热带天气学资料.docx

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热带天气学资料

1、简述地理学、气候学、天气学中“热带”的划分标准。

地理学：

是以回归线为界，把南北回归线所包括的地区（23.5°N—23.5°S）称为热带。

气候学：

把南北纬30°之间的地区称为热带。

天气学：

是从热带天气系统活动及其对天气影响的角度来划分的。

2、请描述热带海平面气压场和流场的特征。

气压场：

在1月：

北半球冬季低纬地区最主要的气压系统是亚洲大陆的高压和大洋上的高压。

前者是强大的亚洲冷性高压，后者是暖性副热带高压。

南半球这时是夏季，三个大陆（非洲、大洋洲、南美洲）上为热低压所控制，其中以非洲大陆低压最强。

在三大洋（太平洋、大西洋、印度洋）上是很强的副热带高压。

在7月：

北半球的亚洲地区为庞大的低压所控制。

在太平洋和大西洋上，副热带高压比冬季明显增强。

南半球三大洋上仍为副热带高压，三大陆上，只有澳大利亚为较强的反气旋环流所控制。

流场：

低纬地区主要存在四种大型环流系统：

（1）副热带高压及与之相联系的偏东信风主要出现在大洋上。

（2）信风槽（信风ITCZ）和两支信风最多见于太平洋和大西洋的热带区。

（3）季风槽（季风ITCZ）和西南季风在亚非地区表现最为明显。

（4）与越赤道气流相对应的赤道缓冲带，亦即南北半球的气流转换带，主要出现在南海和西太平洋赤道附近地区。

3、请描述低纬度地区对流层高层气压场和流场特征。

1月：

热带地区为一高压带，脊线位于赤道附近，一个较强的高压位于非洲止印度洋一带，另一个较弱的高压位于太平洋上。

在北半球冬季的副热带西风急流上有三个较为明显的平均槽：

（1）在印度半岛东面

（2）在北美洲西海岸

（3）在非洲西海岸

7月：

在北半球，夏季有两个明显的高压，一个是以青藏高原为中心的南亚高压（青藏高压），另一个是以科罗拉多高原为中心的北美高压（墨西哥高压）

在两个高压之间的太平洋和大西洋热带地区分别存在热带对流层高层槽（TUTT）和近赤道脊的复合系统。

在南半球冬季副热带西风急流上，有两个很弱的槽，分别位于南太平洋西岸和南大西洋东岸。

4、简述低纬度地区经向剖面平均环流特征。

低纬度地区主要有四支风系：

（1）深厚的热带东风。

低层常年存在的偏东信风与副热带高压相联系的，并流向赤道的热带风系。

（2）赤道西风。

主要是来自另一半球的信风转向而成与亚洲夏季风联系在一起，是一支浅薄的风系。

（3）还有两支是南北半球的副热带西风，这是出现在低纬度高空的两支最强的风系。

5.、热带大气运动具有哪些明显的地区特点。

（1）热带大气静力稳定度要比中高纬度几乎小一个量级。

实际上低层热带大气经常是位势不稳定的。

（2）由于热带大气层结稳定度小，使得Ri数也比中高纬度小一个量级。

这给热带地区的热量垂直交换和湍流输送提供了有利条件。

（3）在热带地区，地转参数比中高纬度的特征值要小一个量级以上。

6、信风逆温层的存在，对热带天气有何影响？

（1）信风逆温层造成干旱和把大气分割成干、湿层。

（2）起着对流性不稳定能量的储蓄和积累作用。

7、副热带急流风场结构、温度场有哪些显著特征？

风场结构：

（1）具有强大的风速垂直切变

如穿越急流上升，开始见到风速随高度增加而急剧增大，越过急流轴高度以后，风速随高度增加而迅速减弱。

最大切变值出现于急流轴下方。

急流轴两侧，风速垂直切变的分布是不对称的，无论冬夏季，都是轴左侧的风速垂直切变大于右侧。

（2）具有很强的风速水平切变

在急流的冷侧为气旋性切变，暖侧为反气旋性切变，一般是反气旋性切变大雨气旋性切变，其最大切变值分别出现在急流轴南北两侧100—200km的地方。

温度场：

（1）在急流轴下方，左侧冷，右侧暖，水平温度梯度由南向北。

（2）在急流轴上方，左侧暖，右侧冷，水平温度梯度由北向南。

（3）最大水平温度梯度区一般在急流轴下方。

8、简述热带东风急流的气候学特征。

