高等天气复习纲要1、什么是定常波，说明北半球定常波的水平和垂直分布特征。

定常波：时间平均值的纬向偏差，即：*[]A A A =-，表示为某物理量气候上的纬向不对称性（大气平均状况）。

（1）水平分布特征冬季：厚度场:**300850Z Z -1）（量值）：定常扰动在50ºN 达到最大值，中纬度的正距平区近似于定常波的脊区，主要位于大洋东部；而负距平区主要位于两大陆的东部。

（高度场的槽区和脊区）2）（正负）：以30ºN 为界南北距平分布的符号几乎相反，而且这种高低纬具有不同状态的特征在其它层次对其它要素也很明显。

可以看到PNA （太平洋北美型），EU （欧亚型）、WP （太平洋西部）与EA （太平洋东部型）型的分布。

夏季： 1） 夏季定常波的高度场和温度场都在300N 附近达到最大振幅。

2） 主要是青藏高压和两个大洋槽，其次是大西洋槽伸入到地中海的部分、北非和落基山的反气旋。

3）200hPa 高度场与海平面气压场分布相反：大陆热低压和海洋高压。

（2）垂直分布特征冬季：高度场1）在中高纬度，位势高度扰动的垂直位相随高度有明显的向西倾斜，向上可一直伸展到平流层下部。

反映在定常波的热通量上，在各层都是向极地输送的，并在850hPa 和200hPa 达到最大值。

2）在600N ，定常波的垂直结构表明波动的振幅一直扩展到对流层下部而没有衰减，这种定常波称为垂直传播的波型。

3）但是在450N 和250N ，波动的最大振幅出现在对流层顶附近，扰动随高度减小，这种波型称为垂直截获的波型。

温度场1） 温度扰动的最大振幅在中高纬位于近地面，表明中高纬的温度与下垫面地形有密切的关系，最冷的空气位于两大陆的东岸，较暖的空气位于西岸，而在副热带最强的扰动位于300hPa 附近。

