天气学分析部门重点.ppt

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1、1920年年 前后，皮叶克尼斯等提出气团和锋面理论。1.1 气团的概念气团的概念气团是指气象要素（主要是温度和湿度）气团是指气象要素（主要是温度和湿度）水平分布比较均匀的大范围的空气团。水平分布比较均匀的大范围的空气团。气团水平尺度：气团水平尺度：1000Km；垂直尺度：垂直尺度：10Km1.2 气团形成气团形成与变性与变性1.2.1 气团源地气团源地性质均匀的广阔地球表面性质均匀的广阔地球表面 地球表面的温度和湿度对气团形成与变性的作用地球表面的温度和湿度对气团形成与变性的作用;1.2.2 空气运动空气运动1.3.1 地理分类法：北极气团；极地气团（大陆和海洋）；地理分类法：北极气团；极地气

2、团（大陆和海洋）；热带气团；赤道气团（大陆和海洋）热带气团；赤道气团（大陆和海洋）.1.3.2 热力分类法：根据气团温度和气团所经过的下垫面热力分类法：根据气团温度和气团所经过的下垫面温度对比温度对比来来 划分，分划分，分暖气团暖气团 和和冷气团冷气团1.3气气团团的的分分类类2.1锋的概念锋的概念 锋区锋区：密度不同的两个气团之间的过渡区。在天气图密度不同的两个气团之间的过渡区。在天气图上表现为等温线密集（即温度水平梯度大而窄的区域）上表现为等温线密集（即温度水平梯度大而窄的区域）密度的不同主要表现为温度的不同。密度的不同主要表现为温度的不同。锋区的水平宽度：锋区的水平宽度：100KM；上宽

3、下窄。上宽下窄。锋面锋面：在天气图上由于比例尺小，锋区的宽度表示不出来，在天气图上由于比例尺小，锋区的宽度表示不出来，可把它看作为空间的一个面，即为可把它看作为空间的一个面，即为锋面锋面。锋线锋线：锋面与地面的交线称为锋面与地面的交线称为锋线锋线。锋面的空间结构示意图（锋面的空间结构示意图（1）2.2 2.2 锋的分类锋的分类A.根据锋在根据锋在移动过程移动过程中冷、暖中冷、暖气团所占气团所占主次地位，主次地位，可将锋分可将锋分为：为：冷锋冷锋、暖锋暖锋、准准静止锋静止锋和和锢囚锋锢囚锋。B.B.根据锋的伸展高度可将锋分为：根据锋的伸展高度可将锋分为：地面锋地面锋（或低层锋）和（或低层锋）和高

4、空锋高空锋（或高层对流层锋）（或高层对流层锋）C.C.根据锋面两侧的气团来源的地理位置不同，可将锋分为：根据锋面两侧的气团来源的地理位置不同，可将锋分为：冰洋锋冰洋锋、极锋极锋 和和赤道锋赤道锋（热带锋）。（热带锋）。准静止锋准静止锋 当冷、暖气团的势力相当时，锋面的移动十分当冷、暖气团的势力相当时，锋面的移动十分缓慢或相对静止，这种锋面称为缓慢或相对静止，这种锋面称为准静止锋准静止锋。冷锋冷锋 锋面移动过程中，冷气团起主导作用，冷气团推动锋面移动过程中，冷气团起主导作用，冷气团推动锋面向暖气团一侧移动，这类锋面称为冷锋锋面向暖气团一侧移动，这类锋面称为冷锋。暖锋暖锋 锋面移动过程中，暖空气团

5、起主导作用，推动冷气团向锋面移动过程中，暖空气团起主导作用，推动冷气团向冷气团一侧移动，这类锋面称为暖锋冷气团一侧移动，这类锋面称为暖锋。锋的分类示意图锋的分类示意图(1)(1)a a冷锋冷锋 b b暖锋暖锋 c c准静止锋准静止锋abc 锋的分类示意图（锋的分类示意图（3 3）锢囚锋锢囚锋3.1锋面附近气象要素场的特征1.温度场温度场2.气压场和风场气压场和风场3.变压场变压场4.湿度场湿度场 (1)水平温度梯度大（等温水平温度梯度大（等温线密集）密集）；a.在同一气团中水平的温度梯度一般为在同一气团中水平的温度梯度一般为 120C100 km，而在锋区内，温度的水平梯度可达而在锋区内，温度

