天气学原理知识点汇总

气团与锋

1.气团气团性质的改变是如何发生的？

气团是空气在气团源地经过对流、湍流、辐射、蒸发等物质和热量交换作用后，取得与下垫面相同的物理属性而形成的，当它离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，二者之间又会产生水汽与热量交换，气团的物理属性发生变化，即发生气团变性。老气团的变性亦是新气团形成的过程。

2.锋附近要素场的分布特征

T（温度）场：水平温度梯度大（等温线密集）；垂直温度梯度小（因下面是冷气团，上为暖气团，会出现温度垂直减率很小的情况甚至出现逆温）；等位温线密集（锋区内，特别大，强稳定层）。

P（气压）场：等压线通过锋面时呈气旋式弯折，且折角指向高压；锋线一般位于地面气压槽内；锋区内等压线(等高线)的气旋式曲率大。

变压场：暖锋前负变压明显；冷锋后正变压明显。（地面变压与温度平流的关系：冷平流使地面气压增加，暖平流使地面气压减小）

风场：（前提：不考虑摩擦，认为满足地转关系）锋线附近的风场具有气旋式切变，这种现象在有摩擦的地方更为明显。

3.锋的强度的变化

（1）补充一些：

如何确定锋的强度（简单的说：锋的强度可用锋面两侧的温度差与水平距离（多用纬距）的比值来表示）

850hPa锋区内温度梯度判断，等温线越密集，锋区越强；剖面图上锋区内等位温线越密集、等假相当位温线折角越明显对流运动越强烈，锋区越强；各高度层对比，锋面坡度越小，锋面两侧温度差则越大，锋区越强。

（2）锋强度的变化

锋强度的增强、减弱可以用锋生锋消的条件来判断。

锋生函数可以表示为：)dt dQ (n n w r)(r n v T F p c 1

d n n ??+??--??-=

F = 水平运动 （f1）+ 垂直运动（f2） + 非绝热加热项（f3） F>0:锋生； F<0:锋消。

影响锋生锋消的因素（影响锋强度变化的因子）

i ．水平运动 f1

若水平气流沿着温度升度方向是辐合的， 当f1>0，有锋生作用。 若水平气流沿着温度升度方向是辐散的，当f1<0，有锋消作用。 有锋生作用并不一定有锋生成，还要求在相当广阔区域内，温度梯度或速度梯度都不能呈线

性分面。

ii ．垂直运动的影响f2

若大气层结稳定(d γγ<)，w 表示xyz 坐标下的垂直速度，当暖气团

中下沉0w ，即0

反之有锋消作用；若大气层结不稳定(d γγ>)，当暖气团中上升0>w ，

冷气团中下沉0??n w 时，F2〈0，有锋生作用，反之有锋消

作用。

iii ．非绝热加热f3

冷空气冷却，暖空气加热最为有利于锋生。非绝热过程的凝结潜

热释放多在锋区暖空气一侧，因而有助于锋的生成及加强。

4. 地面图上锋移动速度的判断

i ．根据锋面移动速度公式

x p x p t p t

p C ??-????-??-=2121，地面图上锋的移动速度与附近变压梯度成正比，与附近气压槽深度成反比；

ii ．地面锋的移动与锋线两侧风场的分布情况有关，即决定于锋

两侧垂直于锋线的风速分量，锋沿着垂直于锋的气流方向移动，在不考虑其它因素的前提下，风速越大移动越快；

iii ．地面锋的移动还受高空引导气流控制。700hPa 和500hPa

层上的气流对地面的锋面移动有引导作用，称此气流为引导气流，地面锋面移动速度与其上空引导气流垂直于地面锋线的分速成正比。移

速经验公式可写成A av c sin ?=，其中a 为引导系数，v 为引导气流的速度，A 为引导气流与锋面的交角。

iv ．地面上运动的锋受地面摩擦和地形的作用，运动状态（速度、方向、坡度等）发生变化。移速因会地面摩擦而减小，锋面叠臵状态有变化；当锋面遇到和自身大致平行的山脉时会受到阻滞，形成地形准静止锋（如天山准静止锋，南岭准静止锋，昆明准静止锋等），两侧锋面绕过山地时，整个锋线便成弓形；遇到高原、山地时若其后又有冷锋移近，可能会形成地形锢囚锋。

5.举例说明高空急流和行星锋区的联系。

在对流层中上层等压面图上，宽度为几百公里的等温线最密集的

带状区域是所谓的高空锋区，也称为行星锋区。由于等高线密集区常与等温线密集区同时存在，且位臵偏离不大，有时也将等高线密集带称为行星锋区。行星锋区实际上是中高纬度冷气团与较低纬度暖气团之间的过渡区域。北半球行星锋区主要有两支：北支介于冰洋气团与极地气团之间，一般称为极锋；南支介于极地气团与热带气团之间，一般称为副热带锋。急流是风场的一个特征，在高空和低空，低纬度和中高纬度都可以出现，位于对流层上层或平流层中，高度通常为10km 左右。

行星锋区与急流的关系非常密切，根据热成风原理：

k T fT g Z V Z g

??-=??，高空锋区内温度梯度大，热成风大，高空急流在锋区之上形成。

例如，极锋急流与中、高纬度的高空行星锋区（极锋）相联系；副热带急流于中低纬度的高空行星锋区（副热带锋）相联系，形成于副热带高压的北部边缘，平均在200hPa 副热带高压脊线以北1000~1500km 处。 气旋的活动与行星锋区密切相关：地面锋线常常是极锋行星锋区在地面上的反映。气旋的发生、发展一般都是在锋区上进行的，其出现的最大频数以及主要路径和锋区的平均位臵基本一致。 在高空急流的南侧，强反气旋式切变涡度造成的气流辐散有利于地面气旋的发展，在高空急流的北侧，强气旋式涡度有利于地面反气旋发展

气旋反气旋

1. 地面气旋或反气旋与高空系统有什么对应关系？什么原因造成这种配臵？

高空槽前脊后对应地面气旋，槽后脊前对应地面反气旋。

造成这种配臵的原因：

大气系统具有斜压性，温度场位相落后于高度场，高空平均冷温度舌落后于高空槽。

由于高空槽前有正涡度平流，气旋性涡度将增加，流场与气压场不适应，在地转偏向力的作用下产生气流辐散，辐散运动使正涡度增加不致太快。根据达因补偿原理，低层空气上升补偿，地面减压，地面空气在气压梯度力、科氏力和摩擦力的作用下向负变压区辐合以适应减压了的气压场，地面生成气旋，流场与气压场达到新的地转平衡。

同样道理，在高空槽后为负涡度平流区，该处反气旋性涡度增加，气流在地转偏向力的作用下辐合，使反气旋性涡度增加不致太快，辐合下沉运动使地面加压，又由于气压梯度力的作用，加压区气流辐散成为反气旋，流场与气压场达到新的地转平衡。

2. 地面气旋或反气旋的发展变化主要与什么因素有关？地形对气旋和反气旋有什么影响？

根据地面气旋发展方程可知影响气旋反气旋发展变化的主要因素有四项：

涡度平流（500hPa）:正涡度平流区有利于地面气旋的发展；负涡度平流区有利于地面反气旋发展。

厚度（温度）平流（700hPa）:暖平流区有利于地面气旋发展；冷平流区有利于地面反气旋发展。

大气稳定度：稳定大气不利于地面气旋反气旋的发展；不稳定大气有利于地面气旋反气旋的发展。

非绝热加热：加热有利于地面气旋发展；冷却有利于地面反气旋发展。

地形对气旋反气旋的影响：

山脉的作用：迎风面使气流被迫抬生，背风坡产生下沉运动。气旋在

迎风面阻塞减弱，背风面加强；反气旋则相反。

气流越地形而过，产生垂直运动，引起辐合、辐散，通过位涡守恒(f+ζ)/H=const原理影响到气柱涡度，从而影响地面气旋和反气旋的发展。气柱变长，涡度增大，有利于气旋发展；气柱缩短，涡度减小，有利于反气旋发展。气流过山时，迎风坡抬升使H变小，有利于反气旋性涡度加强；背风坡下沉，H变大，有利于气旋性涡度加强。

大气环流

1.大气环流的基本特征：

⑴平均经向环流

定义：经圈环流是指风的经向分量和空气的垂直运动在子午面上组成的环流圈。

特点：

北半球冬季子午面上有三个平均环流圈：高纬和低纬地区是两个正环流圈，中纬度地区是一个逆环流圈，低纬度的正环流圈，通常称之为信风环流圈，也叫哈德莱(Hadley)环流圈。它对应着低空由副热带高压吹向赤道的信风和高空由赤道吹向副热带地区的反信风。高纬度环流圈称为极地环流圈（Polar Cell），对应地面由极地高压吹向副极地低压的极地东风和高空西风；中纬度逆环流圈成为Ferrel环流。南北向风速相对于纬向风小得多，南北空气交换冬强夏弱。

