北方气旋--蒙古气旋实习报告

南京信息工程大学实习报告2015－2016学年第2学期北方气旋过程实习报告时间2016.4.6班级长望实验班学号20141334027姓名杨显轲得分一、概述（请在此部分简要概括总结此次气旋发生的大范围环流形势，并从其演变过程指出其属于那种发展类型气旋）1)环流形势：当高空槽接近蒙古西部山地时，由于上升运动，空气柱垂直方向压缩，造成水平方向辐射，使得气旋性涡度迎风坡减弱，同理在背风坡加强，并且使得等高线成疏散形式。同时由于阿尔泰山脉的阻挡，使得来自于极地的冷空气在迎风面堆积，因而在500hpa上的温压场上表现为比较明显的温度槽和温度脊（见图1）。下垫面的非绝热加热作用使温度脊更见明显。并且在蒙古中部地面上出现热低压或倒槽（见图2），当高空疏散槽的正涡度平流叠加其上时，热低压即获得动力性发展，由于低压前后的高空暖，冷平流都很强，这样一方面促进暖锋锋生，另一方面推动山地西部的冷锋越过山地进入蒙古中部，形成蒙古气旋。在此过程中，高空低槽也获得发展。图14日20时500hpa高空蒙古西部的温压场图24日20时地面蒙古中部的低压倒槽2)演变过程概要这是一次随着西风槽的东移,地面冷锋进入新疆到蒙古西部的暖性低压后,发展成为蒙古气旋的天气过程,按蒙古气旋的分类，这次的过程属于于冷锋进入倒槽型。这次气旋于2002年4月4日20时到4月5日08时生成,并在4月5日08时到4月6日08时这段时间强烈发展达到锢囚阶段，也是地面气旋发展最强阶段，伴随的天气主要为大风、降温以及降水的天气。最后在4月6日08时之后进入消亡阶段，锋区发展和气旋发展都减弱，并于4月7日20时，气旋完全消失，本次过程结束。在本次过程中的天气变化，过程的形成到发展共3天时间。二、北方气旋发生发展演变过程（从高低空配置分析详细说明其发生阶段、发展阶段以及减弱消亡阶段演变过程，对应的天气及天气产生的原因，可附主要图形）1、生成阶段（1）生成阶段发展概述在4日20时高空就形成了明显的槽脊，地面形成了暖性低压和倒槽。在高空中等温线落后于等高线，并且可以看到槽后有冷平流使得高空槽不断发展。并且可以看到以36区和51区的之间位置，即大约天山山脉的位置为分界线。上部分是冷平流，下部分是暖平流（如图3）。接着随着高空槽前正相对涡度的不断输送，导致地面低压系统不断发展，并且由于冷锋前后的高空暖，冷平流都很强，冷平流使得地面产生正变高，暖平流使得地面产生负变高，从而导致冷锋南下转竖并进入倒槽（如图4），这些系统移动速度很快，均以每天10—15经距度移动，所以在5日08时形成了蒙古气旋。图34日20时500hpa天山山脉南北温压场图44日20时地面天山山脉附近冷锋（2）5日8时气旋形成的高低空配置主要从高空500hpa和地面图分析，如图5和6所示，我们可以看到如下几点信息地面气旋位于高空槽前，正涡度平流使得气旋发展，并且在高空产生负变高，从而动力因子使得高空槽移动，使得气旋中心发展；500hpa温度场落后于高度场，使得高空槽发展，热力因子使地面气旋前部减压，后部加压，气旋移动，但确使槽发展；这个地方对应高空还没有出现闭合的等高线；温度平流零线（等高线与等温线的平行区）穿过气旋中心，气旋前部为暖平流减压，后部为冷平流加压，使气旋沿变压梯度方向或者是沿着引导气流方向移动图55日8时500hpa蒙古槽温压场图65日8时地面图的气旋中心在这种情况下，高空槽会近一步发展，同时气旋中心也会得到很强的发展并且进一步东移。（3）对应的天气现象在蒙古中部44区上方出现小范围的大风天气，主要是因为冷锋是冷气团和暖气团的过渡带，在此处冷气团势力强，推动暖气团运动，由于冷暖气团交汇，温度梯度大，热成风也大，因此冷锋上空风速加大（图6所示）。