6、的水平梯度可达5100C100 km b.锋的类型的确定锋的类型的确定 (2)垂直温度梯度小；垂直温度梯度小；(3)等位温等位温线密集（密集（锋区内，特区内，特别大，大，强稳定定层）。）。1.温度场和位温场温度场和位温场 锋面附近的等温线和等位温线垂直分布锋面附近的等温线和等位温线垂直分布2.气压场气压场 a.密度的零密度的零级不不连续面模面模拟锋面面 b.密度的一密度的一级不不连续面模面模拟锋面面P场（密度0级不连续面）1.等压线通过锋面时呈气旋式弯折，且折角指向高压；等压线通过锋面时呈气旋式弯折，且折角指向高压；2.锋线一般位于地面气压槽内。锋线一般位于地面气压槽内。3.风场前提：不考前提

7、：不考虑摩擦，摩擦，认为满足地足地转关系关系 则：锋线附近的附近的风场具有气旋式切具有气旋式切变，这种种现象在有摩擦的地方更象在有摩擦的地方更为明明显；由于地面锋位于气压槽中，由地转风定理，锋线附近的风场具有气旋由于地面锋位于气压槽中，由地转风定理，锋线附近的风场具有气旋性切变，而地面摩擦作用可使这种气旋性切变更加明显。性切变，而地面摩擦作用可使这种气旋性切变更加明显。锋面附近的风场气旋性切变包括锋面附近的风场气旋性切变包括风速切变和风向切变风速切变和风向切变。在有些情况。在有些情况下，风速切变要比风向切变明显，有时风向切变要比风速切变明显，下，风速切变要比风向切变明显，有时风向切变要比风速切

8、变明显，有些情况下两者都非常明显。有些情况下两者都非常明显。由于锋区的水平温度梯度要比其周围的水平温度梯度大，由由于锋区的水平温度梯度要比其周围的水平温度梯度大，由热成风热成风关系关系可知，在锋区存在较大的风速垂直切变（风速随高度的变化）。可知，在锋区存在较大的风速垂直切变（风速随高度的变化）。在冷锋附近有在冷锋附近有冷平流冷平流，所以自下而上穿越锋区，水平风向随高度增，所以自下而上穿越锋区，水平风向随高度增加是加是逆时针旋转逆时针旋转；而在暖锋附近有；而在暖锋附近有暖平流暖平流，所以自上而下穿越锋区，所以自上而下穿越锋区，水平风向随高度增加而呈水平风向随高度增加而呈顺时针旋转顺时针旋转。当当

9、等温线与等高线趋于重合时等温线与等高线趋于重合时，风速随高度有很大增加，在地面锋，风速随高度有很大增加，在地面锋的上空，可出现大风速区，甚至可以出现急流。的上空，可出现大风速区，甚至可以出现急流。用单站的风判断高空有无锋区及锋区的强度 高空高空风随高度明随高度明显逆逆时针旋旋转，热成成风较大，大，较强的冷平流的冷平流冷冷锋；高空高空风随高度明随高度明显顺时针旋旋转，热成成风较大，大，较强的暖平流的暖平流暖暖锋；只有只有热成成风很大，无明很大，无明显的冷暖平流的冷暖平流准静止准静止锋。锋面附近的气压场和风场分布锋面附近的气压场和风场分布 4.变压场 所谓所谓变压变压是指空间各点气压随时间的是指空

10、间各点气压随时间的变化在某位面上的分布情况。变化在某位面上的分布情况。在天气分析中，一般分析三小时变压。在天气分析中，一般分析三小时变压。一般来说一般来说 冷锋在锋后有三小时的正变压冷锋在锋后有三小时的正变压，而冷锋前的气压变化不大，而冷锋前的气压变化不大.相反在相反在 暖锋的锋前有三小时的负变压暖锋的锋前有三小时的负变压，而暖锋后的气压变化不大，而暖锋后的气压变化不大.对于对于 锢囚锋锢囚锋来说来说，一般是由冷锋追上暖锋而形成，所以锢囚锋前多，一般是由冷锋追上暖锋而形成，所以锢囚锋前多为三小时的负变压，而囚锋后多为三小时的正变压。为三小时的负变压，而囚锋后多为三小时的正变压。对于对于 暖式锢