⑵平均纬向环流

定义：平均纬向环流是指平均纬向风的经向分布。

特点：

（1）不计经向风速分量，近地面层的平均纬向风带可分为三个：极地东风带、中纬度西风带和低纬度信风带。

（2）与此三个风带相应的地面气压带是四个：极地高压带、副极地低压带、副热带高压带和赤道低压带。通常称它们为“三风四带”。

（3）平均水平环流

I对流层中部（500hpa）：

冬季北半球对流层中部环流的最主要特点是盛行着以极地为中心的沿纬圈的西风环流，西风带上有行星尺度的平均槽、脊。其中有三个明显的槽：一在亚洲东岸（由鄂霍次克海向较低纬度的日本及中国东海倾斜），称为东亚大槽；二是位于北美东岸（自大湖区向较低纬度

的西南方倾斜），称为北美大槽；三是由欧洲白海向西南方向伸展的较弱的欧洲浅槽，是三槽中最弱的一个，在三个槽之间有三个平均脊，分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和青藏高原的北部。

夏季北半球对流层中部的环流与冬季相比有显著的不同，西风带明显北移，等高线变稀，中高纬度的西风带上由三个槽转变为四个槽，其强度比冬季显著减弱。

II对流层底部（即海平面）：

冬季，北半球的主要活动中心是两个低压和几个高压。一个是阿留申低压，与高空东亚大槽相对应；另一个是冰岛低压，与北美大槽相对应。几个高压有西伯利亚高压、北美高压、太平洋高压和大西洋高压。前两个为冷高压，后两个为副热带高压。

夏季与冬季的最突出的差别是冬季大陆上的两个冷高压到了夏季变成了两个热低压：亚洲低压和北美低压。阿留申低压和冰岛低压在夏季虽仍存在，但比冬季弱得多。副热带高压夏季显著北移，海上的两个副热带高压变得非常强大。

半永久性大气活动中心冬夏季均存在，包括冰岛低压、阿留申低压、太平洋副高、大西洋副高、格陵兰高压。季节性活动中心包括亚洲高压、亚洲热低压、北美冷高压和北美热低压。

2.影响大气环流的主要影响因素有哪些？各起什么作用？

1）太阳辐射作用

太阳辐射能是大气环流形成与维持的基本能源，辐射强度随纬度分布的不均匀使温度场的分布随纬度变化而变化，地气系统吸收的太阳辐射能由赤道向两极迅速递减，而系统向宇宙空间发出的红外辐射随纬度变化很小，赤道仅略高于两极，导致低纬度能量盈余，高纬度能量亏欠，能量向极地输送，为了补充输送过程中因摩擦等损失的动能，赤道与极地之间的能量差异就维持一定的数值。

南北方向的温度差产生了高层从赤道指向极地的位势梯度，空气向极地运动并在两极下沉，质量堆形成对流层下部自极地指向赤道的气压梯度力，于是产生自极地向赤道的气流，成为一个闭合环流，称作直接热力环流圈。

2）地球自转

由于地球自转的影响，单一的直接热力环流圈是不存在的，在北半球

由赤道附近上升，向北运动的空气受地转偏向力的作用，逐渐转变为向东的运动，约在30o N 附近气压梯度力与地转偏向力达到平衡，空气运动自西向东，在此发生辐合堆积，同时辐射冷却，使地面气压升高，产生下沉运动，下沉的空气分别向南向北辐散流去，其中向南的气流在地转偏向力的作用下形成东北信风，回到热带辐合带，由此形成哈得来环流。

同理在极地，受地转偏向力的作用，在北半球形成自极地向高纬干冷的东北风，其与从低纬哈得来环流圈的下沉辐散而向北运动的西南暖湿气流相遇，便形成了极锋，暖湿空气沿锋面滑升，到达对流层上部时又南北分流，向北的一支在极地下沉，构成另一个直接环流圈，极地环流。向南的一支在对流层上部与哈得来环流圈高层来自赤道的更暖湿的空气在副热带相遇，形成副热带锋区，继而下沉构成间接环流圈，费雷尔环流。与极锋和副热带锋区分别对应为高空的极锋急流和副热带西风急流，由于地球的自转，这种带状气流常呈波状，使南北之间不同温度的空气进行热量和角动量交换。

3）角动量交换（摩擦和地形的作用）

单位质量空气绕地轴旋转的绝对角动量为：

φφcos cos 22uR R M +Ω= 地面摩擦和大气中的内摩擦时时刻刻都在消耗大气的动能，阻滞大气的运动。

空气与转动地球之间产生了转动力矩，发生角动量输送。通过摩擦作用，大气在低纬东风带获得西风角动量，在中高纬西风带消耗西风角动量；通过山脉的作用，西风带大气损失西风角动量，极地和热带东风带大气获得西风角动量而使东风减速。水平输送是靠平均径向风、定常扰动（如平均槽脊）、非定常扰动（主要靠纬向环流中大型斜槽、斜脊或长轴呈斜向的气旋或反气旋）。垂直输送主要在低纬靠哈德莱环流，在高空西风带靠大型涡旋来维持。

4）海陆分布和大地形对大气环流的影响

I ．海陆分布与平均槽脊的形成

海水比热比岩石大得多，且具有流动性，热容量大于陆地。冬季，大陆是冷源，海洋是热源；夏季，大陆是热源，海洋是冷源。冬季陆地冷海洋暖，陆地上空等压面高度低于海洋，根据位势倾向方程，海洋上空自西向东等压面逐渐升高，大陆东岸形成冷性低槽，而大陆西岸出现高压脊。夏季则相反，大陆东岸上空为高压脊，西岸上空出现低槽。

II ．大地形作用

动力作用：

高原和山脉使气流绕行、分支、爬坡、越过，对大气环流影响显著。 例如，冬季青藏高原位于西风带内，迫使500hPa 以下的西风急流明显分支、绕流、汇合，日本上空出现最大风速中心，形成北脊南槽，对南北两支西风作用稳定，高原南部形成孟加拉湾低槽，我国西南地区处于槽前，常形成西南涡。

高层西风爬坡通过，迎风坡有利于反气旋性涡度加强，背风坡有利于气旋性涡度加强，对东亚大槽的形成有动力作用。北美平均大槽的形成除了海陆热力差异外，落基山脉的作用也很重要。

热力作用：

冬季高原是冷源，形成冷高压，使南支西风急流加速；

夏季高原是热源，高原南侧的温度梯度由北向南，高原南侧西风消失变为东风环流，使该地区的HADLEY 环流反向，气流在高原上升，在赤道地区下沉。高原近地面层是热低压，对流层上层出现最强大的系统——南亚高压，对流层低层出现最深厚的西南季风。

综合影响：

全球最大降水中心位于高原南坡东南部，北部出现降水量很少的沙漠地区；高原的阻挡使高原南部地区很少受到冷空气的直接影响，但在高原以东使冷空气的势力增强，冬季在南海南部出现最强的北半球向南越赤道气流。高原阻碍了水汽的向北输送，使我国西北地区干旱少雨。

3.等压面图上槽脊振幅的变化与哪些因素有关？

根据位势倾向方程：

dt dQ p p R c f p V P f f fV t P f p g g g ??-????-??++??-=????+?σφσζφσ22222

2)()()(以及算子简化：t t P f ??-∝????+?φφσ)(2222

，可知等压面图上槽脊振幅的变化与以下因素有关：

1）相对涡度和地转涡度的地转风平流：短波（波长）的地转涡度平流较小，地转风绝对涡度平流强弱主要决定于地转风相对涡度平流。

在等高线均匀分布的槽中，槽前脊后沿气流方向为正涡度平流，等压面高度降低，槽加深；槽后脊前为负涡度平流，等压面高度升高，脊加强；在槽线和脊线上，涡度平流为零，等压面高度没有变化。

2）厚度平流（温度平流）随高度的变化：暖平流区沿气流方向温度降低，暖平流（绝对值）随高度减弱（随气压增强），等压面高度升高，有利于脊发展；冷平流区沿气流方向温度升高，冷平流（绝对值）随高度减弱（随气压增加），等压面高度降低，有利于槽发展。

3）非绝热加热随高度的变化：非绝热加热随高度增加（强对流潜热加热高度以下各等压面上，如台风系统的发展），等压面高度降低，有利于槽发展；非绝热加热随高度减小（感热加热，如地球表面对大气的加热），等压面高度将升高，有利于脊发展。

判断等压面图上槽、脊振幅的变化时，还应当考虑到：

4）等高线散合（P218）：当等高线呈气旋性曲率并沿气流方向散开，沿气流方向地转风减小，有正的曲率涡度平流，等压面降低，利于槽发展；反之有利于脊发展。定性地，相对涡度平流的作用可概括为（i）对称性槽（脊）没有发展，疏散槽（脊）是加深（加强）的，汇合槽（脊）是填塞（减弱）的。（ii）槽（脊）前疏散，槽（脊）后汇合，则槽（脊）移动迅速；槽（脊）前汇合，槽（脊）后疏散，则槽（脊）移动缓慢。

