天气学原理和方法

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个尺度较小 的环流圈, 在南亚高压中心附近为明显的上升气流,两侧的下沉支下抵 500 百帕 49 附近。 在南亚高压控制区中所出现的两个方向相反的垂直环流圈与青藏高原的加 热效应有关,是热力直接环流。 在纬向方向上, 35N 月平均的垂直环流的显著特征是在高原上升和在太平洋下 沿 沉,这一纬向环流丰要是高原与其东部海洋之间热力差异所引起的热力直接环 流。 以上特征表明南更高压及其附近的垂直环流与副热带高压具有显著不同的结 构。 40、南亚高压位于不同地理位置时环流结构具有什么不同的特征?P487 答:南亚高压位于不同地理位置时环流结构具有不同的特征: (1)当南亚高压位于云贵南部和中南半岛北部时(高原的东南边沿),500 百帕 以上各层等压面上的高压具有一般副热带高压的特征: 高压配合暖区, 下沉运动。 在 700~850 百帕气层中为低压区和上升运动。 (2)当南亚高压位于高原上空时,具有独特的温、压和环流结构:上层高压对 应下层低压,并与高温区配合,整层为上升运动,季风环流较强。 (3)当南亚高压位于我国东都上空时,它的结构具有一般副热带高压的结构特 征,在 100-850 百帕各层等压面上都是高压区,高压中心附近为下沉气流。 41、南亚高压的活动特征? 答: 南亚高压作为对流层上部大气环流的成员,其位置和强度都有明显的季节变 化。从南亚高压脊线的平均位置看,4 月在 15N,5 月在 23N,6 月在 28N,7 月 在 32N,8 月在 33N,9 月又退回到 28N 附近。 南压高压的位置不仅随季节有所变化, 而且在夏季期间还有明显的经度变化。 南亚高压在夏季期间的变动可分为三个基本的天气型过程:东部型过程,主要高 中心在 90E 以东, 维持时间在 5 天以上; 西部型过程, 主要高压中心在 90E 以西, 维持时间在 5 天以上: 带状型过程, 50-140E 之间有几个强定相当的高压中心, 在 维持时间较短,它属前两型的过渡型。当南亚高压为东部型时,500 百帕西太平 洋副热带高压常西伸北跳,588 线控制长江中下游,长江流域少雨,而西北、东 北地区一带多雨。当南亚高压为西部型时,500 百帕 588 线偏东偏南,雨带多在 长江流域。 42、南亚高压东、西部型的转换过程?P490 答: 南亚高压东部型和西部型的转换具有准双周东西振荡的特征。这种东西振荡 主要受加热场的变化和周围大气环流调整所制约。 夏季在南亚高压中心附近纬带 上有两个主要加热中心,一个位于高原上,另一个位于长江中下游地区。当长江 50 中下游梅雨期雨带中所释凝结潜热加热超过高原加热强度时, 南亚高压主要中心 稳定在我国东部上空, 南亚高压由西部型转为东部型。在东部型南亚高压环流控 制下,我国东部降水减少,至高原上的加热作用超过东部地区时,位于东部的南 亚高压中心减弱, 位于高原上的南亚高压中心增强,南亚高压又由东部型转为西 部型。若这种过程重复出现,便形成南亚高压中心的东西振荡。一些实例分析 南亚高压的每一次东西振荡都 与西风带的长波调整有关。当高原经度范围由长 波脊变为长波槽时, 南亚高压由西部型转为东部型,当高原经度范围由长波槽变 为长波脊时,南亚高压由东部型转为西部型。此外,热带环流的调整对南业高压 的东西振荡也有影响。 43、南亚高压脊线的位置和变动与我国主要雨带的位置和季节性变化有什么影 响?P490 答: 南亚高压脊线的位置和变动与我国主要雨带的位置和季节性变化有密切的关 系。