11、囚锋暖式锢囚锋，由于冷锋位于暖锋的上方，故正变压线常出现在，由于冷锋位于暖锋的上方，故正变压线常出现在锋前（图锋前（图c）；）；而而冷式锢囚锋冷式锢囚锋，由于暖锋位于冷锋的上方，故负变压，由于暖锋位于冷锋的上方，故负变压线常出现在地面锋线的后面（图线常出现在地面锋线的后面（图d）。）。准静止锋准静止锋，由于其移动性较小，所以它附近的气压变化较小。，由于其移动性较小，所以它附近的气压变化较小。锋面附近的变压场分布锋面附近的变压场分布 a 冷锋；冷锋；b暖锋；暖锋；c暖式锢囚锋；暖式锢囚锋；d 冷式锢囚锋冷式锢囚锋5.湿度场湿度场 露点温度露点温度差异差异湿空气等压降温达到饱和时的温度。湿空气等压

12、降温达到饱和时的温度。间接描述气块水汽含量多少的状态参量间接描述气块水汽含量多少的状态参量4.锋生和锋消锋生和锋消4.1 概念概念4.2 锋生函数锋生函数4.3 影响锋生函数的因子影响锋生函数的因子4.4 4.4 中国的锋生锋消概况中国的锋生锋消概况中国的锋生锋消概况中国的锋生锋消概况4.1概念概念 锋生锋生 和和 锋消锋消 是锋面动力学和天气分析中的两个重要天气概念。大是锋面动力学和天气分析中的两个重要天气概念。大气中锋的形成、加强或减弱、消失，可导致锋面附近天气的剧烈变化。气中锋的形成、加强或减弱、消失，可导致锋面附近天气的剧烈变化。锋生锋生 一般是指一般是指密度或温度不连续形成密度或温度

13、不连续形成 的一种过程，或者的一种过程，或者是指已有一条锋面存在，其密度（或温度）是指已有一条锋面存在，其密度（或温度）水平梯度增大水平梯度增大 的过程。的过程。锋消锋消 是指与锋生过程相反的过程。是指与锋生过程相反的过程。按锋的定义，锋的两侧水平温度差异显著是锋的热力按锋的定义，锋的两侧水平温度差异显著是锋的热力场最主要的特征。因此研究锋生、锋消时，可以从场最主要的特征。因此研究锋生、锋消时，可以从 水平温水平温水平温水平温度梯度随时间的变化度梯度随时间的变化度梯度随时间的变化度梯度随时间的变化 入手。入手。锋面的锋生和锋消过程可以用锋生函数锋生函数来描述锋生函数定义为：F=d（Tn)/dt

14、T1T2T3T4T51.F0,有一个狭窄的区域锋生作用最强烈；有一个狭窄的区域锋生作用最强烈；2.锋生线为物质线锋生线为物质线,即即锋生作用发生在同一锋生作用发生在同一的空气团上。的空气团上。n n指向暖空气指向暖空气指向暖空气指向暖空气n n锋锋生生带带T Tn n温度水平升度温度水平升度温度水平升度温度水平升度T4=锋生函数为：F=d|h h|/dt经过一系列推导可得:d|h h|/dt=T1+T2+T3+T4T1=T2=-T3=非绝热加热非绝热加热垂直运动垂直运动水平运动辐合水平运动辐合水平变形场水平变形场锋生函数描述了水平位温梯度随质点运动的变化率等等等等压压面上面上面上面上热力学方程

15、水平散度伸展变形切变变形垂直方向的涡度（l）非绝热加热非绝热加热 T1 T1 表示沿已存在温度梯度方向的非绝热加热的梯度产表示沿已存在温度梯度方向的非绝热加热的梯度产生的锋生作用。生的锋生作用。（2）垂直运动作用）垂直运动作用 T2 T2 表示沿温度垂直梯度方向上，垂直速度的水平梯度产生的锋生表示沿温度垂直梯度方向上，垂直速度的水平梯度产生的锋生作用。若大气为稳定层结作用。若大气为稳定层结 /z0，当暖气团中下沉运动当暖气团中下沉运动w0，而冷气团中有上升运动而冷气团中有上升运动w0，相应有相应有n h h wo，则则T2 0，表示锋生；相反为锋消过程表示锋生；相反为锋消过程（3）水平运动辐合