东风急流主要位于40°W—160°E的5°—20°N之间，其位置和强度随季节变化。

5月：

急流在南海南部建立，急流中心位于中南半岛南部。

6月：

东风带发生一次明显调整，东风急流出现分支现象，风速中心也明显增强。

7—8月：

东风急流表现最明显，两支急流由西太平洋经南海至中南半岛汇合，急流中心达到最强

9月：

急流开始减弱，分支现象消失。

10月：

急流继续减弱，并退回南海南部，中南半岛南端仍有风速中心存在。

9、太平洋高空槽的进退和活动对整个太平洋地区的环流和天气有何影响？

（1）太平洋高空槽中常有冷涡形成，这种冷涡不仅能直接产生坏天气，而且有时还可以称为热带气旋的初始扰动，对热带气旋的形成具有启动或触发作用。

（2）太平洋高空槽的活动能改变热带扰动的环境流场，从而造成对热带扰动发展有利的环境流场。

（3）通过高低层环流的相互作用，对流层扰动或台风起到激发或抑制作用。

10、简述热带太平洋上高空冷涡的一般特性。

（1）冷涡的垂直轴一般是随高度增大而向西北方向倾斜。

（2）较弱的冷涡只能伸展到700hPa，地面没有闭合环流，强冷涡可伸到地面，并在偏东信风气流中出现一个涡旋。

（3）高空冷涡在地面诱发的闭合或不闭合扰动，不能脱离冷涡而单独行动，它们常随高空冷涡东移而逆着低空东风气流向东移动。

（4）冷涡云系分布取决于涡旋扩展的深浅及其在垂直方向上的倾斜程度

11、简述太平洋副高的结构。

（1）从垂直方向来看，海洋上的副热带高压，强度随高度增大而减弱，位置随高度的增加而西移。

（2）副热带高压垂直变化亦清楚地反映在其脊轴的垂直变化上。

副热带高压脊线通常呈东北东——西南西走向。

西太平洋高压脊轴一般在夏季随高度增大而向北倾斜，在冬季则相反，向南倾斜。

青藏高原脊轴冬夏都近于垂直。

12、副热带高压位置的表示方法有哪些？

通常用特征等高线来表示

（1）用500hPa图上的588位势什米等值线可以表示副热带高压边缘所伸展的范围。

（2）用高空西风零线来表示副热带高压脊线，它可以表示出副热带高压的位置和长轴方向。

（3）根据卫星云图上的云系分布也可以确定副热带高压的范围，因为高压区内少云或无云，而其北缘通常是一条锋面云系，难免是热带辐合带云系，分析这两条云带，便可在云图上大致确定副热带高压的边界。

13、简述副热带高压的形成和维持原因。

副热带高压生成的最基本原因是地球自转及各纬度太阳辐射分布的不均匀性所致。

（1）赤道附近低纬度地区空气受热上升至高空后，向高纬方向流动。

由于地转偏向力的作用，向北的气流产生西向风速，到达纬度越高，西向分速越大，向北的分速越小。

向北分速随纬度增大而减小的结果便造成空气质量的水平辐合，致使地面气压升高，而在副热带高空水平辐合最强，由此在副热带地区形成高压。

由于质量连续关系，高空北流的空气在副热带高压区内不断下沉，以补偿地面因辐散而外流的空气。

（2）中纬度高空西风急流的空气在南面空气发生侧向混合，使南面空气获得动量，运动加速，因而使其原来的气压梯度力不能平衡加速后的地转偏向力，这样使空气往低纬度方向流动，然而由于距离急流越远，侧向混合作用越小，所以空气向南运动的分速亦越小，结果在西风急流的南边产生空气质量的水平辐合，导致地面气压增大，形成高压。

同样由于空气连续的原因，高空向南运动的空气和来自赤道低纬的气流一道在副热带下沉，以补偿地面外流的空气，因而形成副热带高压。

14、为什么在南半球副热带高压冬季较夏季强，但在北半球情况却相反？

（1）在南半球，Hadley环流对副热带高压的形成与维持起主要作用，而Hadley环流是冬季强，夏季弱，所以副热带高压强度亦应在冬季较夏季更强。

（2）北半球副热带高压的成长和维持却不完全决定于Hadley环流，还与高层大陆高压的影响有关。

在200hPa上，南亚地区和墨西哥附近地区分别为质量源，大洋中部则为质量汇，由于夏季存在从青藏高原向东（西）的辐散气流和从墨西哥高压向西（东）的辐散气流，使在太平洋（大西洋）上空产生水平质量辐合，因而使大洋上的副热带高压增强。