南亚高压在 120E 的脊线从春到夏的季节转换中,共有四次明显的北跳。第 一次出现在 5 月 16 日前后,脊线跳过 20N;第二次在 6 月 5 一 10 日,脊线跨过 25N,长江流域进入梅雨期;第三次在 6、7 月之交,脊线由 28N 推进到 31N,第 四次出现在 7 月 10 一 15 日,脊线跳到 33N 以北,这时长江流域梅雨结束,进入 伏旱期。100 百帕南亚高压在 120E 的脊线比 500 百帕西太平洋副热带高压脊线 提早 10 天左右北跳, 而且 100 百帕高压脊线比 500 百帕高压脊线偏北 4—6 个纬 距,姓盛夏时要偏北 6~7 个纬距。可见,100 百帕等压面上南亚高压脊线的变 动对我国东部主要雨带的变动具有预报指示意义。 若初夏时南亚高压脊线比常年 偏北,提早跳到 25~30N 之间,江淮流域可能提前入梅,造成梅雨偏多。如果盛 夏时南压高压脊线比常年偏南,而稳定在 25~30N 之间,则会使出梅日期推迟, 也会形成梅雨偏多,甚至形成水涝。 第五节 44、什么是赤道辐合

带?P491 答:赤道辐合带又称热带辐合带、赤道锋,是南北半球两个副热带高压之间气压 最低、气流汇合的地带,也是热带地区主要的、持久的大型天气系统,有时甚至 可以环绕地球一圈。 45、赤道辐合带有哪两种类型? 答: 根据天气图上气流汇合的情况, 赤道辐合带可分为两种类型。 一种是无风带, 在辐合带中基本是静风,辐合带正处于东风带和西风带之间, 51 是东、西风的过渡带;另一种是信风带,它是东北信风与东南信风交汇成一条渐 近线形式的气流汇合、气压最低的地带。 46、西太平洋区赤道辐合带的演变过程分为哪两个不同的阶段或类型? 答: 赤道辐合带的短期变化主要表现为位置的移动以及强度的增强和减弱。西太 平洋区赤道辐合带的演变过程可分为两个不同的阶段或类型。 (1) 不活跃阶段(或不活跃型) (2) 活跃阶段(或活跃型) 47、赤道辐合带的结构?P493 答:赤道辐合带绝大多数是随高度向南倾斜的,也有几乎近于垂直的,向北倾斜 的极为少数。 赤道辐合带的湿度场多数呈舌状分布, 一般是其南侧湿度大于北侧, 但湿舌伸展高度往往是北侧大, 最高可达 300 百帕高度左右。辐合带的散度场分 布,高层以辐散为主,低层以辐合为主,但并非沿辐合线都是一致的。由于辐合 带低层辐合总是存在的, 而且它上面常有低涡或台风形成和发展,所以辐合带上 常有很活跃的天气现象出现,中南半岛、南海和华南一带的盛夏降水,常与辐合 带的活动有联系。 47、赤道辐合带的天气特征?P494 答: 辐合带的降水范围可达 200-800 公里宽。主要降水区一般般位于辐合带两侧 附近。 辐合带的天气分布是不连续的,最大降水区位于辐合最强的气旋性环流区 域。在赤道辐合带的狭长带内,好坏天气交错存在。 第六节 48、什么是东风波? 答:在副热带高压南侧对流层中、下层的东风气流里,常存在一个槽或气旋性曲 率最大区,呈波状形式自东向西移动,这就是热带波动。因为这种波动出现并活 动在东风气流里,因此称之东风波。 49、东风波的结构特点? 答:波槽呈南北向,槽前吹东北风,槽后吹东南风,气流沿波槽改变方向,东风 随高度增加而减小。槽前低层辐散,槽后低层辐合,波向西移,天气产生于槽的 后部。波动的垂直伸展高度一般在 6-7 公里,有的可达对流层顶,其最大强度出 现在 700-500 百帕之间。东风波的波长一般为 1000-1500 公里,也有的可达 4000-5000 公里。 50、为什么东风波的天气产生于槽后? 