16、水平运动辐合 T3 T3 表示在已有的水平温度梯度情况，水平表示在已有的水平温度梯度情况，水平辐合（辐合（D0）或水或水平辐散（平辐散（D0）产生的水平温度梯度的增加（或减弱），即锋产生的水平温度梯度的增加（或减弱），即锋生或锋消。生或锋消。（4）水平变形场的作用）水平变形场的作用 T4 表示整个水平变形产生的锋生作用。为了更进一步简表示整个水平变形产生的锋生作用。为了更进一步简化，化，选择选择典型变形场典型变形场，设，设x轴为变形场的膨胀轴，轴为变形场的膨胀轴，y 轴为收缩轴，而等位温线与轴为收缩轴，而等位温线与x 轴的夹角为轴的夹角为，相应位温梯度，相应位温梯度hh 与与 x 轴的夹角为轴

17、的夹角为900+，则位温梯度，则位温梯度h h=|h h|(sin ,-cos )，相应相应 T4 表达式为表达式为T4=-Esin2 2Fsin cos Ecos2/|h h|/2，对线性变形场对线性变形场F=0(无切变变形），无切变变形），所以所以 相应相应,当当 450，T4表示锋生作用，当表示锋生作用，当 450，表示锋消作用，当表示锋消作用，当=0，表示锋生作用最大。表示锋生作用最大。水平运动-辐合场 鞍型场4.4 中国的锋生锋消概况4.4.1 中国的锋生区 一个是一个是北方北方北方北方锋锋生区生区生区生区，位于河西走廊到，位于河西走廊到东东北一北一带带;一个是一个是南方南方南方南方

18、锋锋生区生区生区生区，位于，位于华华南到南到长长江流域一江流域一带带。自春到夏，自春到夏，锋锋生生带带逐逐渐渐北移北移 自夏到冬，自夏到冬，锋锋生生带带逐逐渐渐南移南移北方北方锋生区生区北方北方锋锋生区生区季季季季节变节变化特征化特征化特征化特征 冬季冬季冬季冬季，由于，由于这这一一带经带经常位于高空脊前槽后，地面反常位于高空脊前槽后，地面反 气旋活气旋活动频动频繁而繁而强强，所以，所以锋锋生不多。生不多。3 3月以后月以后月以后月以后，这这一一带带冷空气冷空气势势力减弱，暖空气力减弱，暖空气势势力增力增强强，高，高空槽活空槽活动频动频繁，繁，锋锋生逐生逐渐渐增多。增多。5 5月以后月以后月以

19、后月以后高空高空锋锋区北移，中蒙区北移，中蒙边边界一界一带锋带锋生减少。生减少。（东东北冷北冷涡涡；河西地区；河西地区冷空气路径）冷空气路径）中纬度气旋的发生发展是天气动力学的中心内容之中纬度气旋的发生发展是天气动力学的中心内容之一，下面我们主要从一，下面我们主要从涡度观点涡度观点来讨论气旋发展问题，同来讨论气旋发展问题，同时还将讨论气旋发展的时还将讨论气旋发展的准地转理论准地转理论。气旋、反气旋是水平尺度比垂直尺度大两个数量级气旋、反气旋是水平尺度比垂直尺度大两个数量级的大型涡旋，因此气旋、反气旋的运动是的大型涡旋，因此气旋、反气旋的运动是准水平的准水平的，并，并且气流旋转垂直分量占主导地位

20、，因此气旋、反气旋的且气流旋转垂直分量占主导地位，因此气旋、反气旋的强弱可以通过强弱可以通过涡度的垂直分量涡度的垂直分量 来描述。来描述。2.2温带气旋和反气旋发展理论第二篇第二篇 中纬度天气系统中纬度天气系统第二章温带气旋与反气旋 从前面涡度方程我们知道，涡度主要由气柱的伸缩从前面涡度方程我们知道，涡度主要由气柱的伸缩所产生，因此，只要知道了垂直速度场所产生，因此，只要知道了垂直速度场，就可以用就可以用方程来讨论气旋的发展问题。方程来讨论气旋的发展问题。两种最简单的情况如下图所示两种最简单的情况如下图所示2.2.2 2.2.2 方程的导出及其对气旋发展的讨论方程的导出及其对气旋发展的讨论方程

