1、你是如何获得天气预报的？你是如何获得天气预报的？上网查上网查 看电视看电视l订手机短信订手机短信l听广播听广播l拨打气象服务热线拨打气象服务热线 400-6000-121 问题：问题：如何做天气预报？如何做天气预报？ 这涉及到天气系统。这涉及到天气系统。 因此今天就来学习因此今天就来学习天气系统与天气预报天气系统与天气预报 内容预告内容预告l1. 天气系统天气系统 1.1 气团和锋气团和锋 1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋 1.3 其它天气系统其它天气系统l2. 天气预报天气预报一、一、 气团气团二、二、 锋和锋生的概念锋和锋生的概念三、锋面天气三、锋面天气1.1 气团和锋气团和锋 一、一、
2、气气 团团l 1、定义：气团是指气象要素（主要指温度和、定义：气团是指气象要素（主要指温度和湿度）水平分布比较均匀的湿度）水平分布比较均匀的大范围的空气团大范围的空气团。l 2、尺度特点：水平尺度可达几千公里；垂直、尺度特点：水平尺度可达几千公里；垂直范围可达几公里到十几公里。范围可达几公里到十几公里。 气团的形成？气团的形成？气团的定义气团的定义气团的形成气团的形成形成气团源地必须具备两个条件：一是有形成气团源地必须具备两个条件：一是有大范围性质大范围性质比较均一比较均一的下垫面，如海洋、沙漠等；二是有利于空的下垫面，如海洋、沙漠等；二是有利于空气气停留或缓行停留或缓行的条件，如永久性或半永
3、久性高压的控的条件，如永久性或半永久性高压的控制等。制等。 如海洋，大沙漠或冰雪覆盖的地区如海洋，大沙漠或冰雪覆盖的地区 是由于大量空气长时间停留在某一地区而形成是由于大量空气长时间停留在某一地区而形成的。的。 是通过大气与下垫面之间的热量和水汽的交是通过大气与下垫面之间的热量和水汽的交换过程及大气本身对于热量和水汽的内部调节而实换过程及大气本身对于热量和水汽的内部调节而实现的。现的。 大沙漠大沙漠 气团离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，气团离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，气团的物理属性发生变化，称为气团的物理属性发生变化，称为气团变性气团变性。气团的变性气团的变性气团的分类气团的分
4、类1、热力分类法、热力分类法 冷气团：气团向比它暖的下垫面移动，所经之处温度下降冷气团：气团向比它暖的下垫面移动，所经之处温度下降 暖气团：气团向比它冷的下垫面移动，所经之处温度升高暖气团：气团向比它冷的下垫面移动，所经之处温度升高 冷暖气团是相对而言的，他们之间可以相互转冷暖气团是相对而言的，他们之间可以相互转换，其过程就是气团变性的过程换，其过程就是气团变性的过程2、源地分类法、源地分类法赤道气团：源地分布在赤道赤道气团：源地分布在赤道热带热带气团：源地分布在副热带的气团气团：源地分布在副热带的气团极地气团：源地位于中高极地气团：源地位于中高纬度地区的气团地区的气团冰洋气团：形成于北极和南
5、极地区的冷高压系统冰洋气团：形成于北极和南极地区的冷高压系统 东亚附近的气团东亚附近的气团 我国境内的气团与气团天气我国境内的气团与气团天气 冬半年冬半年西伯利亚气团西伯利亚气团干冷天气干冷天气北极气团北极气团寒潮天气寒潮天气 夏半年夏半年南方热带海洋气团南方热带海洋气团区域性降水天气区域性降水天气热带大陆气团热带大陆气团干旱和酷暑天气干旱和酷暑天气赤道（季风）气团赤道（季风）气团长江以南大量长江以南大量降水天气降水天气不同温度的气团交锋会如何？不同温度的气团交锋会如何？会形成不连续面会形成不连续面-锋面锋面 20世纪初（世纪初（1906年年以后）以后）V.Bjerknes (威威廉廉. 皮叶