52 答:这是因为低层东风风速较大,在槽后的空气质点移速快于槽线,而槽线上相 对涡度δ 最大,故槽后的空气质点随着时间的增加而涡度变大,产生辐合;而槽 前的空气质点随时间增加而涡度变小,必产生辐散;在高层,由于东风风速随高 度增加而减小, 必然在某一高度以上槽的移速大于空气质点的移速,结果产生与 下层相反的情况,即槽后辐散,槽前辐合。高低层散度场的这种配置就必然产生 东风波槽前为下沉气流,槽后为上升运动区,而坏天气就产生在槽后。 51、盛夏季节在我国华南地区出现的东风波与热带东风波有什么不同? 答: 盛夏季节在我国华南地区出现的东风波,是出现在西南季风之上的热带东风 气流中,因为西南季风可高达 5 公里左右,因此,这种东风波出现在 5 公里以上 直至对流层顶, 而在 8-12 公里高度上为最强。因为这种东风波是随高度增强的, 所以在槽前低层辐合、高层辐散,在槽后低层辐散,高层辐合。故坏天气产生于 槽前及槽区附近,这与热带东风波的情况正好相反。 52、什么是赤道缓冲带? 答:在赤道辐合带云带的赤道一侧,常有大范围的少云或无云区,这往往是低层 赤道反气旋、高压脊、气流转换的缓冲带所在。气流从南半球越过赤道往北推进 时, 将发生反气旋性弯曲。 如夏季, 南半球的东南信风越过赤道后转为西南季风。 赤道附近这一风向转变或气流的转换带,叫做赤道缓冲带。东南亚夏季的赤道辐 合带就是赤道缓冲带北侧的西南季风与北半球副高南侧的东北信风的辐合区。 53、什么是赤道反气旋? 答:赤道缓冲带实际上是个高压脊,在适当条件下,它可发展加强,能出现闭合 反气旋中心,形成赤道反气旋(即赤道高压) 。 54、赤道反气旋的生命史? 答:北太平洋东部赤道反气旋生命史分六个阶段: (1) 推进阶段(2)转向阶段(3)切断阶段(4)混合阶段(5)爆发阶段(6) 相互作用阶段 赤道反气旋生命史约两周左右。 55、赤道反气旋对北半球夏季低纬地区的系统

和天气有什么影响? 答: 赤道反气旋对北半球夏季低纬地区的系统和天气有明显影响。赤道反气旋中 心附近是静风、少云天气,而在它所控制的地区,往往造成西南季风间歇,对流 活动受到抑制,持续晴好天气。在它的边缘地区,往往造成西南季风增强。它还 可北上与北半球副热带高压合并,造成副热带高压加强,它的南北进退与赤道辐 53 合带的生消和移动也有密切的联茅。另外,当赤道反气旋西移时,其西部和北部 的云团也一齐向西移动, 有些云团在西移中不断发展, 有时可形成西太平洋台风。 第七节 56、什么是云团? 答: 在热带地区卫星云图上经常出现的直径达 4 个纬距以上的白色密蔽云区,称 为云团。 在天气图上有时没有与云团相对应的天气系统,但云团移动所经之地会 出现大风和暴雨,而且热带天气系统大多是在云团基础上发展起来的。因此,人 们已将云团作为一种热带天气系统进行了广泛的研究。 57、云团有哪几种类型? 答:从全球范围而言,云团可分为三种类型。第一种是尺度较小的所谓“爆玉米 花状”云团,这些云团是由一些离散的积雨云群组成的离散云团。这一类云团多 发生于南美大陆的热带地区和西藏高原,它有明显的日变化。笫二种是一般的热 带云闭, 常发生在热带海洋上的赤道辐合带中,这种云团对我国华东和华南地区 有较大的影响, 而且是发生热带气旋、 台风和东风波的主要来源。 第三种称为 “季 风云团” ,发生于热带印度洋和东南亚。 58、简答云团的内部结构? 答:云闭内部的结构是由许多中小尺度的对流云系所组成。 中型对流云系即所谓活跃的深对流云胞,尺度为 10 一 100 公里,生命史为数小 时到 1 天。这种对流云系垂直结构可分为三层,即流入层(地面一 1 公里),垂直 运动层(1 一 12 公里)和流出层(12 公里以上)。