5）热成风涡度平流表示大气系统的斜压性，对于高空天气系统的发展有很大作用。多数情况下，它与涡度平流的作用相互近似，只在一些特殊情况下两项的作用才不一致，需要分开讨论。（P221—222）当槽中有正的热成风涡度平流，槽将发展；脊中有负的热成风涡度平流，脊将发展。

6）地形（P229）：气流过山时在迎风坡有上升运动，根据位涡守恒原理，气旋性涡度减弱、反气旋性涡度增强，背风坡气流下沉，气旋性涡度增强、反气旋性涡度减弱。因而高空槽移近大山脉时，在山前填塞，山后重新发展；高空脊在山前加强，山后减弱。故西风槽东移时，气旋形成在山脉东边的地区。无明显天气系统东移时，迎风坡常有地形脊，背风坡有地形槽。青藏高原大地形对槽脊影响复杂。气流绕高原而过，出现分支现象，流线（等高线）在高原南侧形成气旋式弯曲，在高原北侧出现反气旋式弯曲。由于侧边界摩擦，高原东南侧形成气旋式涡度（地面图上对应西南涡），在高原东北侧形成反气旋式涡度（对应兰州高压）。槽在高原东、西两侧时移速减慢，在高原上空时移速加快或正常。脊在高原东、西两侧时，移速加快，在高原上空时移速减性或正常。

4. 什么是大气长波？长波的移动受哪些因素影响？

（1）在半球范围的高空图上，中高纬地区的气流是围绕着极地的，波状的西风气流。波状流型的波谷对应着气压槽，波峰对应着高压脊，通常称之为西风波动，其中波长较长、振幅较大、移动较慢、维持时间较长的波称为长波，也称行星波。

（2）当假定大气运动是正压且水平无辐散的，流型具有正弦波形式且宽度很大，南北无变异时，根据位涡守恒原理可求得波动移速：

c L U c ,422πβ-=为波速，U 为纬向基本气流速度，R y f ?βcos 2Ω=??=，L 为

波长。波速公式在600hPa 面上最为适用，因为这层近于无辐散层，与公式条件比较符合。

由长波公式可以得到下列一些结论：

1）波速c 与西风强度U 有关，西风越强，波动向东移动越快；反之，移动越慢。

2）波速c 与波长有关，波长越短，移动越快；波长越长，移动越慢。

3）当其它情况相同时，由于β因子随纬度增大而减小，故波动在高纬度移动较快，在低纬度移动较慢。

4）波动的振幅越大，风的南北分量越大，西风分量越小，波动向东移速就越小，甚至呈静止或西退；反之，当波动振幅越小时，向东移速就越大。

5）长波移动受地形因素影响，例如长波主槽自欧洲移入亚洲时会受到青藏高原阻滞等。

6）当西风强度与波长达到一定数值时，可使c=0，波动静止。静止波的波长为LS=2π(U/β)**1/2，当L 〈 LS ，波动前进；当L= LS 时，波动静止；当L 〉 LS 时，波动西退。

5. 西风带扰动

定义：长波波数的变化及长波的更替称为长波调整。长波调整是全球性的大气环流变化。时间上对应准双周的变化。（寒潮爆发、副热带高压的中期变动、大气环流高低指数之间的转换均与此有关）

特点：不同纬度带上槽脊的同位相迭加使振幅增大、紧邻槽脊的相互影响

上下波游效应和能量频散原理：

上、下游长波系统之间的相互关系，通常称为“上、下游效应”。上

游某地区长波系统发生某种显著变化后，接着以相当快的速度（一般

大于基本气流的速度，也大于波动本身的移动速度）影响到下游地区

长波系统的变化，最后使广大范围内的环流形势发生变化，叫做“上

游效应”；反之，下游某地区长波系统的显著变化，也会影响到上游，使上游环流系统也随之发生转变，则叫做“下游效应”。在长波调整

过程中，以上游效应最为重要。

这种上、下游效应可以用“能量频散”的原理来解释。实际大气中的

波动是由不同振幅、不同频率、不同波长的简单波叠加而成的所谓“波群”。群波的移动速度称为群速度。若群速度与波长有关，则表

示有“能量频散”。罗斯贝波就是一种能量频散波，因为它的群速度

大于波传播的相速度。

6.简述大气环流季节变化的特征

北半球，冬季和夏季大气环流型式是基本的、稳定的，气环流的年变

化基本上是冬季环流和夏季环流两种形式的交替，而春季和秋季为过

渡季节，两次突变分别发生在北半球的六月和十月，相当于夏季和冬

季的来临，突变以亚洲地区最为明显。

冬季环流向夏季环流转换的最主要特征：高原南部的南支西风急流消

失

其他特征：南亚高压跃上高原,副高脊北跳到25N附近,高原上空东风

急流建立,平均槽脊由三变四个。

夏季环流向冬季环流转换的最主要特征：高原南部的南支西风急流建

立

具体来说：

（1）春季来临时的环流特征：

南支西风急流（即副热带急流）的强度在二月底三月初有一次显著的

减弱，由60m/s减至40m/s左右，位臵仍在北纬30度以南。北支西

风急流（即极锋急流）位于北纬40度附近，强度没有变化，为35~40m/s. （2）夏季来临时的环流特征：

六月初南支西风急流由北纬34度突然向北撤退至北纬40度以北，中

心强度稍减弱。高空东风建立，副高脊线北移至北纬25度附近。西

风带平均槽脊由冬季的三个变成四个。低层冬季风退缩到北方，且达

到最弱的程度；夏季风在华南达有极盛，在华中盛行并开始影响华北。中国江淮流域和日本进入初夏梅雨季节。这次变化即所谓的“六月突变”。

（3）秋季来临时的环流特征：

八月末九月初，南支西风急流强度显著加强，由30m/s增至50m/s 并开始向南扩展，中心维持在北纬40度附近。高空东风开始南移。（4）冬季来临时的环流特征：

十月中旬高空西风带明显向南扩展，东风带向南撤退，南支急流迅速建立并南移，基本稳定在北纬30度以南的平均位臵上。北半球西风带由夏季的四槽脊型变成冬季的三槽脊型，东亚沿岸平均槽明显加强，整个东亚地区高空为西风带控制。副热带高压向南退出大陆，地表上蒙古冷高压和阿留低压大大加强，基本变成冬季的型式。冬季中国的天气过程是寒潮过程。冬季冷空气强，影响范围也大，降温和大风是主要的天气现象。

大型降水

1.大型降水分析思路

【持久的作用时间】

1.降雨天气系统移动缓慢甚至停滞不动；

2.多次重复出现降雨天气系统（稳定的环流形式）

【充沛的水汽供应】

水汽的供应取决于两方面：1大气中水汽的含量多（T-Td<5oC）2水汽的输送和累积

【强烈的上升运动】

大尺度天气系统的作用并不是直接造成暴雨的原因，因为垂直速度很小，只有几厘米/秒，在水汽充沛的条件下，造成的降水只有1-2mm/小时或24-48毫米/天，最多达到中-大雨，而达不到暴雨。天气系统在暴雨形成中的作用是制约造成暴雨的中尺度系统的活动和造成水汽的集中。

锋面抬升作用引起的大范围斜压性上升运动

低层辐合、高层辐散引起的大范围动力性上升运动，包括锋面、气旋、低涡、切变线、高空槽等西风带低值天气系统，也包括台风、ITCZ、东风波等热带天气系统，还包括低空急流、气流汇合带等流场系统以及热带云团等系统

中尺度系统引起的强烈上升运动，包括飑线、重力波、中尺度对流辐合体（MCC）、中尺度辐合线等，这种中尺度系统是直接造成局地大暴雨和烈性风暴的主要原因

小尺度局地对流活动引起的上升运动地形引起的上升运动

【有利的地形】

地形的强迫抬升

地形的辐合和阻塞作用，例如喇叭口地形

地形还可起到触发作用，抬升运动或背风波促使潜在不稳定能量释放，激发重力波、中尺度扰动

2.局地强风暴

定义：局地强风暴指在强垂直风切变环境中局地发展起来的强大对流系统。强对流风暴常表现出尺度的组织型式，这些型式中常见的有超线单体风暴、多单体风暴及飑线等。

特点：

1）有一支倾斜的上升气流，倾斜方向可沿环境盛行风方向，或逆盛行风方向，使雨滴主要在上升气流的外面下降，而不致因降水的拖曳作用使上升气流减弱。

2）这支强风暴的上升与下沉气流呈有组织的分布状态，所以能维持稳定的结构，生命期可达几小时以上，比一般雷暴生命史长得多。3）风暴的移动方向与平均风有明显的差异和偏离。