这可能是北半球副热带高压夏季比冬季强的重要原因。

15、简述西太平洋副高的变动与我国天气的关系。

（1）当西太平洋高压脊伸入我国大陆时，由于高压内部下沉气流强盛，在它控制下的天气特点是晴朗少云、炎热、无风。

（2）当西太平洋高压脊强大且控制时间长久时，就会造成严重的干旱现象。

（3）而当控制我国的西太平洋高压脊东撤时，由于往往伴有低槽东移，有上升运动发展，所以如果大气潮湿不稳定，则会造成大范围雷阵雨天气。

（4）当西太平洋高压脊向我国大陆西伸时，东南气流和偏南气流将大量暖湿空气向大陆输送，在流经冷洋面时，常形成我国东南沿海大范围的海雾。

（5）当其北进时，我国华南地区为高压南侧的偏东气流控制，这时如伴有热带气旋、东风波等热带天气系统的活动，则可造成强烈的雷阵雨天气，并伴有打风。

16、简述南海高压的活动特点。

南海高压一般在地面图上很少见到，只在700hPa以上才见到高压环流，在500hPa上闭合环流最强。

它经常活动于南海和中南半岛一带。

夏季由于南海为西南季风所控制，一般不出现南海高压，只有当秋季来临，南支西风急流重建时，高压才出现。

17、按形成原因，南海高压可以分为哪四类？

（1）西太平洋副热带高压断裂型。

由于西风槽东移或台风北上而使西太平洋副热带高压断裂，因而在南海形成闭合高压。

前者在整个冬半年都可发生，后者只见于秋季。

（2）变性高压型。

大陆冷高压南下入海变形，或者冷高压脊南伸至中南半岛断裂，都可演变成南海高压。

这类过程主要发生在冬春季节。

（3）孟加拉湾高压东移型。

由于孟加拉湾高压单体东移，可在中南半岛上空建立高压，主要见于秋末冬初。

（4）原地产生的高压型。

这类南海高压是在有利的环流背景下就地形成的。

18、简述赤道辐合带的定义和类型。

在南北两半球副热带高压之间有一个宽阔的低压区，通常称之为赤道槽。

赤道槽内风场辐合的狭窄带，就称为热带辐合带。

热带辐合带是一条环绕地球的近于连续的气流辐合带，它在卫星云图上表现为一条多个云团组成的对流云带。

类型：

（1）信风赤道槽

（2）季风槽或季风辐合带

19、简述南海热带辐合带的建立和加强主要几种过程。

（1）赤道西风的建立和加强促使南海辐合带形成和加强过程。

（2）西太平洋副热带高压西伸北跳伴随南海辐合带简历的过程。

（3）印度季风槽东伸或西太平洋ITCZ西伸导致南海辐合带简历的过程。

20、简述南海ITCZ三维结构。

（1）在水平方向上，它为一偏东风和偏西风的切变流场，南北两侧都存在有最大风速轴线，风速向ITCZ减小，在ITCZ中心是静风区。

（2）在垂直方向上，气流在低层从南北两侧向ITCZ辐合，产生上升运动，至高层散开，因此在辐合带上产生深厚的积云对流塔。

由于积云对流的发展，加之辐合带整层都是潮湿的，而且风速垂直切变也小，对凝结潜热的集中是十分有利的，由此造成中高层暖湿而低层为冷湿的热力结构。

辐合带上升，两侧下沉，因而构成两个反向的环流圈，南侧为季风经圈环流，北侧为Hadley环流。

21、季风辐合带对热带气旋发生发展有哪些作用？

（1）提供能量来源

（2）造成有利的环境流场。

（3）季风辐合带附近风速垂直切变小，根据CISK机制，极有利于热带气旋暖心结构的形成。

22、写出赤道缓冲带和赤道反气旋的定义。

赤道缓冲带是指南北半球偏东信风气流越过赤道时发生转向的过渡带。

赤道反气旋是热带对流层低层较为常见的一种反气旋系统，夏季也经常出现在南海和西太平洋的赤道地区。

23、写出东半球5支低空越赤道气流。

（1）索马里急流在45°E附近

（2）东印度洋越赤道气流在80—85°E

（3）南海南部的越赤道气流在105—110°E

（4）苏拉威西越赤道气流在125—130°E

（5）中太平洋越赤道气流在150°E附近