2） 和高度场比较，地面温度场的最大值和最小值大致位于高度场最大值和最小值以西3/4波长处，表明随高度有比较明显的向西倾斜。

3） 温度扰动垂直结构随纬度的变化，在低纬为截获波的特征，即平流层和对流层温度扰动的位相相反。

在中高纬度是垂直传播的波动，温度扰动随高度明显地向西倾斜。

夏季：1）夏季平均急流以北的定常波的垂直结构比较复杂。

有些高纬环流系统如加拿大东部明显的低压表现出相当正压的结构，其最大振幅在对流层顶。

位势高度距平在各层同相。

2）在250N 的剖面上，可以看到同样的定常波垂直结构。

即300hPa 上有很大的热力差异，并且对流层上下层高度场相反。

3）夏季定常波波轴随高度向东倾斜，尤其是在500N 纬度附近。

2、说明北半球对流层中部和底部大气环流的平均状况，以及形成原因。

（1）500hPa （中层）平均状况冬季：1）3个大槽：东亚大槽、北美大槽、欧洲浅槽。

2）与槽并列的3个平均脊，脊的强度比槽弱。

3）青藏高原和落基山上空为一致的西北气流，表明高原地形动力作用的重要性。

4）副高强度小，位于海上。

夏季：1）等高线变稀疏，槽脊不再明显，强度比冬季弱。

2）副热带高压明显增强，位置偏北。

3）急流减弱。

（2）海平面气压场（底层）平均状况冬季：1）沿纬圈方向的不均匀性，呈现出一个个巨大的闭合高低压系统。

2）活动中心：阿留申和冰岛低压、西伯利亚和北美高压。

3）海平面气压场说明了热力场影响的重要性：热力强迫以底层为主。

夏季：1）欧亚大陆为庞大热低压（亚洲低压和北美低压），两大洋为强大的副热带高压。

反映了热力强迫差异显著。

2）赤道辐合带和副热带高压带北移。

3）风系发生巨大改变——形成夏季风。

形成原因：大气环流数值模拟表明，只在下边界施加热力作用，而除去山脉就能够复制十分真实的气候平均海平面气压场。

因而地形强迫在决定急流高度处北半球定常波主槽主脊的位置上是主要因子，而热力因子在维持高纬海洋区低压上是十分重要的。

因此，热力强迫以底层为主，动力强迫以高层为主。

3、什么是瞬变波？说明北半球瞬变波的水平和垂直分布特征。

=-。

反映大气的不稳定状况，以定义：物理量对时间平均值的偏差，又称瞬变扰动，即：'A A A及偏离平均状况的程度。

（1）水平分布特征冬季：1）扰动值一般从南向北增加到500N附近。

2）在400~700N之间，扰动值有明显的纬向变化。

3）沿中纬带有3个大值中心：北太平洋、北大西洋、中亚的北部。

大致对应于3个长波槽的下游地区。

4）瞬变波的扰动基本上由低频扰动造成，行星尺度波动和天气尺度波动也有相当贡献。

夏季：1）夏季高度场分布与冬季相似，中纬度气流的瞬变扰动都有最大值，反映极锋急流的瞬变特征。

2）夏季瞬变扰动最大值比冬季偏北10个纬度，并且强度要弱。

3）冬夏温度场的方差分布在近赤道地区有很低的变率，而在中高纬度有最大的变率。

（2）垂直分布特征冬季：1）相关系数的地理分布有明显的差异。

2）中纬度海洋东部和地中海地区相关系数是大的正值，表明具有正压性。

3）北美大陆和欧亚大陆相关系数是小的负值，表明具有斜压性。

4、什么是锋面，什么是锋面气旋，利用不同物理量说明冷锋的空间结果特征。

锋面：冷暖气团的交界面处，气象要素不连续的过渡区。

锋面具有很强的温度梯度、静力稳定度、绝对涡度和风垂直切变。

锋面气旋：存在锋面的低压系统，主要活动在中高纬度，多见于温带地区，称为锋面气旋或温带气旋。

在北方中高纬度地区，一般气旋和锋面联系在一起，是我国常见的天气系统。

不同物理量说明冷锋的空间结果特征：a 、 等位温线和等风速线：300hPa 以下位温线的密集区为锋区，锋区上空为高空急流中心，急流中心至锋区为风的垂直切变大值区，200hPa 为另一位温密集区以及风的垂直切变大值区。

b 、 位涡：急流附近位涡的产生是由湍流垂直输送引起的非绝热加热，在急流高度附近为最大值。

c 、 绝对动量：锋区可以m 场梯度的不连续性确定。

d 、 m-θ格点分布：在锋区，m 与θ近于平行；在切变区，近于垂直。

5、说明冷锋附近的次级环流或垂直环流概况，并简述其特征。

（P123-125）锋面次级环流：沿锋面垂直方向产生的环流，也称锋面垂直环流。

（1）两个环流圈，锋前暖湿空气在锋面附近垂直上升，以后在中间层离开锋区的前方，而干冷空气在中间层从左向右呈气旋流动。

（2）沿锋面上滑的湿空气与中间层干空气相遇。

（3）锋面之前的下沉运动可维持逆温层，并把水汽限制在800hPa 以下。

（4）锋面之前有西南低空急流，并沿地面锋有一狭窄的强辐合带。

300hPa 处有极锋急流。

（5）地面锋之上的暖湿上升气流，可以启动和维持深对流风暴。

（6）锋后900hPa 处东北气流最强，造成200km 处有最低温区。

6、绘图简述高空急流及其次级环流的结构特征和形成原因。

（P138－139）高空急流是指发生在300hPa 以上，风速>=30m/s 的风速带。

分类：副热带偏西风急流、极锋急流、热带东风急流。

一般夏季副热带西风急流与极锋急流的最大中心在200hPa ，热带东风急流的最大中心在150hPa 。

在急流区非地转偏差风很大。

由于不考虑摩擦的水平运动方程：()g ag du f v v fv dt-= 在AA 线左侧，风沿x 方向增加，du/dt>0，v-v g >0，即在急流中心的后部有超地转风存在v ag >0，使气块左偏产生西风加速。