4）可以产生较激烈的天气，如暴雨、大风、冰雹、龙卷等。

以上特点中最主要的一条是强风暴能在风的强垂直切变环境中发展和有一支倾斜的强上升气流。

3.强对流天气的形成条件

（1）位势不稳定层结

位势不稳定层结的建立主要决定于高低空水汽和热量平流的差异。（2）水汽辐合和湿舌作用

为了使强风暴发生发展和维持，必需有丰富的水汽供应，这是风暴的主要能量来源

（3）低空辐合和上升运动

位势不稳定是潜在的，要使它转化为现实还必需有足够的接线员升外力，低空辐合就是抬升外力的一种。

（4）低空急流

低空急流与强对流的发生发展存在着密切的关系。

一是通过低层暖湿平流的输送产生位势不稳定层结；二是在急流最大风速中心的前方有明显的水汽辐合和质量辐合或强上升运动，这对强

对流活动的连续发展是有利的；三是在急流轴之左前方是正切变涡度区，有利于对流活动发生。

（5）高空急流

1）在对流云前半部倾斜上升的气流中凝结释放的大量潜热，正是由于高空急流的强风将它吹到远方，从而不致于在云中造成潜热增暖的空气大量堆聚，使对流云发展的对流性不稳定层结受到破坏。

2）高空急流对应的对流层中下层区域为锋区，天气系统容易得到发展。

3）高空急流还有一种有利于形成冰雹的作用。

（6）环境风的垂直切变作用

1）使上升气流倾斜，因此不会因降水拖曳作用减弱上升气流的浮力。2）可以增强中层干冷空气的吸入，加强风暴中的下沉气流和低层冷空气外流。

3）形成有利于强雷暴发展的位势不稳定。

4）提供位势不稳定释放和强雷暴发生的触发机制。

5）作用于强雷暴发展的组织机制。

（7）环境干空气

强风暴的重要特征，就是风暴单体前后分别有一支斜升气流和下沉气流共存。

环境干空气对风暴单体同时存在增强和减弱作用，这两种作用综合的结果，使云体很快地更替。

（8）地形作用

1）抬升作用

2）辐射作用

（9）其它条件

1）弧状云线与其它边界的相互作用

2）边界层外均匀加热的作用

3）水陆界面产生的对流发展

台风

1.台风的结构

（1）气压场：地面：极低的中心气压和极大的水平气压梯度，靠近副高一侧梯度更大；高空：由于台风是暖心结构，自某一高度处，中转为高压区

（2）温度场：眼区：眼区为暖心，自底层向上，暖心逐渐加强，至250hPa达最强，之后减弱（因为暖心形成原因是水汽上升释放凝结潜热，因此越向上越明显）。眼区中心等温线有向上突起（为台风中心的下沉逆温造成）眼区周围：低层温度梯度小，中上层暖心周围眼壁附近温度梯度大。

（3）湿度场：明显的湿的内核区。中心下沉逆温相对湿度降低（4）流场：

水平结构：外层区，风速向外减弱的螺旋云带；云墙区，有最强烈的对流和大风；眼区，风弱，干暖，少云，有下沉气流。眼区是热带气旋区别温带气旋额主要特征之一。

垂直结构：底层，流入层，气旋式流入，对应螺旋云带；中层，上升气流层，气旋性切向风速大，径向风速小，垂直气流强，对应云墙。高层，流出层，中心附近气旋式流出，外圈反气旋式流出。

（5）云系：眼区：下沉气流，云淡风轻，水汽多，逆温层下产生层积云；云墙：强对流，积雨云。

2.有利于台风发生发展的机制

（1）基本条件（必要条件）

a.要有一个初始扰动。主要为热带辐合带中的扰动，还包括东风波、中高纬长波槽中的切断低压或高空冷涡、斜压性扰动等扰动。

b.足够大的暖性洋面(SST>26.5℃)。感热和潜热的海气交换和动量交换对于热带气旋的维持和发展起着重要作用。热带气旋的发生发展还与海面以下水温的垂直结构有关，

c.一定的地转偏向力作用。一般热带气旋生成在距赤道5个纬距以外的热带洋面上。

d.整个对流层风的垂直切变要小。如果垂直切变小，则凝结释放的潜热始终加热一个有限范围内的同一气柱，而使之很快增暖形成暖中心结构，初始扰动能迅速发展形成热带气旋。

e.高层辐散大于底层辐合。非必须条件，但有利于台风的发展加强。

（2）CISK（Conditional Instability of Second Kind , 第二类条件不稳定）

初始扰动造成边界层摩擦辐合，产生上升运动，形成积云对流，将凝结潜热释放到对流层中上层，在高空形成暖中心，并使高空气压升高，产生辐散。高空的辐散和加热使得地面气压降低，气旋性环流加强，加强辐合。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，导致扰动发展为台风。

台风的发展是中小尺度（积云对流）与大尺度运动相互作用的结果。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。

3.台风的移动

各种力

a.大尺度背景场的气压梯度力

b.作用与整个热带气旋的科氏力

c.内力。内力方向：西北方。台风越强，纬度越低，内力越强。但台风内力作用很小，只有在台风较强，引导气流较弱时，内力才明显。

e.台风登陆后，移动还受地形影响

在只考虑梯度力与科氏力时，气压梯度力与科氏力相平衡，台风移动方向与大型地转流场平均方向相同，即沿引导气流方向移动。

天气学原理复习提纲

第一章大气运动的基本特征 重点及难点：1、影响大气运动的作用力 2、“P”坐标系中的基本方程组 3、风场和气压场的关系 思考题：1。观测者站在转动地球上观测单位质量空气块所受到的力有哪些？写出其表达式及说明物理意义。 2。在“Z”坐标系及“P”坐标系中，固定点温度变化由什么决定？ 3．质量通量散度定义及其表达式是什么？4．及含义是什么？ 5．大尺度系统运动可作为什么处理？ 6．位势及位势高度含义是什么？ 7．实际工作中分析高空图为什么分析等压面图而不分析等高面图？ 8．“Z”坐标系中，水平气压梯度力可以用“P”坐标系中什么表示？ 9．“Z”坐标系及“P”坐标系地转风表达式及其意义是什么？ 10．大尺度系统运动中，低压中心周围风场为什么逆时针旋转？高压中心周围风场为什么顺时针旋转？11．大尺度系统运动中，高压边缘等压线为什么可以分析密集些？风为什么可以加大或无限加大？ 12．热成风表达式及其意义是什么？ 13．正压大气、斜压大气定义及其意义是什么？ 14．解释某气层间风随高度逆转有冷平流。 15．注意地转风，梯度风，热成风在天气分析中应用。 16．会画图分析摩擦层中地转偏差的方向。 17．掌握自由大气中地转偏差分解。 第二章气团与锋 重点及难点：1、锋的空间概念 2、锋及锋面附近气象要素场的特征3、物理解释锋生、锋消的原因 思考题：1。锋、锋区、锋面、锋线定义是什么？ 2．等压面图中，锋区内等温线为什么会密集？ 3．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式是什么？其意义如何？4．会画冷式、暖式锢囚锋剖面图。 5．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面附近气压场、风场、变压场有何特征？ 6．锋生条件是什么？锋生锋消公式及其物理意义请说明。 7．稳定大气与不稳定大气中，冷锋爬山是锋生还是锋消？ 第三章气旋与反气旋 重点及难点：1、用涡度方程及位势倾向方程解释天气系统的发生发展 2、用“ω”方程诊断天气系统的上升及下沉运动区 3、用动力因子及热力因子解释高空槽及温带气旋变化 思考题：1。垂直方向绝对涡度表达式是什么？ 2．涡度方程物理意义是什么？ 3．位势倾向方程及“ω”方程物理意义及其应用。 4．动力因子热力因子指什么？在天气预报中如何应用？ 5．气旋再生与气旋族含义是什么？ 6．解释江淮气旋生成两种方式。 第四章大气环流 重点及难点1、控制大气环流的基本因子与模型 2、急流 思考题：1。季风定义是什么？ 2．控制大气环流基本因子是什么？3．解释哈得莱、费雷尔、极地环流圈的形成。 4．极锋锋区与副热带锋区有何不同？ 5．请解释夏季西太平洋副热带高压形成。 第五章天气形势及天气要素的预报 重点与难点：1、用运动学方法预报天气系统变化 2、高空与地面形势预报方程 3、