24、简述南海南部（105—110°E）的低空越赤道气流的特点。

（1）其强度仅次于东非急流。

（2）从南海越赤道气流的垂直结构看，高层北风对应低层南风，而高层南风对应低层北风。

在夏季，105°E附近的高低层经向风速分量（V）的变化基本是反位相的对应关系，其强度变化几乎是一致的。

25、越赤道气流对热带气旋形成的作用有哪些？

（1）引起ITCZ南侧西南气流加强并形成一支低空急流，从而加大ITCZ附近的水平切变涡度和辐合，促使涡旋扰动形成。

（2）将初始扰动带入风速垂直切变的气候平均小值区。

（3）提供扰动发展所需的能量。

26、根据成因和尺度，低空急流大致可以分为哪三类？

（1）与大地形有关的大范围低空急流。

（2）与环流和天气系统相联系的天气尺度低空急流。

（3）与强烈的对流活动或暴雨有关的中尺度低空急流。

27、简述华南低空急流的结构和特性。

华南低空急流具有独特热力、动力特征和三维流场结构。

（1）西南风低空急流一般是与暖湿相结合的，最大暖湿中心位于急流轴上或其左侧，最大水汽通量轴线与急流轴走向也一致的，在急流轴左侧的最大辐合区也是水汽通量散度最大区。

（2）西南风低空急流一般都是位于副热带高压的西侧或西北侧，所以急流轴左侧常有切变线和低涡运动，是气旋性切变最大区，以辐合上升运动为主；其右侧是副热带高压区，为反气旋切变区，盛行辐散下沉运动。

（3）低空急流入口区和出口区的动力结构是不同的。

在出口区，急流轴左侧是高层辐散、低层辐合，有利上升运动的维持和加强，右侧是若的辐合、辐散相间分布，以下沉运动为主。

在入口区则整好相反，因而存在一个与出口区相反的垂直环流圈。

（4）华南低空急流在空间存在一定的坡度，其平均坡度为1/300，与华南准静止锋的坡度相当。

（5）具有很强的超地转风特性。

（6）在华南低空急流轴上风速分布不均匀。

（7）具有多重性结构的特点。

28、简述华南低空急流对暴雨的贡献。

（1）作为一支高度的水汽输送带，为暴雨的形成提供充足的水汽来源。

（2）通过低层暖湿平流的输送，造成位势不稳定层结。

（3）急流中心的前方有明显的水汽和质量辐合，常是强上升运动区。

（4）急流轴的左前方是气旋性切变涡度区，有正涡度平流。

（5）低空急流中的中尺度扰动常常是暴雨的触发机制。

29、简述南半球越赤道气流所形成的赤道反气旋生命史的6个阶段。

（1）推动阶段

这时有一股来自南半球的大尺度气流越过赤道，并向北推进，引起热带辐合带变形，辐合带云带可向北推进1000km，这时，该云带中，在风切变和气旋性相对涡度最大的地区有涡旋形成。

（2）转向阶段

当南半球空气进入北半球后1—3天内，由于空气的反气旋性相对涡度增大，因而使空气转向东行，继而折向南行。

这时在推动阶段所形成的热带低压开始从辐合带云带中移出。

（3）切断阶段

闭合的反气旋环流，辐合带云带出现断裂并在反气旋中心四周出现相对晴空区。

（4）混合阶段

南北两半球的空气围绕着反气旋四周相互混合。

（5）爆发阶段

在反气旋向西移动的过程中，位于反气旋前方的辐合带云带加强，变成一条“爆发性云带”，这种云带能产生暴雨。

这类扰动只能在流场上看出，在气压场上看不到有什么变化。

爆发性云带只能维持1—2天，然后迅速瓦解成一些孤立的小块云团。

（6）相互作用阶段

在爆发性云带瓦解后，赤道反气旋南面的东南气流仍然维持相当强的势力，并能阻挡中纬度冷锋向南推进，可引起冷锋上出现波动。

30、简述赤道缓冲带和赤道反气旋对南海热带气旋移动和发展的影响过程。

澳大利亚冷空气爆发导致南半球东南气流加强，越过赤道转向，形成赤道缓冲带或赤道反气旋，因而促使中南半岛和南海的西南季风的建立或增强，进而导致南海季风辐合带建立或加强，当辐合带上有涡旋形成和发展时，便可能形成热带气旋。