第五章 天气.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章,天气与灾害性天气（,4,学时）,“天气”是指某地瞬时时间内或一定时段内，由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。,不同的大气状态表现为不同的天气现象，如冷、暖、风、云、雨、雪、霜、雷电、冰雹等，天气现象随时间演变的过程称为天气变化或天气过程。研究天气变化过程并预告未来天气情况的工作就是天气预报。,天气的变化非常复杂，并常危害农业生产。所以，我们应学好天气和天气预报的基本知识，以便能够领会天气广播的意义。并根据未来天气情况，采取有效措施，趋天气之所利，避天气之所害，为农业的增产丰收服务。,内容提要,:,1,、,气团的概念、分类、影响我国季节的主要气团；,2,、,锋的概念、分类及其控制的天气特点；,3,、我国主要天气系统及其表现；,4,、,我国北方主要灾害性天气的概念、标准、种类及防御措施；,第一节天气学基础一、气团和锋,（一）气团,1,气团的概念,气团（,air mass,）是占据广大空间的一大块空气，它的物理属性（主要指温度、湿度和稳定度等）在水平方向上比较均匀，在垂直方向上的变化也比较一致，在它的控制下有大致相同的天气特点。,2,气团的形成,低层大气的物理性质是直接由其下垫面所处的地理纬度和性质来决定的,。因此，,在静稳的环流条件下,，,当一大块空气长期停留或移动在广大而性质均一的下垫面上时，空气与下垫面之间进行了充分的热量交换和水分交换，于是大块空气就取得了与其下垫面相应的物理性质，形成气团。而这个下垫面所处的地理位置，被称为,气团源地,。显然，,不同性质的源地，就形成不同性质的气团。,3,气团的分类 依据分类标准不同可分为下面几类：（,1,）若按,气团形成的源地,不同，可分为,冰洋（北极）气团、极地气团、热带气团和赤道气团,等；除赤道附近海上和陆上的温度、湿度无甚差别，可不再区分外，每类气团又可以其形成于海洋或陆地而分为海洋性气团和大陆性气团两种；（,2,）若按,热力条件,分类，可分为冷气团和暖气团；（,3,）按,湿度条件,分，可分为干气团和湿气团；（,4,）按,稳定度,分，可分为稳定气团和不稳定气团以及中性气团。,4,气团的变性,当环流条件发生变化时,，,气团就会从源地移出，在气团运行于新的下垫面的过程中，其温度、湿度都会不断地发生变化，从而获得新的物理属性，这种过程称为气团的变性（,air-mass modification,）。侵入我国的气团，因远离源地，多为变性气团。,5,影响我国的气团及其天气特点,影响我国大范围天气的,主要气团,有极地大陆气团和热带海洋气团,，,其次是热带大陆气团和赤道气团。,由于它们远离源地，因此都是变性气团。,变性极地大陆气团,它是源于西伯利亚寒冷干燥的极地大陆气团，移到我国后变性而成。,此气团全年影响我国，以冬季活动最为频繁，是,冬季,影响我国天气势力最强、范围最广、时间最长的一种冷气团。冬季在它的控制下，天气寒冷、干燥晴朗、微风，温度日变化大、清晨常有雾或霜。但随着气团远离源地逐渐变性，天气逐渐回暖。,夏季,它经常活动于我国长城以北和大西北地区，在它的控制下天气晴朗，虽是盛夏，也凉如初秋。有时也南下到达华南地区，,它的南下是形成我国夏季降水的重要因素。