6、克尼斯皮叶克尼斯) and Others 系统研究了大气系统研究了大气状态和大气运动状态和大气运动 。 通过对实际天气资通过对实际天气资料和天气图进行分析发料和天气图进行分析发现了大气中的不连续现了大气中的不连续面面锋面锋面 挪威气象学家、物理学家、近代天气学和挪威气象学家、物理学家、近代天气学和大气动力学主要创始人之一，气象学挪威大气动力学主要创始人之一，气象学挪威学派的创始人学派的创始人(1862 1951) 一、一、 气团气团二、二、 锋和锋生的概念锋和锋生的概念 三、锋面天气三、锋面天气1.1 气团和锋气团和锋 二、二、 锋和锋生锋和锋生l密度不同的两个气团间的过渡区密度不同的两个气团
7、间的过渡区 锋的概念锋的概念 锋面的空间结构锋面的空间结构随高度向冷区倾斜随高度向冷区倾斜锋的分类锋的分类 根据锋在移动过程中冷、根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主、次地位暖气团所占的主、次地位 冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋 根据锋伸展的不同高度根据锋伸展的不同高度 对流层锋、地面锋和高空锋对流层锋、地面锋和高空锋 根据气团的不同地理类型根据气团的不同地理类型 冰洋锋（北极锋），极锋和冰洋锋（北极锋），极锋和副热带（热带）锋副热带（热带）锋 冷冷 锋锋 锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动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
8、称为冷锋。冷锋过面向暖气团一侧移动，这种锋面称为冷锋。冷锋过境后，冷气团占据了原来暖气团所在的位置。境后，冷气团占据了原来暖气团所在的位置。 xzy 暖暖 锋锋 锋面在移动过程中，若暖气团起主导作用，推动锋面锋面在移动过程中，若暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。 xzy 准静止锋准静止锋 当冷暖气团势力相当，锋面移动很少时，称为准静止锋。当冷暖气团势力相当，锋面移动很少时，称为准静止锋。 锢锢 囚囚 锋锋 暖气团、较冷气团和更冷气团（三种性质不同的气暖气团、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
9、锋面追团）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。上另一个锋面，即形成锢囚。 xzy锋生锋生、锋消的概念锋消的概念基本定义基本定义 锋生：锋生： 密度不连续性形成的过程密度不连续性形成的过程 ，或已有锋面的温，或已有锋面的温 度（位温）水平梯度加大的过程度（位温）水平梯度加大的过程 锋消：与锋生相反的过程锋消：与锋生相反的过程实际工作实际工作 锋生：锋面附近天气现象，气象要素的差异变得更加锋生：锋面附近天气现象，气象要素的差异变得更加 明显明显 锋消：与锋生相反锋消：与锋生相反 一、一、 气团气团 二、二、 锋和锋生的概念锋和锋生的概念三、三、 锋面天气锋面天气1.1
10、 气团和锋气团和锋 三、三、 锋面天气锋面天气l 锋面天气锋面天气主要是指锋面附近的云和降水。主要是指锋面附近的云和降水。l 锋面云系和降水的形成，主要是暖气团沿着冷气锋面云系和降水的形成，主要是暖气团沿着冷气团斜坡爬升时，由于绝热冷却作用使暖气团中的团斜坡爬升时，由于绝热冷却作用使暖气团中的水汽发生凝结的结果。水汽发生凝结的结果。l 锋经过的地区，天气往往有突然的变化，甚至有锋经过的地区，天气往往有突然的变化，甚至有急剧的灾害性天气。急剧的灾害性天气。冷冷 锋锋县城县城（冷锋前进方向）（冷锋前进方向）锋面与天气锋面与天气暖暖 锋锋县城县城（暖锋前进方向）（暖锋前进方向）冷冷 锋锋县城县城（冷
