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气象学重点知识(2)

时间:2016-11-02 08:20 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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二、简答
1.低空气压水平分布的五种气压场
①低气压(简称低压):由闭合等压线构成的低压区,中心 气压值低,向外逐渐增高。空间等压面向下凹形如盆地。
②高气压(简称高压):由闭合等压线构成的高气压区,中心气压值高,向外逐渐降低。
空间等压面向上凸类似山丘。
③低压槽:低压延伸出来的狭长区域叫低压槽简称槽。槽附近的空间等压面类似山谷。
④高压脊:高压延伸出来的狭长区域叫高压脊简称脊,脊附近的空间等压面类似山脊。
⑤鞍形气压场:两高压和两低压交错相对的中间区域称为鞍形气压场,简称鞍。
2.对流层的主要特征
(1)气温t随高度z增加而下降,气温直减率γ= -dt/dz = 0.65°C/100m;
(2)具有强烈的对流运动和湍流运动;
(3)气象要素在水平方向上分布很不均匀,形成气团和锋;
(4)垂直方向分为摩擦层或行星边界层(厚1km~2km)和自由大气(1km~ 2km以上)。
4.CO2的来源及其作用主要来源是煤等矿物燃料的燃烧和动、植物的呼吸作用
作用:对太阳辐射吸收甚少,但却能强烈地吸收地面辐射,同时又向周围空气和地面放射长波辐射。有使空气和地面增温的效应。
3.空气垂直运动的基本形式与特征
垂直运动却与大气中云雨的形成和发展及天气变化有着密切关系。基本形式:对流运动和系统性垂直运动。
对流运动是由于某团空气温度与周围空气温度不等而引起。当某空气团的温度高于四周空气温度时,气团获得向上浮力产生上升运动,升至上层向外流散,而低层四周空气便随之辐合以补充上升气流,从而形成空气的对流运动。对流运动的高度、范围和强度同上升气团的气层稳定度有关。热力对流的水平尺度多在0.1~50km,是温暖的低、中纬度地区和温暖季节经常发生的空气运动现象。一般其规模较小、维持时间短暂,但对大气中热量、水分、固体杂质的垂直输送和云雨形成、天气发展演变具有重要作用。
系统性垂直运动是指由于水平气流的辐合、辐散、暖气流沿锋面滑升以及气流受山脉的机械、阻滞等动力作用所引起的大范围、较规则的上升或下降运动。 系统性的垂直运动中,上升区或下降区的范围可达几百至几千千米,而升降速度却只有1~10cm/s。然而,这样的升降速度在持续较长的时间里(例如一昼夜),空气在垂直方向上可以移动数百米至数千米,故对天气的形成和变化也有很大的影响。 系统性垂直运动的发生往往同天气系统相联系,例如与高压、低压、槽、脊以及锋面等有密切关系。
4.空气冷却的四种形式
绝热冷却——热空气作绝热上升运动,是大气中云形成的主要方式。如:山地降温等 辐射冷却——晴朗无风夜晚,地面辐射冷却至td以下。如:辐射雾
平流冷却——暖空气平流到冷却地表上
混合冷却——接近饱和的两个温差较大气块
5.云滴冲并增长p75 云滴经常处于运动之中,这就可能使它们发生冲并。大小云滴之间发生冲并而合并增大的过程,称为碰并增长过程。
云内的云滴大小不一,相应地具有不同的运动速度。大云滴下降速度比小云滴快(表3•5),因而大云滴在下降过程中很快追上小云滴,大小云滴相互碰撞而粘附起来,成为较大的云滴。在有上升气流时,当大小云滴被上升气流向上带时,小云滴也会追上大云滴并与之合并,成为更大的云滴。云滴增大以后,它的横截面积变大,在下降过程中又可合并更多的水云滴。有时在有上升气流的云中,当大小水滴被上升气流挟带而上升时,小水滴也可以赶上大水滴与之合并。这种在重力场中由于大小云滴速度不同而产生的冲并现象,称为重力冲并。
6.气压周期变化的主要特征及影响因素
明显的是以日为周期和以年为周期的波动。
日变化有单峰、双峰和三峰等型式,其中以双峰型最为普遍,其特点是一天中有一个最高值、一个次高值和一个最低值、一个次低值。一般是清晨气压上升,9~10 时出现最高值, 3/14
以后气压下降,到15~16 时出现最低值,此后又逐渐升高,到21~22 时出现次高值,以后再度下降,到次日3~4 时出现次低值。随纬度增加,气压日较差逐渐减小
气压年变化是以一年为周期的波动,受气温的年变化影响很大,因而也同纬度、海陆性质、海拔高度等地理因素有关。大陆上一年中气压最高值出现在冬季,最低值出现在夏季,气压年变化值很大,并由低纬向高纬逐渐增大。海洋上一年中气压最高值出现在夏季,最低值出现在冬季,年较差小于同纬度的陆地。高山区一年中气压最高值出现在夏季,是空气受热,气柱膨胀、上升,质量增加所致,而最低值出现在冬季,是空气受冷,气柱收缩、空气下沉、高山质量减少的结果。
7.全球气温年变化的四种类型
赤道型:其特征是一年中有两个最高值,分别出现在春分和秋分以后,因赤道地区春秋分时中午太阳位于天顶。两个最低值出现在冬至与夏至以后,此时中午太阳高度角是一年中的最小值。这里的年较差很小,是因为该地区一年内太阳辐射能的收入量变化很小之故。 热带型:其特征是一年中有一个最高(在夏至以后)和一个最低(在冬至以后),年较差不大(但大于赤道型),海洋上一般为5℃,在陆地上约为20℃左右。