,变性热带海洋气团,它是形成于太平洋洋面上的热带海洋气团登陆后变性而成。此气团也是全年影响我国，以,夏半年最为活跃,。是夏季影响我国,大部分地区,（除西藏高原和新疆外）的湿热气团。夏季在它的控制下，早晨晴朗，午后对流旺盛，常出现积状云，产生雷阵雨；此气团若长期控制我国，则天气炎热久晴，往往造成大面积干旱。,它与变性极地气团交绥是构成我国盛夏区域性降水的重要原因。,秋季此气团退至东南海上。春季上述两种气团在我国分居南北并相互推移造成多变天气。秋季变性极地大陆气团不断加强逐渐南扩，而变性热带海洋气团则向我国东南方海上退缩，两气团交绥区，常造成秋雨，直至变性极地大陆气团占优势时，我国大部分地区就出现秋高气爽的天气。,此外，,热带大陆气团，起源于西亚干热大陆，夏季影响我国西部地区,，在其控制下，天气酷热干燥，久旱无雨。赤道气团起源于高温高湿的赤道洋面，夏季影响我国华南、华东和华中地区，带来潮湿闷热多雷雨天气。以上情况可以看出，,在同一气团内，由于温、湿度比较一致，一般不会产生大规模的上升运动。所以天气特征也较一致，没有剧烈的变化，以晴朗天气为主。,但是，当不同性质的气团在某一地区更迭交替时，常能引起剧烈的非周期性的天气变化。,锋面：,冷暖气团的交界面,锋线：,锋面于地面的交线,锋：,锋面和锋线的合称,(,二,),、锋,1,、锋的定义：,锋,由于,锋面是两种不同气团的交界过渡区,，所以锋面两侧的气象要素如,气压、温度、湿度及风等差异很大,。,在,锋面附近,的天气变化是比较剧烈的，,通常都有一个降水过程,。但不同的锋面有不同的天气特征。,2,、锋的分类,据锋面所分割的气团并 以,较冷,的气团命名,冰洋锋（或北极锋）,极锋,热带锋,据锋的移动方向，并以,占主导作用,的气团命名,暖锋,冷锋,准静止锋,锢囚锋,暖锋：,暖气团起主导作用，推动锋面向冷 气团方向移动的锋，称为,暖锋,。,冷锋：,冷气团起主导作用，推动锋面 向暖气团方向移动的锋，称为,冷锋,。,冷锋是我国最常见的一种锋面,，一年四季均有它的活动。,据冷锋移动的速度和天气特征,，可将冷锋,分为两种类型,：,缓行冷锋,急行冷锋,准静止锋：,锋面两侧的冷暖气团势力相当，锋面很少移动，或锋面受地形阻挡，锋面呈现准静止状态的锋称,准静止锋，或称静止锋,。,锢囚锋：,冷锋快行赶上暖锋，或两条冷锋合并而成。,暖性锢囚锋：,锋前冷气团比锋后的冷气团更冷；,冷性锢囚锋：,锋后冷气团比锋前的冷气团更冷；,暖锋天气,3,、锋面天气,（,1,）暖锋天气,暖空气沿锋面,缓慢上升,，生成的云系可伸展很远，达,600,900km,。,暖锋到来时，气压下降,，先后相继出现各种云系。,离锋线越远，云越薄越高；靠近锋线附近，云底最低，云层最厚,。,雨层云,出现，有,连续性降水,，,雨区在锋线前,，宽度约为,300400km,，,锋面过境后，,降水停止，气温升高，风向有明显改变,。,暖锋的,移动速度,一般为,20,30km/hr,，故当暖空气来临时，只需经,20,多个小时，便会出现降水天气，,“天上钩钩云，地下水淋淋”的谚语，即指此情况而言,。,缓行冷锋,缓行冷锋移动,速度较慢,，暖空气沿冷锋面平稳上升，形成的云系和降水分布与暖锋相似，但出现排列次序相反；,锋线附近为雨层云,，依次为高层云，卷层云和卷云。,（,2,）冷锋天气,按移动方向分,-,缓行冷锋和急性冷锋,缓行冷锋天气,降水主要出现在锋线后,，平均宽度为,200,km,，多为连续性降水。