11、锋前进方向）（冷锋前进方向）过境前过境前天天气气特特征征过境时过境时 阴天阴天 下雨下雨 刮风刮风 降温降温过境后过境后气温气温降低，降低，气压升压，气压升压，天气天气转晴转晴天气晴朗天气晴朗，气温高气温高,气压低气压低冷冷 锋锋县城县城一地的天气状况，由控制该地的一地的天气状况，由控制该地的天气系统天气系统决定的决定的（冷锋前进方向）（冷锋前进方向）暖气团暖气团冷气团冷气团 冷锋冷锋天气天气系统系统“清明时节雨纷纷清明时节雨纷纷”就是江南地区准静止锋天气的写照就是江南地区准静止锋天气的写照 准静止锋天气准静止锋天气 准静止锋天气可以分为两类准静止锋天气可以分为两类:l 一类是一类是无降水无降
12、水或仅有层积云和雨量极小的或仅有层积云和雨量极小的零星降零星降 水。锋上暖空气较干、没有显著的云。水。锋上暖空气较干、没有显著的云。 例如，例如，昆昆 明准静止锋明准静止锋l 另一类是有另一类是有显著的降水显著的降水，锋上暖空气有较强的上，锋上暖空气有较强的上 升运动。升运动。 例如，例如，我国华南准静止锋我国华南准静止锋 准静止锋准静止锋 分类分类云系的位置云系的位置 降水量降水量 举举 例例 第一类第一类云系发展在云系发展在锋上锋上有明显的降有明显的降水水华南准静止华南准静止 锋锋 第二类第二类云系发展在云系发展在锋下锋下无明显的降无明显的降水水昆明准静止昆明准静止锋锋 准静止锋天气分类准
13、静止锋天气分类l 它的云系是由两条锋面的云系合并而成，所以它的云系是由两条锋面的云系合并而成，所以天气最恶劣天气最恶劣 的地区及降水区多位于锢囚锋附近的地区及降水区多位于锢囚锋附近，云系多为高层云（雨，云系多为高层云（雨层云）、复高积云和层积云等。层云）、复高积云和层积云等。l 锢囚锋的外围多高云，如卷云和卷层云等。锢囚锋的外围多高云，如卷云和卷层云等。 降水区的宽度，一般从地面锋线至降水区的宽度，一般从地面锋线至700百帕槽线。百帕槽线。锢囚锋天气锢囚锋天气 内容预告内容预告l1. 天气系统天气系统 1.1 气团和锋气团和锋 1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋 1.3 其它天气系统其它天气系统
14、l2. 天气预报天气预报1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋1.2 1.2 气旋、反气旋的概念及天气学特气旋、反气旋的概念及天气学特征征什么是气旋什么是气旋?l在气象上把在同一高度上中心气压低于四周而其周围是逆时钟旋转气流的大尺度涡旋称为气旋。 l低气压和气旋是同一种天气系统的两种不同称谓 。l在北半球，低气压内的空气必然呈逆时钟旋转；在南半球则呈顺时钟旋转。 气旋和反气旋天气特征气旋和反气旋天气特征气旋和反气旋风场特征气旋和反气旋风场特征 气旋一般对应辐合上升运动，而反气旋一般对应辐散下沉升运动，所以气旋通常象征阴雨天气，而反气旋象征晴好天气。气旋和反气旋天气特征气旋和反气旋天气特征1. 气旋的
15、水平尺度气旋的水平尺度 气旋的水平范围很大，一般有气旋的水平范围很大，一般有1000千米，千米，大的可达大的可达3000千米，小的也有数百千米。千米，小的也有数百千米。 2. 气旋的强度气旋的强度 气旋的强度一般用它的气旋的强度一般用它的中心气压中心气压表示。表示。中心气压越低，强度越强。地面气旋的中心气压越低，强度越强。地面气旋的中心气压值一般在中心气压值一般在9701010百帕之间百帕之间 。3. 气旋的种类气旋的种类 根据其形成和活动的地理区域根据其形成和活动的地理区域 可分为：可分为： 温带气旋温带气旋 气气 旋旋 热带气旋热带气旋 按照气旋的热力结构可分为：按照气旋的热力结构可分为：