21、的导出及其对气旋发展的讨论方程的导出及其对气旋发展的讨论对对流流层层中中层层上上升升 与与 下下 沉沉 运运 动动（a）所所导导致致的的气气柱柱拉拉伸伸和和压压缩缩及及其涡度变化（其涡度变化（b）上升上升下沉下沉 g t+Vg p(g+f)=(g+f)p 准地转涡度方程准地转涡度方程利用代入上式，对p求偏微商，得（1）以静力方程代入上式得由取对数，再求导，得故，热力学方程可写为热力学方程可写为对两边取对数，并在等压面上微分在等压面上微分，得代入热力学方程，并取准地转近似，得（2）对（2）式作拉普拉斯运算，得（3）（1）+（3），得 方程方程(2+f22p2)=-f(p)-Vg(f+g)-2 V

22、g (p)-R/pCp 2 dQ/dt 涡度平流随高度变化项涡度平流随高度变化项厚度平流的厚度平流的 Laplace项项非绝热加热的非绝热加热的 Laplace项项-方程不像连续方程，它无需依赖风的精确观测就能算出的值。设在x、y和p方向按正弦函数变化：=0sin kx sinlysinmp波数k、l 和m定义为k=2/Lx，l=2/Ly，m=/p0，Lx、Ly 分别是x和y方向上的波长，p0是地面气压，m为垂直方向半波长，0是振幅，则方程左端可写为：(2+f0 2p2)=-A2 -在在地面低压中心地面低压中心附近，涡度平流很小（如图所示），而在其上空附近，涡度平流很小（如图所示），而在其上空

23、高空槽前高空槽前为正涡度平流，并且正涡度平流在对流层高层达到最大，于是在这个地区为正涡度平流，并且正涡度平流在对流层高层达到最大，于是在这个地区涡度平流随高度增加，涡度平流随高度增加，有上升运动有上升运动。在。在地面高压中心地面高压中心，涡度平流也很小，涡度平流也很小，而在其上空而在其上空高空槽后高空槽后为负涡度平流，于是在这一地区涡度平流随高度减弱，为负涡度平流，于是在这一地区涡度平流随高度减弱，有下沉运动有下沉运动。涡度平流随高度变化造成的垂直运动。涡度平流随高度变化造成的垂直运动,物理意义：物理意义：1000 1000 hPahPa 等高线等高线500 500 hPahPa 等高线等高线

24、-f(p)-Vg(f+g)涡度平流随高度变化造成涡度平流随高度变化造成的垂直运动的垂直运动在地面低压中心1000hPa上涡度平流很小，而上空500hPa上为较大的正涡度平流。气旋性涡度增加气旋性涡度增加，使风压场不平衡，在地转偏向力的作用下，必然产生水平辐散，为保持质量连续，将出现补偿上升运动，并且上升运动在对流层中层达到最大。由于这种垂直上升运动的拉伸作用，使得槽前槽前 对流层中下层气旋性涡度增加，相反地，脊前槽后则由于负涡度平流产生的下沉运动，使地面反气旋发展。如如图图所所示示，在在地地面面低低压压中中心心和和高高压压中中心心之之间间的的高高空空槽槽中中，地地转转风风随随高高度度逆逆转转，

25、为为冷冷平平流流区区，应应有有下下沉沉运运动动；在在地地面面低低压压中中心心之之前前，高高压压中中心心之之后后，高高空空脊脊上，地转风随高度顺转，为上，地转风随高度顺转，为暖平流区，应有上升运动暖平流区，应有上升运动。500 hPa等高线1000 1000 hPahPa等高线等高线-2 Vg (p)Vg (p)=温度（厚度）平流温度（厚度）平流造成的垂直运动造成的垂直运动暖平流使高层等压面升高，使温压场不平衡，在气压梯度力的作用下产生水平辐散，为保持质量连续，将产生补偿上升运动。同理，在冷平流区应有下沉运动。由温度平流产生的正涡度变化主要位于低压中心前方，负涡度变化主要位于低压中心后方，因此，

