(tuán)(Polarcontinentalairmass)大致位于40°~70°緯度帶的大陸。低溫、干燥、天氣晴朗,氣團(tuán)低層有逆溫現(xiàn)象,空氣層結(jié)穩(wěn)定。4.極地海洋氣團(tuán)(Polarmaritimeairmass)大致位于40°~70°緯度帶的海洋。冬夏氣團(tuán)性質(zhì)有顯著不同。冬季低層接觸洋面,溫度較高,濕度較大,常伴隨多云,有時(shí)產(chǎn)生降水;夏季與極地大陸氣團(tuán)性質(zhì)差不多,對(duì)我國影響不大。5.熱帶海洋氣團(tuán)(Tropicalcontinentalairmass)大致位于10°~40°緯度帶的海洋。天氣特征是溫度高,濕度大,低層濕熱不穩(wěn)定,中層常有逆溫,高層干燥。6.熱帶大陸氣團(tuán)(Tropicalmaritimeairmass)大致位于10°~40°緯度帶的大陸。天氣特征是炎熱、干燥、晴朗少云,低層不穩(wěn)定。7.赤道氣團(tuán)(Equatorialairmass)大致位于南北緯10°以內(nèi)的洋面。具有高溫、高濕、層結(jié)不穩(wěn)定、多雷暴等的天氣特征。1.分類根據(jù)氣團(tuán)在移動(dòng)過程中與所經(jīng)下墊面的溫度對(duì)比或兩個(gè)氣團(tuán)之間的溫度差異,可分為冷氣團(tuán)和暖氣團(tuán)兩大類。如果氣團(tuán)溫度低于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的叫冷氣團(tuán);相反,如果氣團(tuán)溫度高于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的叫暖氣團(tuán)。兩氣團(tuán)相遇時(shí),溫度相對(duì)高的稱暖氣團(tuán),溫度相對(duì)低的稱冷氣團(tuán)。2.暖氣團(tuán)的天氣特征暖氣團(tuán)一般含有豐富的水汽,氣壓低,容易形成云雨天氣。當(dāng)北半球暖氣團(tuán)向北移向冷區(qū)(高緯度)時(shí),不僅會(huì)使所經(jīng)之地變暖,而氣團(tuán)本身逐漸冷卻,氣溫直減率減小,氣層趨于穩(wěn)定,有時(shí)形成逆溫或等溫層,不利于對(duì)流的發(fā)展,往往呈現(xiàn)出穩(wěn)定性天氣。如果暖氣團(tuán)中湍流作用較強(qiáng),也可能形成層云、層積云,甚至毛毛雨、小雨等天氣。有時(shí),因?yàn)榈蛯涌諝庋杆倮鋮s,還會(huì)形成平流霧,所以暖氣團(tuán)中能見度通常比較差。特別是冬季,從南方海洋移入中國近海和大陸的暖氣團(tuán),是具有這種天氣的典型氣團(tuán)。如果暖氣團(tuán)中的水汽含量較少,天氣一般是少云或無云天氣。3.冷氣團(tuán)的天氣特征冷氣團(tuán)一般形成干冷天氣。當(dāng)北半球冷氣團(tuán)從源地向南移向暖區(qū)(低緯度)時(shí),不僅會(huì)使這個(gè)地區(qū)變冷,且氣團(tuán)低層因不斷吸熱而增溫,氣溫直減率增大,層結(jié)穩(wěn)定度減小,氣層往往趨于不穩(wěn)定,有利于對(duì)流的發(fā)展。冷氣團(tuán)中由于湍流、對(duì)流活躍,所以低層能見度一般較好。夏季,冷氣團(tuán)來自海洋,水汽含量較多,常形成積云或積雨云,甚至出現(xiàn)陣性大風(fēng)、陣性降水或雷暴天氣。冬季,冷氣團(tuán)中水汽含量通常較少,這時(shí)多為少云或碧空天氣。我國大部分地區(qū)處于中緯度,冷、暖氣流交綏頻繁,缺少氣團(tuán)形成的環(huán)流條件。因此,活動(dòng)在我國境內(nèi)的氣團(tuán),大多屬于外來的變性氣團(tuán)。冬半年我國主要受變性的極地大陸氣團(tuán)影響,來自西伯利亞和蒙古的冷空氣控制我國大部地區(qū),通常造成干燥、降溫、偏北大風(fēng)天氣。夏半年我國沿海主要受變性熱帶海洋氣團(tuán)影響,變性的熱帶海洋氣團(tuán)氣候特點(diǎn)是炎熱、潮濕、多雷雨。在我國西部地區(qū)主要受熱帶大陸氣團(tuán)影響,常出現(xiàn)干燥、炎熱、少雨的天氣。春季,變性的極地大陸氣團(tuán)和熱帶海洋氣團(tuán)兩者勢(shì)力相當(dāng),互有進(jìn)退,因此是鋒系及氣旋活動(dòng)最頻繁的時(shí)期。