天气学原理 大气科学课程复习提纲

一、名词解释 1、江淮气旋：江淮气旋四季均有，春和初夏较多，主要发生在江淮气旋生成于长江中下游、淮河流域、湘赣地区。江淮气旋是造成江淮地区暴雨的重要天气系统，强降水、夏季暴雨系统。迅速发展的江准气旋并伴有较强的大风：暖锋前有偏东大风，暖区有偏南大风，冷锋后有偏北大风。气旋东部出现平流雾、低云。天气现象有：1）江淮气旋是造成江淮地区暴雨的重要天气系统：强降水、夏季暴雨系统。2）迅速发展的江准气旋并伴有较强的大风：暖锋前有偏东大风，暖区有偏南大风，冷锋后有偏北大风。3）气旋东部出现平流雾、低云。 2、大气环流:大气环流是指全球范围的大尺度大气运行的基本状况。水平尺度数千公里以上，垂直尺度10公里以上，时间尺度几天。大气环流的异常变化不但影响着天气的类型和变化而且影响着气候的形成。（大气环流的季节转换：（1）北半球大气环流的季节特点：①11月～５月为冬季环流型：西风带三个长波槽，西风急流强，位置偏南，东亚南北两支西风急流。②７月～９月为夏季环流型：西风带四个长波槽，西风急流弱，位置偏北，东亚一支西风急流。（2）两次季节突变：①6月突变——冬季环流型转为夏季环流型②10月突变——夏季环流型转为冬季环流型。） 3、冷锋: 锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动，这种锋面称为冷锋。冷锋在我国一年四季都有，尤其在冬半年更为常见。锋前坏天气：冷锋前部天气较差，锋后偏北风加大，云层变薄，天气转好。锋后坏天气：降水出现在冷锋过后。 4、暖锋:锋面在移动过程中，若暖气团起主导作用，推动锋而向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。暖锋多在我国东北地区和长江中下游活动，大多与冷锋联结在一起。天空状况较差，暖锋前后均可能出现降水。 5、静止锋: 当冷暖气闭势力相当，锋面移动很少时，称为准静止锋，实际工作中，一般把6小时内(连续两张图上)，或 24小时移动在2个纬度之内，而锋面位置无大变化的锋定为准静止锋或简称为静止锋。云系出现在锋面以下，无显著降水，有雨量极小的零星降水。云系在锋面上方，降水明显。准静止锋停滞地区易形成连阴雨天气。 6、铟囚锋: 暖气团、较冷气团和更冷气团三种性质不同的气团相遇时先构成两个锋面，然后其中一个锋面追上另一个锋面，即形成锢囚。我国常见的是锋面受山脉阻挡所造成的地形锢囚；或冷锋迫上暖锋，或两条冷锋迎面相遇形成的锢囚。它们迫使冷锋前的暖空气抬离地面，锢囚到高空。我们将冷锋后部冷气团与锋面前面冷气团的交界面，称为锢囚锋。锢囚锋附近天气最恶劣。 如果锋前的冷气团比锋后的冷气团更冷,其间的锢囚锋称为暖式锢囚锋；空间剖面图上原来两条锋面的交接点称为锢囚点；如果锋后的冷气团比锋前的冷气团更冷，其间的锢囚锋称为冷式锢囚锋；如果锋前后的冷气团无太差别，则其间的锢囚锋称为中性锢囚锋。 7、寒潮: 寒潮天气过程是一种大规模的强冷空气活动过程，且过程降温超过10°C。根据中国气象局规定，当冷空气侵入后，凡气温在24小时内剧降10℃以上，最低气温降至6℃以下者称为寒潮。寒潮天气系统包括极涡、极地高压、寒潮地面冷锋、寒潮地面冷高压。 寒潮天气过程：（1）寒潮中期天气过程：倒Ω流型、极涡偏心型、大型槽脊东移型。（2）寒潮短中期天气过程：小槽发展型，横槽型、低槽东移型。倒Ω流型的特点：（1）初始阶段：在两个大洋北部有脊向极地发展，作为整个过程的开始。（2）酝酿阶段：大倒Ω流型向亚洲地区收缩，乌拉尔山和鄂霍次克海建立暖性高压脊，亚洲极涡加强并南压，形成了东亚地区的倒Ω流型。（3）爆发阶段：中纬度长波急速发展，或横槽转竖，或横槽南压，引导冷空气侵袭我国。最后东亚大槽加深并重建，过程结束。 8、MICAPS：Micaps系统是气象信息综合分析处理系统的英文缩写。Micaps是与卫星通讯、数据库配套的支持天气预报制作的人机交互系统。主要功能是通过检索各种气象数据，显示气象数据的图形和图像，对各种气象图形进行编辑加工，为气象预报人员提供一个中期、短期、短时天气预报的工作平台。 9、锋、锋区、锋面、锋线: 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。这一过度区域也称为锋区。锋区的水平宽度约几十到几百公里，一般是上宽下窄。天气图上由于比例尺小，锋区的宽度表示不出来，可以把它看作空间的一个面，称为锋面。锋面与地面的交线，称为锋线。锋面在空间呈向冷区倾斜状态，冷空气在下，暖空气在上。 锋按移动分类：冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋；按锋伸展高度分类：对流层锋：地面——对流层顶、地面锋：低层锋——700hap 以下、高空锋：500hap以上，不接地；按大气环流分类分为冰洋锋(北极锋)、极锋、副热带锋（热带锋）。 10、北方气旋:位于45N—55N，包括蒙古气旋（生成于蒙古中部、东部）、东北气旋（活动于我国东北地区）、黄河气旋（生成于河套、黄河下游）、黄海气旋（活动于黄海地区）。

南京信息工程大学卫星气象学期末复习

一、名词解释 倾角：卫星轨道平面与赤道平面间的夹角。 截距：卫星绕地球一周地球转过的度数，截距是连续两次升交点之间的经度差。 空间分辨率：是指卫星在某时刻观测到地球的最小面积亦即指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。（像元，物象点，像素） 亮度温度：若实际物体在某一波长下的光辐射度(即光谱辐射亮度) 与绝对黑体在同一波长下的光谱辐射度相等,则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度 反照率：目标地物的反射出射度与入射度之比，即单位时间、单位面积上各方向出射的总辐射能量(M)与入射的总辐射能量(E)之比。 结构型式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物像点的分布式样。 纹理：表示云顶表面或其他物象表面光滑起伏程度的判据。 二、选择题 1、如果卫星是前进轨道，则卫星运行方向是西南→东北（正面），西北→东南（背面） 如果卫星是后退轨道，则卫星运行方向是东南→西北（正面），东北→西南（背面） 2、卫星轨道的形状决定于：入轨速度与方向，方向与地面平行 3、若有一张冬季的云图上中高纬度地区色调较暗（浅），则这一张云图一定是可见光云图（红外），其原因是太阳高度角低，与太阳辐射有关。 4、如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是中云。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈白色，这目标物可能是卷云。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈暗色，这目标物可能是薄中云、层云和雾（低云）。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈白色，这目标物可能是Cb云（积雨云）。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是夏季沙漠。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是青藏高原。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是海洋暖水区。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈浅，这目标物可能是海洋冷水区。 5、大范围云系的分布呈带状，且呈气旋性弯曲，这云带是冷锋云带。 大范围云系的分布呈云区，且云向北凸起，这云带是 暖锋云带。 大范围云系表现为平直云带，这云带是静止锋云带。 6、辐射率正确表示： Ωx=sinθcosφ 辐射吸收正确表达式： 光学厚度表达式：λ τa=?1s s a ds kρλ 1、太阳同步卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的 取向，为实现太阳同步轨道，必须采用倾角>90 ?? 的 2、静止气象卫星的倾角为0度，轨道平面与赤道平面重合，周期为地球自转周期23小时56分4秒。 3、卫星在0.58~0.68和0.725~1.10μm测量的是来自地面和云间反射的太阳辐射，其取决于太阳天顶角和物体反照率。 4、卫星仪器在10.5~12.5μm测量的是来自目标物自身发射的辐射，将测量的辐射转换为图象，其色调越暗，表示辐射越强，温度越高。可以用于估计地面、云面的温度分布 5、卫星在3.55~3.93μm白天测量的是来自反射的太阳辐射发出的和物体自身发射反射的辐射。可用于识别夜间雾和层云监测卷云 6、中云的型式有涡旋状、带状、线状、逗点状，其色调在红外图上呈中等程度的灰色，可见光云图上呈现为白色。 7、积雨云（Cb云）在可见光和红外云图上的色调最白，高空风大时，其呈近乎圆形；而高空风大时，其呈椭圆形，顶部出现卷云砧。 8、层云的边界光滑整齐清楚，纹理光滑均匀。 9、积云浓积云的边界不整齐不光滑，纹理多斑点多皱纹。 10、开细胞状云系呈指环状或U型，由积云浓积云组成，出现在地面气流呈气旋性弯曲的不稳定的冷气团内。 11、逗点云系可以认为是由于闭合气旋性环流与云区相迭加形成的，其头部与变形场气流相联系，尾部云带与高空槽前的西南气流相联系。 12、斜压叶云系的北界呈S形，其东部以卷云为主，越往西，云顶高度越低。 13、活跃的冷锋云系表现为一条连续完整呈气旋性弯曲的云带，其位于500百帕高空槽前的西南气流里。当冷锋云系前后边界不整齐时，地面冷锋的位置定在云带中云系由稠密到稀疏的地方。 14、暖锋云系长宽之比很小，顶部卷云覆盖。 15、静止锋云系没有云系弯曲，其前界常出现枝状云带云系。 16、锋面气旋云系在波动阶段时，云系向冷气团一侧凸起，中高云增多，云带变宽；发展阶段云系隆起越来越明显，其后界向云区内凹进，表明干冷空气开始侵入云气，在锢囚阶段时，出现明显的干舌，云带伸到气旋中心；成熟阶段螺旋云带围绕中心旋转一周以上，干舌伸到气旋中心，水汽来源切断。 17、高空急流云系以卷云为主，其左界光滑整齐，且与急流轴相平行。 1、如果卫星的倾角等于180o，试问实现卫星每隔4、6、8小时观测同一地点的卫星周期应是多少？8h 地球每小时转15，则4小时自转60，故卫星4小时绕地球转动300，故卫星每小时转75，T=360/75=4.8h 地球每小时转15，则6小时自转90，故卫星6小时绕地球转动270，故卫星每小时转45，T=360/45=8h