在入口区的南侧左偏引起辐散。

入口区的北侧，左偏引起辐合，产生左侧下沉，右侧上升。

热力直接环流。

在BB 线右侧，风沿x 方向减小，du/dt<0，v-v g <0，即在急流中心的前部有次地转风存在v ag <0，使气块右偏产生西风减速，在出口区的南侧右偏引起辐合，出口区的北侧，右偏引起辐散，产生右侧下沉，左侧上升的热力间接环流。

在急流中心du/dt=0，v-v g =07、什么是赤道辐合带，赤道辐合带具有哪些特征。

（P198－199）定义：南北半球两个副热带高压之间气压最低、气流汇合的地带。

特征：（1）ITCZ是热带环流中重要的行星尺度系统，在海洋上可以产生很长的热带云带。

（2）ITCZ一般不在赤道上，位于离赤道一定纬度的地方；（3）ITCZ在海洋上纬向位置的季节变化比陆地上要小。

（4）在北太平洋，ITCZ位于赤道与15ºN之间，9－10月位置最北。

在北大西洋，ITCZ位于赤道与10ºN之间，其最北位置也是出现在9－10月。

（5）陆地上的辐合带一般与太阳加热的季节进程一致。

（6）海洋上的辐合带一般出现在暖SST（海表温度）区域。

（7）ITCZ所有变量的分布对辐合带几乎是对称的，并且季节变化不明显。

气压在辐合带槽线处最低，经向风吹向槽内。

气流的稳定度很小，辐合带的暖心结构很明显，最暖层次在对流层上部，辐合带表现为明显的湿区。

8、说明低纬度大气环流的动力学特征，及其与中纬度的差异。

（P204－208）（1）热带天气尺度热力学变量的相对变化比中纬度的准地转运动约小一个量级。

（2）热带天气尺度运动是水平无辐散的，行星尺度系统是有辐散的。

热带天气尺度系统无辐散性指散度项比中纬度小一个量级或者非对流区的散度比中纬度地区小一个量级。

（3）热带地区存在着不同类型大尺度低频变化的流型或波动。

在不同的环境条件和强迫作用下得到了一些不同类型的大尺度流型或波动。

纬向波数1：向西和向东传播的重力波；向东传播的凯尔文波；向西传播的混合Rossby波－MY波；斜压和正压的Rossby波。

（4）热平衡有明显的地理差异：1、沙漠或干旱地区：沙特阿拉伯地区2、季风区：南亚及孟加拉湾地区3、热带海洋：介于两者之间，如阿拉伯海（5）积云对流及其垂直输送的重要作用。

积云对流是热带大气经常观测到的现象，大部分热带降水都来自对流云，对许多热带天气系统的结构和发展起重要的作用，尤其是深厚的对流系统。

9、试用不同的物理量说明夏季风的特征，并图示说明亚洲夏季风系统成员结构。

（P215）夏季风特征：降水：亚洲夏季风降水有四个大值区：孟加拉湾、印度半岛、中印半岛中南部和菲律宾西部。

在将水区出现明显的上升运动和对流云区，而在中东、中亚和北非地区主要盛行下沉气流和晴空区。

OLR和垂直速度：亚洲夏季风季风区的平均OLR和垂直速度分布也表现出类似的大值中心。

水汽输送：从南印度洋由东风向西输送，然后通过索马里急流输送到阿拉伯海，经过孟加拉湾和中印半岛到达南海地区，在那里转向北，进一步输送到东亚地区。

亚洲夏季风系统成员结构：（1）马斯克林高压（2）印度北部的季风槽（3）东非的跨赤道低空急流（4）印度北部的季风雨与云区（5）西藏高压（6）热带东风急流系统配合：从大范围高压区(1)低空气流流向季风槽(2)，气流有时在(1)和(2)之间加速，经常观测到低空风最大值。

在季风槽中有大面积云区和上升运动(4)，沿高空东风急流(6)上升气流由高层反气旋(5)向外辐散流出。