16、 无锋气旋无锋气旋 锋面气旋锋面气旋 气旋气旋l锋面气旋就是与锋面结合的低气压（气旋）锋面气旋就是与锋面结合的低气压（气旋） l与其他天气系统一样，锋面气旋也有初生、与其他天气系统一样，锋面气旋也有初生、成熟和消亡三个阶段。在东亚地区，锋面成熟和消亡三个阶段。在东亚地区，锋面气旋的生命史一般不超过气旋的生命史一般不超过5 5天天 在锋面气旋内，由于空气逆时钟向内旋在锋面气旋内，由于空气逆时钟向内旋入，在低层甚至在对流层中层会产生辐合入，在低层甚至在对流层中层会产生辐合上升运动，因而天气状况较坏，尤其气旋上升运动，因而天气状况较坏，尤其气旋锋面附近的部位常会产生较强的降雨。锋面附近的部位常会产生
17、较强的降雨。 东亚地区的锋面气旋东亚地区的锋面气旋 台风是发展强烈的热带气旋台风是发展强烈的热带气旋台风活动的地区和季节台风活动的地区和季节 就全球范围而言，平均每年有近就全球范围而言，平均每年有近80个台风生成，个台风生成，其中其中北半球北半球发生的台风数占全球总数的发生的台风数占全球总数的72%，而西北太平洋又是全球台风发生频率最高的地而西北太平洋又是全球台风发生频率最高的地区，占全球的区，占全球的37%。台风一年四季皆可发生，。台风一年四季皆可发生，但以但以夏秋季节夏秋季节发生的频率最高。发生的频率最高。 台台 风风 高高 发发 区区 影响我国的台风多发源于影响我国的台风多发源于西北太平
18、洋和西北太平洋和南海地区南海地区，平均每年有，平均每年有7个个台风在我国登台风在我国登陆，登陆的时间在陆，登陆的时间在5月月11月月，就登陆地，就登陆地段而言，南起段而言，南起海南北至辽东半岛海南北至辽东半岛均可有均可有台风登陆。台风登陆。 台风的范围和强度台风的范围和强度 l台风的范围以其最外围近似圆形的闭合台风的范围以其最外围近似圆形的闭合等压线为准，直径一般为等压线为准，直径一般为6001000千米。千米。l台风的强度是以台风的强度是以台风地面最大平均风速台风地面最大平均风速和台风中心最低海平面气压值和台风中心最低海平面气压值来确定的。来确定的。近中心风速愈大，中心气压愈低，则强近中心风
19、速愈大，中心气压愈低，则强度愈强。度愈强。 台风的命名台风的命名 在现代，对于台风，世界上各个国家和在现代，对于台风，世界上各个国家和地区，有着不同的叫法。地区，有着不同的叫法。19981998年在香港召年在香港召开的世界气象组织台风委员会会议决定，开的世界气象组织台风委员会会议决定，为提高各国人民防台抗灾意识，加强国际为提高各国人民防台抗灾意识，加强国际区域合作，将给西北太平洋地区的台风及区域合作，将给西北太平洋地区的台风及热带风暴，取用统一的亚洲名称。热带风暴，取用统一的亚洲名称。 台风的结构和天气台风的结构和天气 台风是一个深厚的热带低气压，中心气台风是一个深厚的热带低气压，中心气压很低
20、，而且中心附近的温度高于四周，压很低，而且中心附近的温度高于四周，即具有即具有暖心结构暖心结构。台风的垂直结构一般。台风的垂直结构一般可达到可达到10千米左右，发展强烈的台风可千米左右，发展强烈的台风可一直伸展到对流层顶部。一直伸展到对流层顶部。台台 风风 结结 构构 台风大风区，亦称为台风外圈台风大风区，亦称为台风外圈 台风台风 台风涡旋区，亦称为台风中圈台风涡旋区，亦称为台风中圈 台风眼区，亦称为台风内圈台风眼区，亦称为台风内圈 l台风具有破坏力极大的风力，这是任何台风具有破坏力极大的风力，这是任何温带气旋都无法与之比拟的。温带气旋都无法与之比拟的。 l通常通常台风登陆后台风登陆后，风力会