,锋线过境时，风速增强，风向转变。,锋线过境后，气压升高，温度下降，风力减弱,。,夏季在我国北方,，,冬季在我国南方,，,所见到的冷锋，多半属于缓行冷锋,。,急行冷锋,急行冷锋,移动较快,，近地面层冷空气冲击着前方的暖空气，迫使冷锋下段的,暖空气作强烈的上升运动,，而高层暖空气却又沿锋面不断下滑，故,急行冷锋主要形成浓积云和积雨云,，在积雨云前常有卷积云和高积云。,常出现,雷暴、冰雹和阵性降水天气,，,云雨区较狭窄,，一般约有几十,km,到一百,km,。,急行冷锋天气,冬半年,，,暖气团比较干燥,，凝结高度较高时，锋上只出现高云和中云，甚至,出现少云天气,。,锋后常有大风和风沙天气，常称为“干冷锋”。风沙天气多见于北方春季,。,夏半年,，,暖空气潮湿,不稳定时，锋前常产生旺盛,积雨云,，锋线临近时，往往狂风骤起，乌云满天，,暴雨倾盆,，雷电交加。,锋线过境后，气压上升，天气便豁然晴朗,。,（,3,）准静止锋天气：,我国,准静止锋多数是冷锋南下,，冷气团势力减弱而形成的。所以准静止锋上,云区和雨区很宽,，降水强度虽比暖锋小，但,持续时间比暖锋长,，往往是连绵细雨不断，,锋线附近风力很小,。,昆明准静止锋,我国准静止锋主要出现在华南、西南、天山北侧和秦岭等地。,我国锢囚锋主要出现在东北和华北，并以春季为最多。,（,4,）锢囚锋天气,锢囚锋的天气仍保留原来两条锋面天气的特征。,一般在锢囚锋点附近，上升运动增强，因而,云层增厚，降水增强，雨区扩大，锢囚锋两侧都是降水区,。,锢囚锋天气,二、我国主要天气系统及其表现,（一）气旋（,cyclone,）,气旋的定义,：是中心气压比四周低的水平空气涡旋。,在天气图上，低压和气旋同属一个系统，但低压是对气压场而言，气旋是对流场而言的。近地面层中由于摩擦作用，,气旋中有气流的辐合,。,气旋的范围,：,由地面天气图上最外围闭合等压线来确定。,气旋直径一般为,1 000Km,左右，大的可达,2 000,3 000Km,，小的只有,200,300Km,，或更小些。,气旋中心气压越低，气旋中的水平气压梯度越大，风速也越大。,气旋的强度,：用中心气压值表示,。地面气旋的中心气压值一般在,1 010,970hPa,，发展得十分强大的气旋可低于,935hPa,。,气旋强度的变化,：若气旋中心气压随时间降低，则称气旋在,加深或发展,，如中心气压随时间升高，则称,气旋填塞或减弱,。,气旋中心有气流辐合上升，上升气流绝热冷却，容易造成水汽凝结，因此气旋内多为阴雨天气。,气旋内有锋面存在时，称为锋面气旋。,锋面气旋,是冷暖气团频繁活动的结果，,在中高纬地区最常见的。,它常形成恶劣的天气，尤其是发展强盛的锋面气旋，,可出现强烈的降水、雷暴、大风、风沙等恶劣天气。,影响我国的锋面气旋多发生在青藏高原以东的地区，北部有东北低压、蒙古气旋、黄河气旋，南部有江淮气旋和东海气旋。,（二）反气旋（,anticyclone,）,反气旋的定义：,也称高压，,是中心气压比四周高的水平空气涡旋。,在近地面层的反气旋中，有气流辐散。,反气旋的范围：,由地面天气图上最外围闭合等压线来确定,。,反气旋的范围比气旋大得多，常与气团范围相当，其直径常超过,2 000Km,，小的也可达数百千米。,反气旋的强度：,中心的气压值越高，反气旋强度越强。,反气旋强度的变化：,反气旋中心气压值随时间升高，称反气旋强度在,加强,；反之称强度,减弱,。