南信大天气学原理重点复习

天原复习题 1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些各作用力定义、表达式及意义如何 答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。表达式： 拉普拉斯算子： -▽p为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G的大小与ρ成反比，与▽p的大小成正比 G的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K：万有引力常量，M：地球质量， a：空气块到地心的距离 大小：不变，常数方向：指向地心。 （3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式： 其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。 表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外2.地转偏向力(科氏力） 观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式： V A ? Ω - =2 地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A才存在。（2）与速度夹角也成正比。 水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x方向和y方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。 地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w和Az的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧。 3.重力：地心引力与惯性离心力的合力。表达式： 大小：随纬度增大而增大，因为惯性离心力大小与纬度成反比，重力大小与惯性力离心力成反比。 2

卫星气象学复习题

1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。 （1）极轨卫星（太阳同步轨） 1）优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 2）缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。 (2)静止卫星 1）优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。2）不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。 ③卫星轨道有限。 2、什么是可见光云图？有什么特征？ 可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小则用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。 特点： 1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗 （1）水面反照率最小，厚的积雨云最大 （2）积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分 （3）薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分 2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，太阳高度角越大光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小 3、什么是红外云图？有何特征？ (1). 卫星在红外波段选用的通道有：3．55—3．93微米和10.5—12.5微米。把3.55—3.93微米通道云图称短波红外云图，而把10.5—12.5微米通道云图称长波红外云图。被测物体温度越高，卫星接收的辐射越大，温度越低，辐射越小。将这种辐射转换成图象，辐射大温度高用黑色表示，辐射小温度低用白色表示。即为一张黑白色红外云图。红外云图是一张物体的亮度温度分布图，而不是实际的温度分布图。 (2). 红外云图的特点 ①红外（IR）图象表示辐射面的温度。在黑白图象中，暗色调代表暖区，亮色调代表冷区。云由于其温度比较低而通常显得比地表白。在这一点上，红外（IR）图象与可见光（VIS）图象有些相似，但在其他方面，两种图象之间存在重要的差异。 ②云顶温度随高度递减，在红外（IR）图象中，不同高度上的云之间存在鲜明的对照。 ③陆表和洋面之间有强烈温度反差的地方，海岸线在红外（IR）图象上清晰可见，白天，陆地可比海洋显得更暗（更暖），但在夜间，陆地可比海洋显得更亮（更冷）。当陆表和洋面的温度相同时，从红外（IR）图象上，将识别不出海岸线。陆地和海洋之间的温度反差在夏季和冬季最大，在春季和秋季最小。 ④在红外（IR）图象上卷云清晰可见，尤其是当它位于比它暖得多的地面之上时。可提供有关云纹理结构的信息。 ⑤红外（IR）资料可以定量应用，根据观测到的云温来估算相应的云顶高度。增强处理多采用红外云图。 4、什么是水汽图像？有何特征？ (1) 红外波段5．7—7．3微米是水汽强吸收带，中心波长约为6．7微米。卫星在这一吸收带测得的辐射主要是大气中水汽发出的。将卫星在这一波段测得的辐射转换成图象就得到水汽图，通常在水汽图上色调

天气学原理知识点汇总分解

集训天气学原理知识点汇总(2014.09.12) 1、大气运动受(质量守恒)、(动量守恒)和(能量守恒)等基本物理定律支配。 2、影响大气运动的真实力有(气压梯度力)、(地心引力)、(摩擦力)；影响大气运动的视示力有(惯性离心力)、(地转偏向力)。 3、(1)气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，叫气压梯度力，由表达式可知，气压梯度力方向指向—▽P 的方向，即(由高压指向低压)；气压梯度力的大小与(气压梯度)成正比，与(空气密度)成反比。 (2)摩擦力：单位质量气块所受到的净粘滞力 (3)惯性离心力：R C 2Ω= (4)地转偏向力： V 2 ?Ω-=A ，地转偏向力有以下几个重要特点： ①.地转偏向力A 与Ω 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以A 在(纬圈)平面内； ②.地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块(不做功)，它只能改变气块的(运动方向)，而不 能改变其(速度大小)。 ③.在北半球，地转偏向力A 在V 的(右侧)，南半球，地转偏向力A 在V 的(左侧)。 ④.地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏向力消失。 (5)重力是(地心引力)和(惯性离心力)的合力，但是地球是椭圆的，任何地方重力都(垂直于水平面)。重力在赤道(最小)，极地(最大)。 4、温度平流变化：气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。 温度对流变化：空气垂直运动所引起的局地温度变化。 局地温度变化=个别变化+平流变化+对流变化 5、连续方程的表达式: 0)(=??+??V t ρρ 表示大气(质量守恒定律)的数学表达式称为(连续方程)。其中)(V ρ??称为质量散度(单位体积内流体的净流出量，净流出时散度为正，净流入时为负)。 6、(尺度分析)是针对某种类型的运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。(零级简化方程)，就是只保留方程中数量级最大的各项，略去其他各项。一级简化方程，是除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项。 7、重力位势：单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所做的功。位势的单位是(焦耳/千克)。 8、地转风：对中纬度天气尺度运动而言，在水平方向上(地转偏向力)和(气压梯度力)平衡的风称为地转风，ρp G ?-=

《应用气象学》课程复习提纲

知识点准备（题型：填空、选择、名词解释、简答） Chap1 绪论 1、开展应用气象学研究的意义 2、开展应用气象学研究的途径与方法 3、科学系统的行业气象指标，应具有的“三性”和“二化”主要是什么？ Chap2 农业气象 1、农业气象学概念 2、农业气象学研究的主要内容 4、太阳辐射对农作物生长发育和产量的影响——光强、光质、光周期几个方面涉足的基本概念、基 本理论。 5、热量条件对农作物生长发育和产量的影响----三基点温度、五基点温度、农业界限温度、积温、温 周期方面涉足的基本概念、基本理论 6、水分条件对农作物生长发育和产量的影响--作物的需水规律、大气降水的影响、土壤水分类型及 其有效性、田间持水量、凋萎湿度、水分关键期等基本概念 7、CO2对农作物生长发育和产量的影响-----农田上CO2 的日变化和垂直变化 8、农业上主要气象灾害类型及各灾害的分类 9、农业气候指标的表达形式及举例 Chap3 建筑工程气象 1、风与城市规划， 2、如何改善建筑日照条件 3、城市建设对局地气候的影响 4、采暖区划的气象指标 5、全国集中采暖区划标准及我国划分情况 6、采暖室外计算标准 7、冻胀划分及其强弱的表示方法 8、气象信息，天气预报在建筑施工中的应用 9、基本雪压、基本风速、基本风压定义 10、外场施工的天气影响 11、风速、风压在非规定高度处的计算 Chap4 交通运输与气象 1、飞行湍流、飞机积冰、海洋气象导航、公路翻浆、温度力、锁定轨温、飞机颠簸等定义 2、飞机飞行的基本原理及气温、风、气压对飞行的影响 3、高原机场跑道与一般机场跑道哪个更长？为什么？ 4、影响飞机飞行的气象要素以及机场关闭的标准 5、低空风切变定义及各类低空风切变对飞机飞行、起飞、降落的影响