秋季,變性的極地大陸氣團(tuán)逐漸占主要地位,變性的熱帶海洋氣團(tuán)退居?xùn)|南海上,我國東部地區(qū)在單一的氣團(tuán)控制下,出現(xiàn)全年最宜人的秋高氣爽的天氣。1.鋒的定義鋒(Front)是冷暖氣團(tuán)之間的狹窄、傾斜的過渡帶。鋒的下面是冷氣團(tuán),上面是暖氣團(tuán),隨著地球自轉(zhuǎn),這個(gè)過度帶(交界面),向冷氣團(tuán)傾斜。鋒在近地面層中寬約數(shù)十千米,在高層可達(dá)200~400km。鋒與空中某一等壓面相交的區(qū)域稱為鋒區(qū)。在鋒區(qū)中溫度水平梯度特別大,等溫線密集,并隨高度向冷區(qū)傾斜。鋒面與地面相交而成的線,叫做鋒線。一般把鋒面和鋒線統(tǒng)稱為鋒。2.鋒的特征(1)鋒面坡度:鋒面在空間向冷區(qū)傾斜,是鋒的一個(gè)重要特征。一般鋒面的坡度約在1/50~1/200之間,由于鋒面坡度很小,鋒面所覆蓋的地區(qū)必然很大。(2)溫度場(chǎng):鋒區(qū)的水平溫度梯度比氣團(tuán)內(nèi)的溫度梯度大得多。鋒區(qū)內(nèi)垂直溫度梯度特別小,鋒面往往伴隨逆溫層。(3)氣壓場(chǎng):鋒一般處于氣壓槽中,或鋒處于兩個(gè)高壓之間氣壓相對(duì)較低的地區(qū),等壓線幾乎與鋒面平行。鋒面兩側(cè)的氣壓梯度是不連續(xù)的,等壓線通過鋒面有指向高壓的折角。(4)變壓場(chǎng):氣壓隨時(shí)間的變化量稱為變壓,氣壓場(chǎng)隨時(shí)間的變化即構(gòu)成變壓場(chǎng)。通常用三小時(shí)變壓來表示。暖鋒前出現(xiàn)負(fù)的三小時(shí)變壓,冷鋒后出現(xiàn)正的三小時(shí)變壓。錮囚鋒附近的正負(fù)變壓中心對(duì)稱于錮囚鋒線。(4)風(fēng)場(chǎng):鋒附近的風(fēng)場(chǎng)是同氣壓場(chǎng)相適應(yīng)的。在鋒線兩側(cè)的風(fēng)場(chǎng)具有明顯的氣旋性切變,即由鋒后到鋒前,風(fēng)向呈逆時(shí)針(北半球)方向變化。1.鋒的分類(1)在鋒面移動(dòng)過程中,冷氣團(tuán)勢(shì)力強(qiáng)占主導(dǎo)地位,推動(dòng)著鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)的鋒稱為冷鋒。冷鋒又因移動(dòng)速度快慢不同,分為緩行(一型)冷鋒和急行(二型)冷鋒。(2)在鋒面移動(dòng)過程中,暖氣團(tuán)勢(shì)力強(qiáng)起主導(dǎo)作用,推動(dòng)著鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)的鋒稱為暖鋒。(3)準(zhǔn)靜止鋒(Quasi-StationaryFront)是冷、暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng),互有進(jìn)退,鋒面在小范圍內(nèi)來回?cái)[動(dòng)的鋒。(4)在鋒面活動(dòng)過程中,冷鋒移速快于暖鋒,當(dāng)冷鋒追上暖鋒,或者兩條冷鋒迎面相遇,迫使兩鋒間暖氣團(tuán)被抬離地面,錮囚到高空,近地層由冷鋒后部的冷氣團(tuán)和暖鋒前的冷氣團(tuán)相接觸構(gòu)成的交界面,稱為錮囚鋒。2.暖鋒天氣暖鋒的坡度較小,約在1/150左右。氣溫逐漸升高,氣壓逐漸降低,鋒前出現(xiàn)負(fù)的三小時(shí)變壓。暖鋒典型云序?yàn)椋壕碓疲–i)、卷層云(Cs)、高層云(As)、雨層云(Ns)。暖鋒降水主要發(fā)生在雨層云內(nèi),多是連續(xù)性降水一般寬度為300~400km。在北半球暖鋒多呈西北-東南走向,鋒前吹E~SE風(fēng),鋒后吹S~SW風(fēng),鋒過境時(shí),風(fēng)向隨時(shí)間作順時(shí)針變化;在南半球,暖鋒線的走向多呈西南-東北,鋒前吹E~NE風(fēng),鋒后吹N~NW風(fēng),鋒過境時(shí)風(fēng)向作逆時(shí)針變化。在垂直方向上,一般暖鋒附近的冷、暖氣團(tuán)兩側(cè)均為上升運(yùn)動(dòng)。3.冷鋒天氣一型冷鋒(緩行冷鋒)移動(dòng)緩慢、鋒面坡度較?。ㄔ?/100左右)。氣溫逐漸降低,氣壓逐漸升高,鋒后出現(xiàn)正的三小時(shí)變壓。冷鋒云系的分布序列與暖鋒相反,云序依次為雨層云(Ns)、高層云(As)、卷層云(Cs)、卷云(Ci),而且云系和穩(wěn)定性降水區(qū)主要位于地面鋒附近及鋒后。