地面反气旋的中心气压值一般为,1 020hPa,1 030hPa,。冬季最强的寒潮冷高压中心气压值可达,1 080hPa,以上。,在近地层高压中心的空气向四周辐散，引起气流下沉，气温升高。因此，高压控制地区的天气以晴朗少云，风力静稳为主。,影响我国天气的反气旋，主要有,蒙古高压,和,西太平洋副热带高压,。,蒙古高压,蒙古高压是一种冷性反气旋即冷高压。,它是冬半年影响我国的主要天气系统,，活动频繁、势力强大。强冷高压入侵我国时，带来大量冷空气，气温聚降，出现寒潮天气。,西太平洋副热带高压,在南北半球,20,35,的副热带地区（盛夏甚至可达,40,）经常维持一个由西南到东北与纬圈斜交的高压带，由于海陆的影响，常断裂成若干个高压单体，这些单体统称为副热带高压。其中位于太平洋西部的高压即所谓的西太平洋副热带高压（简称副高），,是夏半年影响我国的主要天气系统。,在,副高脊线附近，下沉气流强盛，天气表现为晴朗少云，风力微弱和炎热,。长江流域,8,月份出现伏旱，就是西太平洋高压脊长期控制的结果。,副高北侧，冷暖气团交汇，气旋和锋面活动频繁，上升气流强盛，多阴雨天气，造成大范围降水。,我国主要雨带即位于西太平洋高压脊线以北,5,8,个纬距处,。副高西北侧，西南暖湿气流与西风带冷空气相遇，多阴雨天气。副高南侧为东风气流受热带天气系统的影响，常有对流性天气，有时还可现出强雷暴、大风等恶劣天气,。,副高的活动有着明显的季节变化，其位置冬季最南，夏季最北，从冬到夏向北偏西移动，强度增大，而从夏到冬则向南偏东移动，强度减弱。副高的这种移动与我国大陆主要雨带季节的南北位移是基本一致的。,小 结：,1,、掌握各类锋的定义；区别锋与气团；,2,、了解锋面天气，掌握各类锋的降水特点；,3,、掌握我国冬夏季控制天气的气团和锋面。,复习思考题（,5,、,6,、,7,章）,1,、影响我国冬夏季节的主要气团有哪些？带来的天气特点如何？,2,、锋按移动方向分为哪几类？降雨区有何不同，各带来什么天气？,3,、北方冬夏季天气主要由什么锋控制？,4,、气团和锋的区别是什么？,5,、,影响本地区的灾害性天气：,寒潮的概念、标准、源地、入侵我国的路径、带来的灾害是什么？冰雹的概念、防雹措施具体是什么？什么是干旱（干热风）、雨涝、防御措施？什么是霜冻、霜冻与霜的区别、影响霜冻的因子、防御措施、什么是初霜冻、终霜冻、无霜期？,6,、,气候形成的四大要素是什么？人类活动是如何影响气候的？,7,、,中国气候特点是什么？,8,、,什么是小气候，其特点是什么？,9,、,小气候形成的能量基础、动力基础是什么？,第六章,气候及中国气候特征（,2,学时,）,内容提要,1,、气候形成的四大要素；,2,、中国气候的一般特征；,第七章,小气候（,2,学时）,内容提要,1,、小气候形成的物质基础及一般规律；,2,、技术措施的小气候效应。,第三节 技术措施的小气候效应,小气候是由于活动面结构不均匀而形成的局部气候特点。农田小气候，除受自然地理条件和作物本身生育状况的影响外，农业技术措施对农田的气候环境的改造也是非常明显的。,一、耕作措施的气象效应,耕作、镇压和垄作等耕作措施，主要改变土壤热特性和水文特性，使土壤热交换和水分交换发生变化，从而对土壤的温湿度起调节作用。,1,、耕翻措施的气象效应,耕翻使土壤疏松，孔隙度增大，空气含量增多，土壤的容积热容量和导热率均减小。