26、温度平流的作用主要使地面气旋发生运动。物物理理意意义义根据地形引起的垂直速度随高度的变垂直速度随高度的变化化，可以讨论地形对气旋发展的影响。(地形引起的垂直速度的绝对值垂直速度的绝对值随气压的减小而呈指数减小)在迎风坡迎风坡，空气被强迫抬升，由于上升运动随高度递减，涡度减小；背风坡背风坡则涡度增加（涡度方程）。背风坡容易形成地形槽，如东北、华北平原。气旋生成频率最大的区域几乎都在背风坡。-2 dQ/dt dQ/dt 非绝热加热造成的垂直运动非绝热加热造成的垂直运动地形对气旋发生地形对气旋发生发展的影响。发展的影响。非绝热加热区（非绝热加热区（dQ/dt 0）有有上升运动（上升运动（0）；）；非

27、绝热冷却区（非绝热冷却区（dQ/dt 0）。）。在非绝热变化中，在非绝热变化中，潜热潜热 对气旋对气旋发展影响最大。降水越大，这种发展影响最大。降水越大，这种作用越强。作用越强。对对流流层层低低层层、高高原原北北边边缘缘有有时时接接连连出出现现由由西西往往东东偏偏南南方方向向移移动动的的闭闭合合小小高高压压，其其直直径径约约为为几几百百到到一一千千公公里里。通通常常把把这这种种高高压压称称为为兰兰州州高高压压。这这些些高高压压是是形形成成江江淮淮切切变变线线的的天天气气系系统统之之一一。江江淮淮切切变变线线经经常常伴伴有有地地面面静静止锋，在条件合适时亦可能有地面气旋波生成。止锋，在条件合适时

28、亦可能有地面气旋波生成。地形对地形对气旋发展气旋发展 的影响的影响在在太行山背风侧的华北平原太行山背风侧的华北平原，日本海日本海 和和巴尔喀什湖巴尔喀什湖 附近是附近是气旋发生频数较多的地区。气旋发生频数较多的地区。而而110E以西、以西、40N以南，由于青藏高原的存在，大部分地区以南，由于青藏高原的存在，大部分地区并无气旋发生。这是因为当对流层中下层西风经过青藏高原并无气旋发生。这是因为当对流层中下层西风经过青藏高原时，分为两支，北支在时，分为两支，北支在40N以北甘肃一带形成高压或贝加尔湖以北甘肃一带形成高压或贝加尔湖高压脊。南支西风经高原南侧形成孟加拉湾低槽，槽前西南高压脊。南支西风经高

29、原南侧形成孟加拉湾低槽，槽前西南气流向北侵袭我国。两支气流在气流向北侵袭我国。两支气流在110E以东汇合，但在以东汇合，但在南支气南支气流的北侧，我国的西南地区流的北侧，我国的西南地区，低层常形成一个个低涡，即低层常形成一个个低涡，即西西南涡南涡，西南涡东移到，西南涡东移到110E以东时，成为诱导地面气旋生成的以东时，成为诱导地面气旋生成的一个重要原因。一个重要原因。青藏高原对大气环流的影响示意图（青藏高原对大气环流的影响示意图（1）2.2.3 位势倾向方程与西风带槽脊的发展位势倾向方程与西风带槽脊的发展（判断天气形势发展）（判断天气形势发展）高高空空槽槽脊脊的的发发展展与与等等压压面面的的位

30、位势势高高度度变变化化是是紧紧密密相相关关的的，因因此此可可通通过过位势倾向方程来讨论。位势倾向方程来讨论。1.位势倾向方程的推导位势倾向方程的推导简化的准地转涡度方程 g t+Vg p(g+f)=f p 以地转风公式代入，得（1）由取对数，再求导，得故，热力学方程可写为热力学方程可写为对两边取对数，并在等压面上微分在等压面上微分，得代入热力学方程，并取准地转近似，得以静力方程代入上式，得将上式对p求偏导并乘以，得（2）位势倾向方程位势倾向方程（1）+（2），消去项，得（3）地转风的绝对涡度平流项地转风的绝对涡度平流项温度平流随高度变化项温度平流随高度变化项非绝热加热随高度的变化项非绝热加热随

31、高度的变化项2.讨论方程各项的物理意义讨论方程各项的物理意义左端是左端是 的二阶导数，对于波状扰动可以证明此项与的二阶导数，对于波状扰动可以证明此项与-成正比。成正比。方程右端第一项为方程右端第一项为地转风的绝对涡度平流项地转风的绝对涡度平流项，它又可分为两部分，即，它又可分为两部分，即 -Vg(f+g)=-Vg f-Vg g 这两部分分别表示这两部分分别表示地转涡度地转涡度和和相对涡度相对涡度的的地转风平流地转风平流.对于对于长波长波（波长（波长5000km以上），以上），f g，则纬度效应更重要，槽东，则纬度效应更重要，槽东（即槽前，南风为主）有负涡度平流，使高度升高；槽西（即槽后，北（即