二型冷鋒(急行冷鋒)移動(dòng)快、坡度大(1/40-1/80)。氣溫迅速降低,氣壓迅速升高。冷鋒后的冷氣團(tuán)勢(shì)力強(qiáng),移速快,猛烈地沖擊著暖空氣,形成積狀云帶,產(chǎn)生對(duì)流性降水天氣。夏季時(shí),空氣受熱不均,對(duì)流旺盛,冷鋒移來時(shí)常??耧L(fēng)驟起、烏云滿天、暴雨傾盆、雷電交加,氣象要素發(fā)生劇烈變化。在冬季,由于暖氣團(tuán)濕度較小、氣溫較低,不可能發(fā)展成強(qiáng)烈不穩(wěn)定天氣,只在鋒前方出現(xiàn)卷云、卷層云、高層云、雨層云等云系。當(dāng)水汽充足時(shí),地面鋒線附近可能有很厚、很低的云層和寬度不大的連續(xù)性降水。冷鋒在北半球多呈東北-西南走向,鋒前吹S~SW風(fēng),鋒后吹N~NW風(fēng)。鋒過境時(shí),風(fēng)向作順時(shí)針變化;在南半球,冷鋒多為東南-西北走向,鋒前吹N~NW風(fēng),鋒后吹S~SW風(fēng),鋒過境時(shí)風(fēng)向作逆時(shí)針變化。鋒前后風(fēng)速值的大小則主要取決于水平氣壓梯度的大小,一般冬季冷鋒后偏北風(fēng)較大,而夏季則較弱。在垂直方向上,緩行冷鋒的冷氣團(tuán)一側(cè)以下沉運(yùn)動(dòng)為主,暖氣團(tuán)一側(cè)多為上升運(yùn)動(dòng);急行冷鋒的冷空氣一側(cè)以下沉運(yùn)動(dòng)為主,暖空氣一側(cè)低層上升,高層下沉。4.準(zhǔn)靜止鋒天氣準(zhǔn)靜止鋒大多是由冷鋒演變而成的,坡度約為1/200。準(zhǔn)靜止鋒兩側(cè)氣溫和氣壓變化不大。準(zhǔn)靜止鋒云系依次為雨層云(Ns)、高層云(As)、卷層云(Cs)、卷云(Ci)。降水強(qiáng)度較小,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),降水區(qū)域大。如果暖氣團(tuán)濕度大而不穩(wěn)定,準(zhǔn)靜止鋒上也可能出現(xiàn)積雨云和雷陣雨天氣。準(zhǔn)靜止鋒多呈東西走向,北半球高緯一側(cè)多吹東北風(fēng),低緯一側(cè)多吹西南風(fēng)。南半球低緯一側(cè)多吹西北風(fēng),高緯一側(cè)多吹東南風(fēng)。5.錮囚鋒天氣錮囚鋒是由兩條鋒合并形成的,它的天氣必然會(huì)保持原來兩種鋒面的基本特征。如果錮囚鋒是由具有層狀云的兩條鋒合并的,那么錮囚鋒的主要云系也是層狀云,它近似對(duì)稱地分布在錮囚點(diǎn)的兩側(cè)。然而,錮囚鋒天氣并不是原有兩條鋒天氣的簡(jiǎn)單合并,而是上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展,利于云層增厚、降水增強(qiáng)、降雨區(qū)擴(kuò)大。鋒面移動(dòng)速度,取決于鋒面兩側(cè)垂直于鋒面風(fēng)速分量的大小和方向。當(dāng)鋒面前后風(fēng)向相同時(shí),垂直分量愈大,鋒面移速愈快,反之則慢。當(dāng)鋒面前后風(fēng)向相反時(shí),鋒面移速?zèng)Q定于垂直于鋒面的風(fēng)速差,風(fēng)速差愈大,鋒面移速愈快,反之則慢。當(dāng)無垂直于鋒面的風(fēng)速時(shí),鋒面呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)。在冬春季鋒面移動(dòng)較快,秋季次之,夏季較慢。一般說,冷鋒的移速在我國北方要比南方快,在西北地區(qū)移速最快,在華南移速最慢。當(dāng)鋒面的走向呈南北向時(shí),冷鋒從西北向東南的移速較快;當(dāng)鋒面走向呈東西向時(shí),冷鋒從北向南的移速較慢。暖鋒的移速較小,無一定規(guī)律。鋒面氣旋天氣,可以看成是以氣旋的空氣運(yùn)動(dòng)特征為背景的氣團(tuán)天氣與鋒面天氣的綜合。鋒面天氣不僅決定于氣旋溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu),還與空氣的穩(wěn)定度、水汽條件、高空環(huán)流形勢(shì)以及氣旋發(fā)展階段等因素有關(guān),而且隨地區(qū)、季節(jié)而有差異。從大量的個(gè)例中略去比較次要的差別,歸納出基本相同點(diǎn),便

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