在气旋左方出现小范围的降水天气，主要是受到气旋上部另一条冷锋的影响，在冷锋上有冷暖气团交界，产生降水（图6所示）。在30区附件也产生了降水，在这里一方面是由于西南风和东北风相遇造成该地区辐合上升造成大范围的雨雪天气，另一方面是位于冷锋后，冷锋移动过程当中，造成该区域的暖空气被迫抬升造成降水（见图7）。冷锋移动较慢，坡度也较小，处于空中700hpa槽前，为第一型冷锋。图75日8时地面30区附件降水与冷锋分布图2、发展阶段（1）发展阶段发展概述在5日8时到20时这段时刻发展过程中因为碰到高原，所以由于地形的爬坡作用，使得这个系统的高空槽略有减弱，但移速大大加快，并且冷锋继续深入暖性倒槽之中，由于地面暖式切变进一步增强，使得倒槽内暖式切变附件温度梯度不断加大，形成一条暖锋（见图8），12h内移动了10个经距以上。在5日20时到6日08时槽已经越过高原开始下坡，此时槽又得到加强，移速减小，槽前的正涡度平流增强，引起地面气旋和锋区不断发展。并且随着高空槽的配合，地面的锋区不断加强，气旋不断东移，其引导的冷锋逐渐侵袭我国，不断南压并且由之前的东北—西南走向转向偏西走向，对我国华北东北及华南地区产生的严重的影响。并且在6日08时由于冷空气不断南下，暖空气不断抬升，形成了锢囚锋（见图10）。图85月20时地面图（虚线表示12h之前的锋区）图96日8时500hpa（黄色为12h前高空槽）图106日8时地面图（虚线为12h前前锋区）（2）6日8时高低空的配置高空槽有明显的移动，温度场仍然落后于高度场，500hpa高空首次出现了闭合中心，气旋中心不在全部位于槽前了，此时涡度平流相应的减弱（见图9）此时可以发现高空出现暖舌，700和850的高空图上特别明显，并且500hpa可以发现等高线和等温线的夹角减小，温度平流变小地面气旋大致发展到最强阶段，此时气旋中心的等压线相对于之前增多不少，地面冷锋逐渐追上暖锋，将地面暖空气抬升，气旋锢囚（见图10）。此时动力因子和热力因子作用的开始减小，地面摩擦影响增大，相对成为主要的因子。（3）对应天气现象地面风速加大，并且大风范围扩大，并且大风区域也随着冷锋东移了很大距离，主要与这里的等压线的密集程度相关，导致该地区的气压梯度力比较大，所以产生大风，当然也与冷空气的活动息息相关。气旋发展旺盛，风区进一步东移的过程中还在贝加尔湖以东地区造成大范围降水，同时青藏高原以东和黄河流域以南地区也产生了降水。露点及温度都有明显下降。30区附近，即贝加尔湖右边产生了降水，这个降水的成因主要是第一，偏西北的气流不断输送贝加尔湖的水汽，导致该区水汽丰富。第二是这里有东西风的切变，会造成气流的辐合，引起很强的上升运动，造成降水。同时发现在暖锋前也有降水，因为下方的暖空气在移动中遇到较冷的空气会主动上升,就形成了降水的条件,所以在移动的前沿会有降水，同时也因为沿海的偏北气流不断输送水汽造成大范围降水。在冷锋前开始出现沙尘暴天气，此时在这里因为有大风天气，为沙尘暴的产生提供了很好的条件，并且冷锋是冷气团主动向暖气团靠近的过程，在锋后强烈的对流活动会带来大风降水的天气，地表的沙尘很容易在这样的天气条件下被大风扬起，形成沙尘暴。冷锋处于空中700hpa槽前，为第一型冷锋。3、消亡阶段（1）消亡阶段概述从6日8时之后，从高空500hpa可以看到，温压场近乎重合，温度平流逐渐减小，到7日08时的时候，高空中发展成了一个冷性的涡旋系统（见图12），并且可以看到，此时在高空的冷性涡旋系统的北方，即鄂霍次克海的西边形成了一个阻塞高压（图11和图12），这个高压在未来的几天里，影响着高空冷性涡旋系统的东移，并且导致地面的气旋系统一直停留在东北平原附件，在东北平原这里产生了持续几天的降水。