流入层是通过边界层气流的磨擦 辐合, 把水汽从边界层顶输送到垂直运动层,因而垂直运动层有大量的凝结潜热 释放,流出层约为 1 公里厚的卷云层,气流向外辐散。 小对流云系由直径为 4-10 公里孤立的深对流云胞组成, 生命史为 30 分钟到数小 时,其数量大超过中型对流云系。其中包括一些直径为 2-4 公里的积云性细胞。 第八节 59、台风是发生在热带海洋上的一种具有(暖中心)结构的强烈(气旋性涡旋) 。 我国和东亚地区将这种强热带气旋称为(台风) ,大西洋地区称其为(飓风) ,印 度洋地区称其为(热带风暴) 。 60、台风的源地,是指经常发生台风的海区。全球台风主要发生于 8 个海区。其 中北半球有(北太平洋西部)和(东部)(北大西洋西部)(孟加拉湾)和(阿 、 、 拉伯海)等五个海区,而南半球有(南太平洋西部)(南印度洋东部)和(西部) 、 54 三个海区。全球每年平均可发生(62)个台风,大洋西部发生的台风比大洋东部 发生的多得多。其中以(西北太平洋)海区为最多(占 36%以上) ,而南大西洋 和东南太平洋至今尚未发现过有台风生成。 61、 根据西太平洋各月台风、 强台风出现的平均次数 (1949-1969 年的资料统计) , 在北半球台风集中在(7-10)月,尤以(8、9)月份为最多。 62、在北太平洋西部地区出现的台风并不都在我国登陆,据统计,每年(5-11) 月有台风在我国登陆的可能, 而(12-4)月则没有台风在我国登陆。在我国登陆的 台风,平均每年有(6-7)个,最多有 11 个,最少有 3 个,且集中在(7-9)月,约 占各月登陆台风总次数的(80)%。 63、台风的范围通常以其系统(最外围近圆形的等压线)为准,直径一般为 (600-1000)公里,最大的可达 2000 公里,最小的 只有 100 公里左右,一般说 来,太平洋西部的台风比南海台风(大)得多。 64、台风的强度是以台风中心(地面最大平均风速)和(台风中心海平面最低气 压)为依据的。近中心风速愈大,中心气压愈低,则台风(愈强) 。最强的一次 台风是 1958 年 27 号台风,近中心最大平均风速达 110 米/秒,中心气压为 877 百帕。 65、台风是一个(深厚)的低气压,中心气压很低。台风周围等压线(密集) 、 气压水平梯度(很大) ,特别在副高一侧气压水平梯度(更大) 。 66、台风内低空风场的水平结构可以分为哪三个不同的部分? 答:台风大风区(台风外圈) ;台风旋涡区(台风中圈) ;台风眼区(台风内 圈) 67、垂直方向上,台风可分为三层: (流入层)(中层)(流出层) ; ; 。 68、台风在最大风速环以内涡度恒为(正值) ;在最大风速环以外,则视流线的 (曲率)和(风速)

和乘积以及风速沿流线法线方向的变化所决定的。 69、简述台风区内的温度场的特性? 答:在台风区的低层(除台风眼外) ,温度水平梯度很小;在台风的中上层, 温度水平梯度是在随高度(上升气流的上限以下)增大的;在台风眼中,等温线 向上突起。 70、在台风眼区,由于有(下沉气流) ,通常是云淡风轻的好天气。 71、 西太平洋台风的移动路径主要可分为以下三类: (西移路径) ; (西北移路径) ; (转向路径) 。 55 72、影响台风移动的因子有(地转偏向力)(总压力)(内力)(扰动加速度) 、 、 、 。 73、常见的和对我国有重要影响的台风疑难路径有哪几种? 答:1、突然东折路径 2、突然西折路径 径; 5、双台风互旋路径。 74、台风发生、发展的必要条件有哪几个方面? 答: 1、热力条件 风速垂直切变要小。 75、什么是第二类条件不稳定理论(CISK)? 