天气学原理授课教案(5)

2019-08-31 22:02

1?P?u???g?f?y? ??v?1?Pg??f?x??du?f?v?vg???dt得:?

?dv??f?u?u?g??dt1dv?D???xfdt? ??

1du?D?y?fdt?????????1dV ?D?V?Vg?k?

fdt???????????1?dV1???V?V?V?V??D?k??k???u?v?w?fdtf?t?x?y?z?? 改写上式: ?????????????V1?V1?V?1?V?k??k??u?v?k?w?f?tf?x?y?z??f

讨论:①

??1?k??P 代入地转风方程:Vg?f??1????P?1?P 得:D1?2k??k?? ???2??t?tf?f???a) 变压风垂直于等变压线,指向变压代数值小的方向。

b) 变压风的大小与变压梯度大小成正比,等变压线越密,变压风越大。 c) 图形

负变压中心有变压风的辐合,正变压中心有变压风的辐散。

???????1?V?V??v②D2?k??u?

f?x?y??????????V?1????v???1???v?2???1 自然坐标中 D2?k??v??k??v??k??v??v?

f?s?f?s???s???s?f 图形

?????S ?????????

R????1? ??n

?SR? 代入D2,得:

?v?v??v2??v?v?v2?k???k?n?n?? D2?f?ffRf?sfR????a) D2n?v?v?n法向(横向)地转偏差 f?s?v?0 ?SⅠ、D2n?0地转风在前进方向上逐渐增大,产生指向低压一侧的地转偏差 图形 Ⅱ、D2n?0?v?0 ?S地转风在前进方向上逐渐减小,产生指向高压一侧的地转偏差 图形

Ⅲ、横向地转偏差大小与风速成正比

?v2? b) D2s???(纵向地转偏差)切向地转偏差

fR?Ⅰ、气流气旋式旋转 R?0D2s?0

图形

产生指向地转风相反方向的地转偏差——实际风小于地转风 Ⅱ、气流反气旋式旋转R?0?D2s?0

产生指向地转风相同方向地转偏差——实际风大于地转风 Ⅲ、图形

高空槽前脊后有纵向地转偏差的的辐散 高空槽后脊前有纵向地转偏差的辐合 与梯度风比较

v2fRv2fR??1?P?fvf ??n

?fvg?fvf

v2 vf?vg???D2s

fR 纵向地转偏差即是梯度风与地转风之差 Ⅵ、纵向地转偏差的大小与风速的平方成正比

? ③ D3太小 略

图形

④ 举例 P58图1.39 西风带中,有限宽低槽自西向东运动,产生的地转偏差

?1?Pa)D1?2?

f??t 槽前脊后负变化——变压风辐合

槽后脊前正变化——变压风辐散 b) D2nv?v?v2??n D2s??? v2?f?sfRD2s??fR槽前脊后——辐散 槽后脊前——辐合 c) 大气中的西风风速随高度增大

高层

D2n?D2s??f?sfR?势和v?v占优v ?2低层变压风占优势+摩擦

槽前脊后——低层辐合,高层辐散——上升——云、雨 槽后脊前——低层辐散、高层辐合——下沉——晴

图形 图形 本章小结: 思考题:

1、气压梯度力、地转偏向力、重力的定义、表达式和意义 2、大尺度系统的运动方程的简化方程式(一级、零级、z、p) 3、关于静力学方程,连续反成,热力学方程的方程式和意义 速度散度的表达式和意义 4、大气运动系统的分类与尺度 5、地转风的定义、表达式、意义 6、梯度风定义、表达式、意义 7、热成风定义、表达式、意义 8、热成风与冷暖平流的关系 9、中纬度系统的温压场结构特点 10、地转偏差的定义

11、摩擦层中地转偏差的概念、表达式和意义 12、自由大气中的地转偏差概念、表达式和意义 13、(1.102)式 的意义

? ①变压风D1意义

②横向地转偏差 ③纵向地转偏差

第二章 气团与锋 第一节 气团

一、 概念:

气团——气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团 水平尺度:几百~几千公里 垂直尺度:几~十几公里 二、 气团的形成和变性

1、 气团形成的两个条件

① 大范围性质均匀的下垫面

地球表面的空气属性传给大气、气团形成的物理过程 辐射

传导和乱流 蒸发和凝结

大范围的垂直运动

② 有适当稳定的大气环流,使空气团长时间稳定在下垫面上

高压系统——稳定 低压系统——不稳定

具备上述两条的地区为气团源地

2、 气团物理属性的变化称为气团的变性

暖气团变性慢 冷气团变性快

三、 气团的分类

1、 热力分类法

??冷气团 ???暖气团2、 地理分类法

T气?T地表T气?T地表

北极气团(冰洋气团,北极圈内70°N~ 90° N )

极地气团(中高纬度西风带, 40°N~ 70°N ) 热带气团(副热带地区, 20°N~ 40°N ) 赤道气团(赤道, 20°N 以南)

3、 大气环流的分类法

极地气团(高纬度, 60°N~ 90° N )

中纬度气团( 30°N~ 60° N )

热带气团( 30°N以南 )

又可分为大陆性和海洋性气团 四、 影响我国的气团

1、 极地大陆气团:干冷 2、 热带海洋气团:暖湿 3、 热带大陆气团:干暖

4、 印度洋的赤道气团(季风气团):暖湿

第二节 锋的概念与锋面坡度

一、 定义:两个热力性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。

两个密度性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。 冷暖气团之间的狭窄的过渡带,称为锋。

二、 锋的空间结构 图形

1、 冷暖气团的交界面,称为锋面。

2、 锋面在空间呈向冷区倾斜状态,冷空气在下,暖空气在上。, 3、 锋面与地面的交线称为锋线。

4、 锋面与空中某平面相交的区域称为锋区——天气图上温度梯度大的窄的区域。 5、 地面锋线总在高空锋区暖区一侧。 三、 锋的分类

1、 按移动分类

a) 冷锋:冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动,称为冷锋。


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