21、迅速，风力会迅速减弱减弱，因，因此除沿海外，内陆地区很少遭到台风强此除沿海外，内陆地区很少遭到台风强风的袭击。风的袭击。 台风从形成到衰亡的生命史一般为台风从形成到衰亡的生命史一般为38天，台风一旦登陆或进入温带洋天，台风一旦登陆或进入温带洋面，因冷空气侵入便会很快衰减成低面，因冷空气侵入便会很快衰减成低气压或演变成温带气旋。气压或演变成温带气旋。 l台风灾害主要来自三个方面：即台风灾害主要来自三个方面：即强风、强风、暴雨和风暴潮暴雨和风暴潮。l近年来全球气候变暖，沿海经济繁荣，近年来全球气候变暖，沿海经济繁荣，财产密度大增，台风灾害损失几乎呈财产密度大增，台风灾害损失几乎呈指数上升趋势。指数
22、上升趋势。 不过，台风也有其有利的一面。譬如，不过，台风也有其有利的一面。譬如，我国江南、华南地区进入盛夏季节后，我国江南、华南地区进入盛夏季节后，主要的降水系统是台风，如果长时间没主要的降水系统是台风，如果长时间没有台风登陆，则会出现严重的伏旱，这有台风登陆，则会出现严重的伏旱，这时候，人们又会盼望那些不太强的台风时候，人们又会盼望那些不太强的台风“光顾光顾”了。了。什么是反气旋？什么是反气旋？ 反气旋又名高气压，它是反气旋又名高气压，它是中心气压高于中心气压高于四周四周的大气涡旋。在北半球，反气旋内的大气涡旋。在北半球，反气旋内空气的水平流动呈顺时钟旋转，在南半空气的水平流动呈顺时钟旋转，
23、在南半球做逆时钟旋转。球做逆时钟旋转。 1. 反气旋的水平尺度反气旋的水平尺度 反气旋的水平尺度一般比气旋大。大的占反气旋的水平尺度一般比气旋大。大的占据整个亚洲大陆的据整个亚洲大陆的3/4，小的直径仅数百千，小的直径仅数百千米。米。 2. 反气旋的强度反气旋的强度 地面反气旋的中心气压值一般在地面反气旋的中心气压值一般在10201040百帕，百帕，中心气压中心气压愈高，表示愈高，表示反气旋愈强。反气旋愈强。 3. 3. 反气旋的种类反气旋的种类 根据反气旋形成和活动的地理区域分：根据反气旋形成和活动的地理区域分： 极地反气旋极地反气旋 反气旋反气旋 温带反气旋温带反气旋 副热带反气旋副热带反
24、气旋 内容预告内容预告l1. 天气系统天气系统 1.1 气团和锋气团和锋 1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋 1.3 其它天气系统其它天气系统l2. 天气预报天气预报 内容预告内容预告l1. 天气系统天气系统 1.1 气团和锋气团和锋 1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋 1.3 其它天气系统其它天气系统l2. 天气预报天气预报天气预报制作的原理和方法天气预报制作的原理和方法根据气象观根据气象观(探探)测资料，应用天气学、测资料，应用天气学、动力学、统计学的原理和方法，对某动力学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。况作出定
25、性或定量的预测。 天气预报的历史天气预报的历史l大约大约300年的历史。早期天气预报是被禁止年的历史。早期天气预报是被禁止的，属于的，属于“神神”的职责，人如预测，可被的职责，人如预测，可被处死。处死。l最早的是看云识天气和根据物像来推测天最早的是看云识天气和根据物像来推测天气；气；l经历了单站预报，天气图预报；经历了单站预报，天气图预报；l目前的应用气象卫星、天气雷达等先进的目前的应用气象卫星、天气雷达等先进的探测资料和用计算机进行天气预报探测资料和用计算机进行天气预报天气预报的种类天气预报的种类l按预报时效：按预报时效：临近预报(12小时)、甚短期预报(212小时)、短期预报(1248小时