答: 由积云对流和天气尺度扰动两者相互作用所产生的不稳定性,人们称 作第二类条件不稳定(CISK) 。 76、用第二类条件不稳定理论(CISK)解释台风的形成过程。 答:在台风的形成过程中,积云对流和大尺度运动看作是相互作用的。积 云对流提供驱动大尺度扰动所需的热能, 而大尺度扰动又产生发生积云对流所需 的湿空气辐合。积云对流释放凝结潜热使对流层中、上部不断增暖,并使高层气 压升高,产生辐散。高层辐散又促使低层扰动中心的气压降低,产生辐合。这种 大尺度的低层辐合,又供给了积云对流发展的水汽。如此循环,从而导致扰动不 断地发展而形成台风。 77、台风形成时初始扰动场的类型有哪几种? 答:1、赤道辐合带中的旋涡;2、东风波扰动;3、中纬度切断冷涡;4、 热带高空冷涡。 78、台风发生、发展的外部天气学条件主要考虑哪几个方面? 答: (1) 、冷空气对台风的影响 (2) 、中层对流层流场的影响 (3) 、高层对流层反气旋流场的影响 (4) 、高层西风急流对台风的影响。 79、台风的消亡有两种情况:一种是(减弱消失) ;一种是(变为温带锋面气旋) 。 80、台风所带来的灾害性天气主要有: (台风暴雨)(台风大风)和暴潮。 、 81、台风暴雨主要有哪三种类型? 答: (1) 、台风环流本身所造成的暴雨,它主要集中在眼壁附近的云墙、 螺旋云带及辐合带中,这种降水随台风中心的移动而移动。 (2) 、台风与西风带 系统或热带其它系统共同作用而造成的暴雨。 (3) 、受地形影响,在迎风坡暖湿 2、初始扰动 3、一定的地转偏向力的作用 4、对流层 3、北翘路径;4、打转和蛇形路 56 空气被迫抬升而形成暴雨。 82、台风对海面状况的影响主要是造成(高潮)(风浪)(长浪)(飓浪)等。 、 、 、 台风登陆时引起的海水突然暴涨,通常称为(台风暴潮) 。 83、试分析台风在东、西风带中所受的各种力?P530 84、试述台风移动路径预报的天气学方法?P530答:台风的移动主要受引导气流所操纵。西太平洋台风的移动,主要受太平洋副 热带高压和西风带环流的影响。因此,预报西太平洋台风的移动路径,主要着眼 于太平洋副热带高压和西风带槽脊的位置及其强度的变化。 (1) 西移台风的预报着眼点: 所谓西栘是指台风一直受东风气流的牵引,进入 南海或在广东或在越南登陆。因此台风西移的必要条件是在 25N 或 30N 以南维持深厚的、持久的东风气流。 (2) 转向台风的预报着眼点: 台风从东风带进入西风带时,操纵气流方向由偏 东变为偏西,就促使台风转向。 (3) 西北移台风的预报着眼点:台风在稳定而深厚的东南气流操纵下,向西北 方向移动,常在浙,闽地区登陆。 台风登陆后可有两种情况,一是西行在 30N 以南地区消失,一是转向,即台风中 心转向北上, 穿过 30N 在陆上消失或再次入海移去。台风登陆后的路径主要仍决 定于副热带高压与西风槽,其次是台风本身情况。 85、台风疑难路径的预报着眼点是什么? 答: (1)突然东折类路径:与赤道反气旋或赤道缓冲带的北上有密切关系。 (2) 突然西折类路径: 北上台风的突然西折主要受其北侧副热带高压脊的突然 增强所影响。 (3) 北翘路径:低纬度台风路径北翘主要受副热带高压和热带环流系统影响。 盛夏台风北翘多见于赤道反气旋或赤道缓冲带的加强。 (4) 打转和蛇形路径: 台风在移动中既有顺时针打转也有逆时针打转:台风顺 时针打转主要有两种情况:① 大型气压梯度力与台风内力平衡,作用于 台风整体上的净外力仅有地转偏向力, 在地转偏向力的作用下台风作惯性 运

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