地面的锋区在这个阶段开始减弱，当锋区移动到东北平原附近时，由于受到阻高的影响，在这里停留，随着气旋逐渐与锋面开始脱离，首先导致暖锋消失，然后随着上升运动的消失，并且受到地面摩擦的影响，冷锋停留一天之后也消失，本次气旋过程结束。图116日20时500hpa阻塞高压形成图127日08时500hpa冷性涡旋形成图136日20时地面锋区示意图图147日8时地面锋区示意图（2）7日8时的高低空配置此时高空中温压场近于重合，发展成一个深厚的冷性涡旋，并且该气旋将在以后的时刻因为受到地面摩擦作用减弱慢慢消失（见图12）地面气旋变成冷低压，锋面移动到气旋外侧，暖锋首先消失。（见图14）此时变压场已经消失，动力因子迅速减弱甚至消失，温压场重合，热力因子也迅速减弱甚至消失。（3）对应天气现象在6日14时，大风的范围进一步扩大，并且不断推断冷锋的移动，之后由于该气旋进入消亡阶段，风也逐渐减弱消失，在气旋移动到东北平原附近，即阻高南方时，大风范围已经维持在小范围。在6日20时到7日8时，华北地区沙尘暴的范围进一步加大，主要原因是盛行来自西北的冬季风,而在这个过程中该区域升降水却很少,随着干燥的冬季风,不断带来内蒙古高原附沙地的沙尘，导致沙尘暴大范围爆发，并且在以后一段时间内维持在华北地区附近。在6日20时气旋北方出现大范围降水，主要还是暖锋移动时造成冷暖空气相遇，暖空气被抬升造成降水，并且西部不断有来自贝加尔湖的水汽提供，还有贝加尔湖东边的两股风辐合也造成降水，所以最后引起该部分有大范围降水7日8时，暖锋消失之后，降水区域开始减小，冷锋前有一定范围降水，主要还是与冷暖空气相遇有关，在7日20时冷锋消失之后，该区域降水消失，并且在贝加尔湖东部的降水区由于两股风相遇辐合仍然有小范围降水，并且维持了很长时间，在8日8时消失。三、预报着眼点（分不同阶段，给出预报思路）在初始阶段和发展阶段，对于高空系统的发展主要从高空形势方程出发，结合地形等的作用。例如在此次过程中4月4日到4月6日槽上都有较明显的冷平流，加上高低空有利的配置，都有利于槽的发展和气旋的发展，暖平流与4月6日08时已经较为明显，这是导致本次蒙古气旋锢囚的关键点，结合地面上暖锋式的气旋性切变暖锋形成于冷锋相接，使得暖锋进一步发展，并且冷风逐渐追上暖锋相遇形成锢囚在初始阶段和发展阶段，对地面气旋的发生发展要从地面形势方程出发，而在此次过程中地面上的倒槽以及后面形成的气旋性环流中心、低压中心，一直位于高空槽的前方，在槽前的减压作用下，倒槽得以发展成为低压，低压得以加强，在加上冷暖锋的相接温带气旋得以生成。当然在地面图上也要注意暖锋前方大片的负变压区。同时在初始和发展阶段，在预报过程中要注意天山、阿尔泰山脉以及萨彦岭的地形作用及蒙古高原对槽上下坡的影响。例如在发展阶段槽上下坡的时候就受到高原上下坡的影响在消亡阶段要结合北方的高空环流形式整体分析，例如在此次气旋过程中，北部的阻塞高压对高空的抵压中心和地面气旋中心就产生了很大影响。四、小结本次天气过程在分析中，主要是从天气图的地面图和500hap高空图中分析变化，预报地面天气，高度变化主要看涡度平流、热成风涡度平流、平均冷暖平流。根据高空槽前的正涡度平流（涡度因子）主要使低层系统发展，高层系统移动，冷暖平流（热力因子）主要使高层系统发展，底层系统移动来判断系统的发生发展及移动情况。并得出，此次蒙古气旋在发展过程中，造成的天气现象除大范围降水外还伴随有大风沙尘及雾的出现，且降温比较剧烈。