26、)、中期预报(310天)、长期预报(10天以上)等；l按服务对象：按服务对象：日常天气预报和专业天气预报(如航空天气预报等)；l按预报范围：按预报范围：区域预报和站点预报等。 制作天气预报主要的方法制作天气预报主要的方法 采用采用天气学预报方法天气学预报方法、统计学预报方法统计学预报方法和和动力学预报方法动力学预报方法，以及由这三种基本预报，以及由这三种基本预报方法相互结合形成的天气方法相互结合形成的天气统计预报方法、统计预报方法、动力统计预报方法和天气动力统计预报方法和天气动力预报方法动力预报方法等。等。 天气图方法天气图方法l天气学预报方法（或称天气图方法）：是天气学预报方法（或称天气图方
27、法）：是以天气图为主要工具，配合卫星云图、雷以天气图为主要工具，配合卫星云图、雷达图等，用天气学的原理来分析和研究天达图等，用天气学的原理来分析和研究天气的变化规律，从而制作天气预报的方法。气的变化规律，从而制作天气预报的方法。这种方法主要用于制作短期预报。这种方法主要用于制作短期预报。l认为天气变化具有必然性认为天气变化具有必然性天气学预报方法天气学预报方法的思路的思路第一、了解现在（包括过去）天气系统的位置，第一、了解现在（包括过去）天气系统的位置，第二、把握天气系统的移动规律，第二、把握天气系统的移动规律，第三、把握天气系统强度的变化（例如，锋生、锋消）。第三、把握天气系统强度的变化（例
28、如，锋生、锋消）。数值预报方法数值预报方法l数值预报方法（又称动力学预报方法）：数值预报方法（又称动力学预报方法）：是利用大型、快速的电子计算机求解描述是利用大型、快速的电子计算机求解描述大气运动的动力学方程组来制作天气预报大气运动的动力学方程组来制作天气预报的方法。这种方法可用于制作短期预报，的方法。这种方法可用于制作短期预报，也可做中、长期预报。近几年还开始用来也可做中、长期预报。近几年还开始用来做气候预报。做气候预报。l三个重要的定律：质量守恒（连续性方三个重要的定律：质量守恒（连续性方程）；能量守恒（热力学方程）；动量守程）；能量守恒（热力学方程）；动量守恒（运动方程）恒（运动方程）l
29、认为天气变化具有必然性，遵守守恒定律。认为天气变化具有必然性，遵守守恒定律。Vilhelm Bjerknes Vilhelm Bjerknes 提出定提出定天气天气预测是一个预测是一个学初值问题。学初值问题。只要得知大气层的初始状况，使只要得知大气层的初始状况，使可从求解一组描述大气运动的可从求解一组描述大气运动的数学方程得到天气的未来变化。数学方程得到天气的未来变化。然而，这方程组涉及六个变量然而，这方程组涉及六个变量( ( 垂直水平风、温垂直水平风、温、气压、气压、水汽含水汽含) )，而且方程式非常，而且方程式非常复杂，并无法直接求解，因此复杂，并无法直接求解，因此当时的气象学家对有关方程
30、解当时的气象学家对有关方程解的特性所知仍相当有限。的特性所知仍相当有限。数值预报的早期工作数值预报的早期工作统计预报方法统计预报方法l统计预报方法：是采用大量的、长期的气统计预报方法：是采用大量的、长期的气象观测资料，根据概率统计学的原理，寻象观测资料，根据概率统计学的原理，寻找出天气变化的统计规律，建立天气变化找出天气变化的统计规律，建立天气变化的统计学模型来制作天气预报的方法。这的统计学模型来制作天气预报的方法。这种方法主要用于制作中、长期预报和气象种方法主要用于制作中、长期预报和气象要素预报要素预报 。l认为天气变化是一种随机过程，只能求出认为天气变化是一种随机过程，只能求出某种天气出现的可能性或概率。某种天气出现的可能性或概率。 本次课内容本次课内容l1. 天气系统天气系统 1.1 气团和锋气团和锋 1.2 气旋和反气旋气旋和反气旋 1.3 其它天气系统其它天气系统l2. 天气预报天气预报 本次课本次课要求：要求： 1.理解气团与锋的基本概念理解气团与锋的基本概念 2.了解锋面的空间形态了解锋面的空间形态 3.了解了解气旋和反气旋天气特征气旋和反气旋天气特征 4.运用锋面与天气的关系掌握天气预报的运用锋面与天气的关系掌握天气预报的 初步思路初步思路