温带型:一年中也有一个最高值,出现在夏至后的7月。一个最低值出现在冬至以后的1月。其年较差较大,并且随纬度的增加而增大。另外,海洋上极值出现的时间比大陆延后,最高值出现在8月,最低值出现在2月。
极地型:一年中也是一次最高值和一次最低值,冬季长而冷,夏季短而暖,年较差很大是其特征。
8.热带辐合带的类型及其主要特征
热带辐合带按其气流辐合的特性分为两种类型:一种是在北半球夏季,由东北信风与赤道西风相遇形成的气流辐合带,活动于季风区,称季风辐合带;另一种是南、北半球信风直接交汇形成的辐合带,称信风辐合带。
热带辐合带的位置随季节而南北移动,但各地区移动的幅度并不相等。主要活动于东太平洋、大西洋和西非的信风辐合带,移动幅度较小,且一年中大部分时间位于北半球;而活动在东非、亚洲、澳大利亚的季风辐合带,季节位移较大,冬季位于南半球,夏季又移至北半球。 热带辐合带一般只存在于对流层的中、下层。季风辐合带,由于赤道西风带多数情况下出现在 500hPa 层以下,其轴线随高度向南或西南倾斜;而位于海洋的信风辐合带,因交汇的两支气流之间几乎没有温度和湿度差异,以及临近赤道带地转作用的消失,结果辐合带在不同高度上几乎重合。
热带辐合带,特别是季风辐合带是低纬度地区水汽、热量最集中的区域,其月平均降水量达 300~400mm 。 水汽凝结释放的大量潜热成为最重要热源。而热带辐合带被加热之后又激发对流云、热带气旋等热带天气系统的产生。卫星云图上,季风辐合带常表现为一条绵延数千千米的东西向的、由离散云团组成的巨大云带。
9.山地气候的“暖带”与“冷湖”
山地气候与地形起伏凹凸的显隐关系至为密切。在周围山坡围绕的山谷或盆地中,由于风速小和湍流交换弱,当地表辐射强烈时,周围山坡上的冷空气因密度大都沿坡面向谷底注泻(这种下沉动力增温作用远比地表辐射冷却作用为小);并在谷底沉积继续辐射冷却,因此谷底气温最低,形成所谓“冷湖”。而在冷空气沉积的顶部坡地上,因为风速较大,湍流交换较强,换来自由空气中较暖的空气,因此气温相对较高,形成所谓“暖带”。在暖带向上向下气温皆是垂直递减的。暖带的高度因不同山地、不同坡度、不同季节和天气条件而异。
10.台风的结构及其生消条件
结构:台风是暖性低压,因而台风范围内的地面流场是气旋式辐合流场。按辐合气流速度的大小,一个发展成熟的台风,其低层沿经向方向可分为三个区域:(1)外圈:自台风边缘到最大风速区外缘,风速向中心急增,风力在6级以上,半径约200-300公里,(2)中圈:从最大风速区外缘到台风眼壁,是台风中对流和风雨最强烈的区域,半径为100公里. (3)内圈:即台风眼区,风速迅速减小,半径约5-30公里。
形成条件: 1.广阔的高温洋面:海温高于29-30℃的洋面,极易发生台风。
2.要有合适的纬度:大多数台风发生在纬度5-20度之间,10-15度间为最多。
3.风的垂直切变要小:使上升气流凝结释放的热量能聚积在有限的气柱内, 而不被扩散出去。
4.合适的流场. 消亡条件:主要是高温、高湿空气不能继续供给,低空辐合、高空辐散流场不能维持以及风速铅直切变增大等。一种是登陆后因切断了海水潜热能源供应,加上陆地摩擦力大,大量消耗了台风的动能。另一种是台风北上到达较高纬度时后部进入了冷空气,热带气旋变成温带气旋而消亡。
11.云滴凝结(或凝华)增长
凝结(或凝华)增长过程是指云滴依靠水汽分子在其表面上凝聚而增长的过程。在云的形成和发展阶段,由于云体继续上升,绝热冷却,或云外不断有水汽输入云中,使云内空气中的水汽压大于云滴的饱和水汽压,因此云滴能够由水汽凝结(或凝华)而增长。但是,一旦云滴表面产生凝结(或凝华),水汽从空气中析出,空气湿度减小,云滴周围便不能维持过饱和状态,而使凝结(或凝华)停止。因此,一般情况下,云滴的凝结(或凝华)增长有一定的限度。而要使这种凝结(或凝华)增长不断地进行,还必须有水汽的扩散转移过程,即当云层内部存在着冰水云滴共存、冷暖云滴共存或大小云滴共存的任一种条件时,产生水汽从一种云滴转化至另一种云滴上的扩散转移过程。例如,在冰晶和过冷却水滴共存的混合云中,在温度相同的条件下,由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,当空气中的现有水汽压介于两者之间时,过冷却水滴就会蒸发,水汽就转移凝华到冰晶上去、使冰晶不断增大,而过冷却水滴则不断减小。当冷暖云滴共存或大小云滴共存时,同样也可发生这种现象,使冷(或大)的云滴不断增大。
12.阻塞高压的形成及其天气
简称阻高,是温压场比较对称的深厚的暖性高压。
阻高是西风带长波槽和脊在经向度不断增大,直至暖脊被冷空气包围,并与南面暖空气主体分离,所形成的闭合高压区。
对中国的天气影响最大阻塞高压是乌拉尔山和鄂霍次克海阻塞高压。当其稳定时,中国长江中下游多连阴雨天气。减弱崩溃时,常引起中国的寒潮爆发。 阻高控制下的天气一般是晴朗的,高压东部盛行偏北气流,有冷平流和下沉运动,天气以冷晴为主。西部盛行偏南气流,有暖平流和上升运动,天气较暖且多云雨。南北两侧多稳定的西风气流,并常伴有短波活动,天气时阴、时晴。
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