白昼和热季热量积聚在表层，向下传递少，耕翻地表比未耕翻地表温度高，夜间和冷季耕翻地因深层向地表传导的热量少，耕翻地表比未耕翻地表温度低，深层相反。,耕翻切断了土壤中的毛细管，减少了水分从深层向表层的输送，在旱季，表土变干后，蒸发耗热减少，表土温度升高，而深层温度较低，湿度较大，有保墒作用，但在雨季或春季冰雪融化时，由于耕翻过的土壤透水性强，土壤持水力高，土壤水分多，蒸发耗热也多，因此，表层温度就低于未耕地，但湿度比未耕地大。,2,、镇压措施的气象效应,镇压的气象效应与耕翻措施相反。镇压后地表反射率增大，导温率增高，容积热容量和导热率均随之增加，日间，表层向深层输送的热量以及夜间由深层向表层输送的热量比未镇压地快，致使镇压地在一天中低温时刻有增温效应，高温时刻有降温效应，减小了土温日较差。,镇压措施的水分效应反映在提墒效果上。减少了土壤的孔隙度，增强了土壤毛细管的作用，表层土壤水分含量增加。,3,、垄作的气象效应,垄作后土壤疏松，土表反射率小，通风良好，排水力强。表层土壤的容积热容量和导热率较平作小，土表增温降温快，增加了土温日较差，因土壤疏松切断了毛管水的上升运动，对下层土壤有保墒作用。,垄作的温度效应因时因地而异，还与垄向有关。在中高纬度降水少的地区，增温效应较突出。暖季因日照较长，白天吸热大于夜间散热，增温效应超过降温效应；冷季降温效应超过增温效应，在低纬降水多的地区，由于排水好，可降低土壤湿度，增高土温，利于根系发育。夏半年纬度越高，东西垄日照时数越长，辐射平衡日总量越大，土温越高。,二、栽植密度的气象效应,作物栽植密度对辐射、乱流热交换及蒸发耗热有很大影响。,农田中的透光率和光照强度都将随栽植密度的增大而减小；,株间的风速随密度的增大而减小；,日间，随密度的增大，株间的气温随密度增大而降低，夜间随密度增加而增加，气温日较差随密度的增大而减小；,随密度的增大，农田蒸散量也增大，因此，土壤湿度降低，空气湿度增加。,三、管理措施的气象效应,1,、灌溉的气象效应,灌溉后土壤的含水量增加，土壤颜色加深，反射率减小，导温率增高，容积热容量和导热率均随之增加，日间热量易于向下传导，地温升高缓慢，夜间下层热量向上传输较多，加之空气湿度大使地面有效辐射减小，水汽凝结释放潜热弥补了地面辐射冷却失去的热量，因此夜间土温较高，致使土温日较差小。,灌溉增加了土壤湿度，蒸发加强同时气温低，因此空气的绝对湿度和相对湿度都增大。,不同的时间，灌溉的效应也不同，高温时，灌溉可以降低地温和气温，低温时又可提高地温和气温。如有条件选择水源，注意水温（暖水起增温效应，冷水则是降温效应），则可收到灌溉与调温的双重效应。,2,、保护地栽培措施的气象效应,覆盖、温室、塑料大棚、风障等保护地栽培措施，有防寒增温效应。,覆盖的气象效应,薄膜覆盖有良好的透光性，太阳辐射能大量透到保护地段，它又能阻挡地面有效辐射的逸出，密闭较好时，薄膜还大大降低乱流交换，减小蒸发耗热，致使膜内的土温较高，湿度也大。薄膜的增温效应以日间最为显著，夜间虽有但作用较小。,温室的气象效应,与塑料薄膜覆盖相似。,4,、喷洒化学试剂的气象效应,土面增温剂,通过抑制土壤水分蒸发达到提高土壤温度的作用。,抑制土壤水分蒸发，减少了水分损失，有保墒作用。,土壤降温剂,白色反光物质制成的降温剂喷洒到地面或叶面，增大对太阳辐射的反射，达到降低地面和叶面温度的目的。,