天气学原理复习要点

《天气学原理》复习要点 （朱乾根，第四版） 1、寒潮天气过程： 预报着眼点 冷空气路径： 关键区：西伯利亚中部 重要天气系统：极涡、极地高压、寒潮地面高压、寒潮冷锋 中短期天气过程的三种类型：小槽发展型、低槽东移型、横槽型 关键系统：乌拉尔山地区高压脊发展是寒潮中短期关键系统，五天以上是北大西洋和北太平洋的高压脊 2、降水天气过程： 一般降水形成条件：水汽、垂直运动、云滴增长 暴雨形成条件：充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间 暴雨预报着眼点： 我国大雨带的活动情况：江南春雨期、华南前汛期、江淮梅雨、华北和东北雨季、华南后汛期、淮河秋雨期 江淮梅雨的环流特征：高层、中层、低层、底层 江淮切变线的形成和转换 西南涡的形成、移动、发展和天气 高空冷涡的形成 低空急流的定义、形成和维持机制、与暴雨的关系 与中尺度雨团相配合的几种中尺度系统（P385-387） 对称不稳定的定义及静力稳定度判据（P392） 暴雨中尺度系统的触发条件（P395-396） 不同高度急流对暴雨生成的作用（P398-399） 3、雷暴的三个阶段及各阶段的主要特征（P401） 强雷暴与一般雷暴的主要区别（P403） 超级单体风暴的结构特征 飑的定义（P406） 冰雹云的主要特征（P408-409） 龙卷定义（P410） 中尺度的尺度范围（P411） 飑线和锋面的区别（P414） 中小系统和大系统的比较（P417）——天气现象剧烈程度 层结曲线；状态曲线；抬升凝结高度；自由对流高度（P423） 气块静力稳定度判据（P422） 对流性天气形成的基本条件（P425） 对流天气的触发机制（P428-430） 强雷暴发生发展的有利条件（P431-432） 雷暴云的平移和传播（P434） 雷暴天气预报的着眼点（P436） 几类强对流天气预报的着眼点；

卫星气象学期末复习重点

精心整理倾角：这是指卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角，单位度。 轨道周期：指卫星绕地球运行一周的时间。 星下点：?指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点，用地理坐标的经纬度表示。太阳同步卫星轨道?：卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。由于这一种卫星 或辐射温度。 空间分辨率：指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。 相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为p(θ)，θ为散射角。 云带:带状云系宽度大于一个纬距称做云带。

纹理:纹理是指云顶表面或其它物像表面光滑程度的判据。 涡旋云系:涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。 色调：也称亮度或灰度，指卫星云图上物像的明暗程度。 结构形式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度 雹暴云团与暴雨云团的特点： 雹暴云团特点: 1.云团初生时表现为边界十分光滑的具有明显的长轴椭圆型，表明出现在强风垂直 切变下，长轴与风垂直切变走向基本一致；在雹暴云团成熟时，云团的上风边界十分整齐光滑，下风边界出现长的卷云砧，拉长的卷云砧从活跃的风暴核的前部

流出，强天气通常出现于云团西南方向的上风一侧，可见光云图上出现穿透云顶区(风暴核)，红外云图上有一个伴有下风方增暖的冷v型。出现大风的边界常呈出现大风的边界长呈现出弧形，这时整个云型可以为椭圆型，有事表现为逗点状云型。 2.飑线云团按其尺度可以再分成两种情况，一种是云团尺度较大时(约2个纬距）， (约1 3. 4. 1. 2. 孤立，四周很少有中低云相伴。 3.暴雨云团一般出现于急流云系的右侧，源源不断暖湿气流头部、脊线处，而且在靠赤道一侧不存有急流;暴雨云团也可出现于急流左侧，但云团远离急流轴，无强风垂直切变。

上海天气学原理和方法试题(有答案)

简答题（上海）： 1、大气运动系统的分类与特征尺度？（p25） 2、我国境内冬夏两季气团活动特点。（p62） 3、影响锋生锋消的因素主要有哪些？（p105-106） 4、我国有利锋生的天气形势有哪些？（p104） 5、东亚气旋再生的形式有哪几种？（p130） 6、简叙北半球对流层中部（500hpa ）夏季与冬季平均环流特点？ 7、简叙青藏高原对大气环流的影响？ 8、简叙经典统计预报法、PP 法、MOS 法及异同点？ 9、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。 )()()() (y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ??+??-??+??-????-????=+ξωωξ 10、简叙横槽转竖前常有的特征？ 11、阐述飑线和锋面的区别。（P415） 12、SR 风暴的特征是什么？（P406） 13、低空西风急流对暴雨的作用如何？（P400） 14、台风移动路径客观预报动力学方法的两类基本模式是什么？（P533） 填空题： 1、高空锋区是（对流层）和（平流层）之间显著的质量交换区。 2、气旋的活动和能量过程主要集中在（行星边界层）和（对流层）上部。 3、大气运动受（质量）守恒、（动量）守恒和（能量）守恒等基本物理定律所支 配。（p1） 4、气压梯度力与（气压梯度）成正比，与（空气密度）成反比。（p2） 5、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。对于水平 运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小 与（相对速度）的大小成比例。（p9） 5、大气运动系统按水平尺度可分为（行星）尺度、（天气或大）尺度、（中）尺

天气学原理知识点汇总

气团与锋 1. 气团气团性质的改变是如何发生的？ 气团是空气在气团源地经过对流、湍流、辐射、蒸发等物质和热量交换作用后，取得与下垫面相同的物理属性而形成的，当它离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，二者之间又会产生水汽与热量交换，气团的物理属性发生变化，即发生气团变性。老气团的变性亦是新气团形成的过程。 2. 锋附近要素场的分布特征 T（温度）场：水平温度梯度大（等温线密集）；垂直温度梯度小（因下面是冷气团，上为暖气团，会出现温度垂直减率很小的情况甚至出现逆温）；等位温线密集（锋区内，特别大，强稳定层）。 P（气压）场：等压线通过锋面时呈气旋式弯折，且折角指向高压；锋线一般位于地面气压槽内；锋区内等压线( 等高线) 的气旋式曲率大。 变压场：暖锋前负变压明显；冷锋后正变压明显。（地面变压与温度平流的关系：冷平流使地面气压增加，暖平流使地面气压减小） 风场：（前提：不考虑摩擦，认为满足地转关系）锋线附近的风 场具有气旋式切变，这种现象在有摩擦的地方更为明显。 3. 锋的强度的变化 （1）补充一些： 如何确定锋的强度（简单的说：锋的强度可用锋面两侧的温度差与水平距离（多用纬距）的比值来表示） 850hPa 锋区内温度梯度判断，等温线越密集，锋区越强；剖面 图上锋区内等位温线越密集、等假相当位温线折角越明显对流运动越强烈，锋区越强；各高度层对比，锋面坡度越小，锋面两侧温度差则 越大，锋区越强。 （2）锋强度的变化 锋强度的增强、减弱可以用锋生锋消的条件来判断。

锋生函数可以表示为：F T n v n n (r r) d w n 1 c p n ( dQ dt ) F = 水平运动（f1 ）+ 垂直运动（f2 ）+ 非绝热加热项（f3 ）F>0:锋生；F<0: 锋消。 影响锋生锋消的因素（影响锋强度变化的因子） i ．水平运动f1 若水平气流沿着温度升度方向是辐合的，当f1>0 ，有锋生作用。 若水平气流沿着温度升度方向是辐散的，当f1<0 ，有锋消作用。 有锋生作用并不一定有锋生成，还要求在相当广阔区域内，温度梯度或速度梯度都不能呈线 性分面。 ii ．垂直运动的影响f2 若大气层结稳定( d )，w 表示xyz 坐标下的垂直速度，当暖气团 w n 中下沉w 0 ，冷气团中上升w 0 ，即时，F2〉0，有锋生作用，反之有锋消作用；若大气层结不稳定( d ) ，当暖气团中上升w 0 ， w n 冷气团中下沉w 0 ，即 时，F2〈0，有锋生作用，反之有锋消 作用。 iii ．非绝热加热f3 冷空气冷却，暖空气加热最为有利于锋生。非绝热过程的凝结潜 热释放多在锋区暖空气一侧，因而有助于锋的生成及加强。 4. 地面图上锋移动速度的判断 p 1 p 2 C t p 1 t p 2 i ．根据锋面移动速度公式x x ，地面图上锋的移动速度与附近变压梯度成正比，与附近气压槽深度成反比； ii ．地面锋的移动与锋线两侧风场的分布情况有关，即决定于锋两侧垂直于锋线的风速分量，锋沿着垂直于锋的气流方向移动，在不考虑其它因素的前提下，风速越大移动越快；

雷达与卫星气象学总复习

前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。

9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。

天气学原理和方法(1-5)

天气学原理和方法

第一章大气运动的基本特征 地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。 第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析 一、旋转坐标系中运动方程 1. （绝对速度）与（相对速度）

假设 t时刻一空气质点位于P点，经t 时间，质块移到Pa点，地球上的固定点P移到了Pe位置位0 移为R，质块相对固定地点的位移为R， 图1.1 旋转坐标系 显然 当0位移很小时 单位时间的位移为 由此得 此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和 2．与的关系 地球自转角速度为 则 于是 由此可得微分算子

将微分算子用于则有 再将代入上式右端得 （*）式中为地转偏向力加速度，即柯氏加速度 为向心力加速度 3．牛顿第二定律 单位质量的空气块所受到的力 在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有 + ：地心引力 F：摩擦力 将此式代入（*）式： 二、作用力分析 1．气压梯度力