32、槽前，南风为主）有负涡度平流，使高度升高；槽西（即槽后，北风为主）有正涡度平流，使高度下降，故风为主）有正涡度平流，使高度下降，故槽脊西行槽脊西行，系统移动与基本气，系统移动与基本气流方向反向。流方向反向。对于对于短波短波（波长（波长3000km），上式右端第二项较大，因此地转风绝对涡度平流的强弱），上式右端第二项较大，因此地转风绝对涡度平流的强弱主要决定于主要决定于地转风相对涡度平流地转风相对涡度平流。在等高线均匀分布的槽中，由于气旋性曲率，。在等高线均匀分布的槽中，由于气旋性曲率，g 0 0，在脊中则有在脊中则有g 0 0。因此因此槽前脊后槽前脊后沿气流方向相对涡度减小，为沿气流方向相对涡

33、度减小，为正涡度平流正涡度平流（-Vg g0 0），等压面高度将降低（，等压面高度将降低（0 0）；在；在槽后脊前槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为沿气流方向相对涡度增加，为负涡度平流（负涡度平流（VgVg g 0 0），等压面高度将升高（，等压面高度将升高（0）。在槽线和脊线上）。在槽线和脊线上v g=0 0，所以涡度平流亦为零，等压面高度没有变，所以涡度平流亦为零，等压面高度没有变化，因此化，因此涡度平流不会使槽脊涡度平流不会使槽脊发展，只会使槽脊移动发展，只会使槽脊移动。短波槽脊的涡度及涡度平流分布短波槽脊的涡度及涡度平流分布方程右端第二项是方程右端第二项是厚度平流（温度平流）随高度变化

34、项厚度平流（温度平流）随高度变化项-Vg (p)=R/p Vg T由静力学方程：由静力学方程：p=-RT/p 在在暖平流区暖平流区，沿气流方向温度降低，沿气流方向温度降低，Vg T 0，因此当暖平流（绝对值）因此当暖平流（绝对值）随高度减弱（随气压增强）时，即低层暖平流强，高层暖平流弱时，随高度减弱（随气压增强）时，即低层暖平流强，高层暖平流弱时，p（-Vg (p)）0;在在冷平流区冷平流区，沿气流方向温度升高，沿气流方向温度升高，Vg T 0，因此当冷平流（绝对值），因此当冷平流（绝对值）随高度减弱（随气压增强）时，即低层冷平流强，高层冷平流弱时，随高度减弱（随气压增强）时，即低层冷平流强，

35、高层冷平流弱时，p（-Vg (p)）0,则等压面高度降低，则等压面高度降低，t 0，槽发展。，槽发展。在在自自由由大大气气中中，一一般般来来说说温温度度平平流流总总是是随随高高度度减减弱弱的的，因因此此对对于于对对流流层层中中上上层层的的等等压压面面来来说说，在在其其下下层层若若有有暖暖平平流流，则则等等压压面面将将升升高高；若若有有冷冷平平流流时时，则则等等压压面面将将降降低低。因因此此对对流流层层中中、上上层层的的槽槽脊脊系系统统加加强强，可可由由厚厚度度平平流流效效应应解解释释。如如图图是是发发展展槽槽脊脊系系统统的的冷冷暖暖平平流流分分布布及及其产生的位势高度变化。其产生的位势高度变化。发展斜压波中温度平流分布及其高层位势倾斜的关系发展斜压波中温度平流分布及其高层位势倾斜的关系（东东西西剖剖面面，实实线线槽槽轴轴和和脊脊轴轴，虚虚线线为为温温度度最最大大值值和和最最小小值值的的轴线，小圆圈表示对流层顶）轴线，小圆圈表示对流层顶）g t+Vg p(g+f)=(g+f)p(2+f22p2)=-f(p)-Vg(f+g)-2Vg(p)-R/pCp2dQ/dt涡度方程、涡度方程、方程、位势倾向方程之比较方程、位势倾向方程之比较