①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力 ②表达式G=-(1.1) ③推导： 图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量x方向：B面P A面：-（P+ 净压力：- 同理y方向： z方向： 净空气总压力

气象学复习提纲与资料

绪论： ⒈气象学划分：主要有天气学，气候学，大气物理学，动力气象学，应用气象学，大气探测学以及人工影响气象学等。 ⒉农业气象学概论：农业气象学是研究气象条件和农业生产相互关系及相互作用规律的一门学科。 主要任务有： ⑴农业气象基础理论的研究 ⑵农业气象情报和预报 ⑶农业气候资源的开发利用与保护 ⑷农业小气候的利用与调节 ⑸农业气象灾害规律的掌握及灾害防御 ⑹农业气象检测 ⒊大气的组成：干空气（氮气，氧气，氩气等），水分和固体杂质（气溶胶粒子） 大气垂直结构：对流层（集中了3/4的大气质量和几乎所有的水汽），平流层，中间层，暖层，散逸层 对流层特点： ⑴温度随高度的升高而降低 ⑵有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动 ⑶气象要素水平分布不均匀 ⒋大气污染概念：由于自然过程和人类活动的结果，直接或间接地把大气正常成分之外的一些物质和能量输入大气中，其数量和强度超出了大气的净化能力，以致造成伤害生物，影响人类健康的现象称为大气污染。 其分类： ⑴固体或液体的微粒痛称为气溶胶粒子。⑵气态化合物通称为化学污染物。 其三个环节：即空气污染物由污染源排出；经过大气运送；到污染对象 第一章 ⒈太阳高度角：太阳平行光线与水平面的交角称为太阳高度角。简称太阳高度。 赤纬：是太阳光线垂直照射地球的位置。用阳光直射点的地理纬度表示 方位角：太阳光线在水平面上的投影与当地子午线间的夹角称为太阳方位角 ⒉可照实数：在天文学上，其地的昼长是指从日出到日没太阳可能照射的时间间隔，也可称为可照实数。全天可照实数：t=2W?/15°（W?为时角） 实照实数：将日中太阳直接照射地面的实际实数称为实照实数。太阳直接照射的实际实数会短于可照实数 为了区别于可照时间，把包括曙暮光在内的日长时间称为光照时间 光照时间=可照时间+曙暮光时间 ⒊太阳辐射通过大气后减弱的规律 太阳辐射在通过大气层到达地面的过程中，由于大气对太阳辐射有吸收，散射，反射的作用，使得投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面 ㈠、大气对太阳辐射的吸收： ⑴氧气对波长小于0.2nm的紫外线有较为明显的吸收作用 ⑵臭氧能强烈吸收短波辐射 ⑶二氧化碳和水汽的吸收带主要是在红外线区

《天气学原理》复习重点(上)

天气学原理 Char1大气运动的基本特征 1、真实力：气压梯度力、地心引力、摩擦力 （1）气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，由于气压分布不均匀而产生（2）地心引力：地球对单位质量空气的万有引力 （3）摩擦力：单位质量空气受到的净粘滞力 2、视示力：惯性离心力、地转偏向力 惯性离心力：地球受到了向心力的作用却不作加速运动，违背牛顿第二定律，为了解释这种现象引入惯性离心力，其大小与向心力相等而方向相反。 C=Ω2R 地转偏向力：由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违背牛顿第二定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立。 地转偏向力的特点：A= -2Ω×V （1）地转偏向力A与Ω相垂直，在纬圈平面内 （2）地转偏向力A与风速V垂直，只改变气块运动方向，不改变其速度大小 （3）在北半球A在水平速度的右侧，在南半球A在水平速度的左侧 （4）地转偏向力的大小与相对速度成正比，V=0时，A=0；只有在做相对运动时A才存在重力：地心引力与惯性离心力的合力。重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大。 3、地转偏向力与水平地转偏向力有何相同与不同？ 水平地转偏向力：大气中垂直运动一般比较小，气块的运动主要受x方向和y方向的影响。

通常情况下w很小，因而近似有Ax=2Ωv和Ay= -2Ωu。对水平运动而言，北半球Ax、Ay使运动向左偏，南半球右偏。 地转偏向力：包括垂直运动。 4、控制大气运动的基本规律：能量守恒、质量守恒、动量守恒 牛顿第二运动定律——运动方程 质量守恒定律——连续方程 能量守恒定律——热力学能量方程 气体实验定律——气体状态方程 5、温度平流变化 -V·▽hT是气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献，称为温度平流变化。-▽T温度梯度由高温指向低温。 当-V·▽hT<0时，有冷平流，夹角为钝角，风从冷区吹向暖区，使局地温度降低。 当-V·▽hT>0时，有暖平流，夹角为锐角，风从暖区吹向冷区，使局地温度升高。 对流变化：空气垂直运动引起的局地温度变化 6、质量散度和速度散度 质量散度：▽·(ρV)单位体积流体的净流出量。净流出时散度为正，净流入时散度为负。 速度散度：▽·V流体在单位时间内的相对膨胀率。▽·V>0时，体积增大辐散。 不可压缩流体：速度散度为零

卫星气象学复习课

卫星气象学复习课 第一章绪论 1、卫星气象学与卫星遥感 气象卫星、卫星气象学、遥感及其分类；气象卫星遥感； 2、气象卫星的种类及我国气象卫星发展概况 第二章卫星运动规律和气象卫星轨道 1、卫星的轨道参数 地理坐标中的轨道参数：星下点、升交点和降交点、截距、倾角 2、气象卫星轨道的分类（按卫星轨道参数分类：如倾角、高度、偏心率） 第三章卫星遥感辐射基础 1、电磁波段的划分 2、辐射能、辐射通量、辐射通量密度、吸收率、发射率、黑体、灰体 第四章卫星观测仪器和观测要素及分辨率 1、卫星探测分辨率 卫星探测的分辨率有三种：空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率和时间分辨率；几种分辨率之间的关系； 2、卫星对地的扫描方式大致有四种： 1）单个探测器线扫描 2）多探测器扫描 3）线性阵列探测器前推式扫描 4）圆锥扫描： 2、卫星云图的图像表示和增强处理 图像的数字化、卫星云图的增强处理（反差增强、分层增强） 第五章卫星云图分析基础 1、可见光云图的基本特点：可见光云图色调的主要影响因子—反照率和太阳高度角 2、红外云图的基本特点：影响红外云图色调的因子； 3、卫星云图上识别云的六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理 4、卫星云图上各类云的识别：积云、积雨云、卷云、层云等 第六章中纬度天气系统的卫星云图分析 1、大尺度云系类型：带状云系、涡旋云系

2、逗点云系、斜压叶状云系、变形场云系、细包状云系（云型及其与高低流场的配置） 3、水汽图的边界分析：头边界、内边界、干涌边界和底边界、回流边界 4、利用卫星云图分析500hPa槽线： 1）逗点云系定槽线；2）由大片中高云云区定槽线位置； 5、卫星云图确定地面高压脊线位置； 6、利用卫星云图确定地面冷锋的位置；冷锋云系的强度变化、我国南方冷锋云系及其移动特征。 7、暖锋云系、锢囚锋云系、静止锋云系的云图特征 8、我国夏季梅雨锋云系特点 9、确定高空急流轴的四条规则 第七章卫星云图在热带天气分析和预报中的应用 1、热带地区云的类别和云系的尺度分类 2、热带云团的垂直空间结构、云团种类； 3、热带辐合带(ITCZ)云系特点，及其长、短期变化特征；热带辐合云带的类型； 4、台风的云系结构、判断热带扰动发展成台风的云图特征、台风云型的主要类型、卫星云图上确定台风中心。 5、热带气旋强度的估算方法--Dvorak方法的基本思路 6、热带气旋路径的卫星云图预报方法： 1）由台风环境云场预报台风路径； 2）由台风本身云系特征预报台风路径； 第八章夏季对流性系云图分析 1、对流发生的水汽条件分析： (1)水汽带北侧暗区干区触发的对流； (2)水汽回流南边界处对流的发生； (3)水汽羽北端对流的生成发展 2、由早晨层云(雾)和午后积云浓积云分析对流性云系发生发展 3、中尺度对流系统分析： 1）飑锋云型：飑锋云系的天气系统分类--锋后飑线、锋上飑线、干线飑线、台风飑线； 2）雷暴低层外流边界和弧状云线的形成； 3）在雷暴不同阶段，雷暴中高压在卫星云图上的表现特征 4）利用卫星监视和预报短时雷雨大风 复习题 1、气象卫星的观测特点是什么？ 2、什么是卫星的倾角？什么是星下点？GMS-5和FY-2的星下点在何处？ 3、什么是近极地太阳同步卫星？太阳同步卫星轨道如何实现？ 4、什么是地球同步卫星？其高度和运行周期为多少？ 5、什么是大气窗？ 6、如何区分红外云图、可见光云图？ 7、卫星的空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率、时间分辨率的含义，以及它们之间的关