海洋气象复习考点

◆大气成分：主要由多种气体(氮、氧、氩、二氧化碳和臭氧等)、水汽和悬浮的杂质构成。干空气主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、氩（0.93%）三项约占总体积的99.97%。大气是可压缩气体，大气密度随高度增加而迅速减少。影响天气、气候变化的主要大气易变成分为二氧化碳、臭氧和水汽。2009年12月7—18日192个国家在丹麦首都哥本哈根召开《联合国气候变化框架公约》第１５次缔约方会议，旨在遏制全球气候变暖，温家宝总理出席会议。大气垂直分层自下而上将大气分为五个层次：1.对流层、2.平流层、3.中间层、4.热层、5.逸散层对流层中三个主要特征：⑴气温随高度而降低。平均幅度为-0.65℃/100m。即γ＝0.65℃/100m称γ为对流层中气温垂直递减率。⑵具有强烈的对流和湍流运动。是引起大气上下层动量、热量、能量和水汽等交换的主要方式。⑶气象要素沿水平方向分布不均匀。如温度、湿度等。对流层分为：摩擦层、自由大气、对流层顶温标：温度的数值表示法称温标。常用的温标有三种。①摄氏温标℃②华氏温标Ｆ摄氏与华氏的关系：)32(95FC3259CF③绝对温标(K氏温标)K关系：K＝273＋C或T=t+273太阳辐射是地球和大气的唯一能量来源。大气受热的主要直接热源是地球表面。下垫面与空气之间的热量交换途径有以下几种：1.热传导、2.辐射、3.水相变化、4.对流、5.平流、6.湍流热传导（Conduction）：空气与下垫面之间，通过分子热传导过程交换热量，又称感热。地面和大气都是不良的热导体。仅在贴近地面几厘米以内明显，故通常不予考虑。辐射（Radiation）：地气系统热量交换的主要方式。地面吸收太阳短波辐射，放射出长波辐射加热大气。如白天辐射增温，夜间辐射冷却。对流（Convection)：一般将垂直运动称对流，对流分热力对流和动力对流。由于空气受热不均引起有规则的暖湿空气上升、干冷空气下沉，称热力对流。由于动力作用造成的对流运动称动力对流，如空气遇山爬升等。湍流：又称乱流（Turbulence），是空气不规则的运动。湍流是摩擦层中热量、能量和水汽交换的主要方式。空气与下垫面之间的热量交换是通过多种途径进行的:1通常，地面与大气之间的热量交换以辐射为主，乱流和水相变化次之；2各地空气之间的热量交换以平流为主；3上下层空气之间的热量交换以对流和乱流为主；4以上均为非绝热过程。空气的增热和冷却主要是非绝热过程引起的。气温的水平分布海平面平均气温从赤道向高纬递减，南半球等温线大约与纬圈平行，北半球由于海陆分布不均匀，等温线不与纬圈平行。①夏半球的等温线比较稀疏，冬半球较密集②冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向极地，而夏季相反。这是因为在同一纬度上，冬季大陆温度比海洋温度低，夏季大陆温度比海洋温度高的缘故。③北半球冬季大洋西部从低纬向东北方向伸出一个暖脊直达大洋东部中高纬海域。这是两个强大暖流黑潮、湾流所致。④在南半球不论冬夏，最低气温均出现在南极地区，而在北半球只有夏季在北极，冬季在西伯利亚东北部（佛科扬斯克）和格陵兰，称为“寒极”(ColdPole)。⑤近赤道附近存在一个高温带,1月和7月平均气温均高于25℃，称这个高温带称为“热赤道”(HeatEquator)。平均在10N左右。气压：指单位截面积上大气柱的重量称大气压强，简称气压。1hPa=3/4mmHg1mmHg=4/3hPa1mb=1hPa影响气压变化的因素：热力因素：温度高，空气受热膨胀，空气密度变小，气压下降；温度低，空气冷却收缩，空气密度变大，气压升高。动力因素：包括水平气流的辐合和辐散、空气密度变化和空气的垂直运动。水平运动：气流水平辐合时，空气聚积，导致气压上升；水平辐散时，空气离散，导致气压下降。气压的垂直运动：当空气有垂直运动而气柱内质量没有外流时，其总质量没有改变，地面气压不会发生变化。但气柱中质量的上下传输，可造成气柱中某一层次空气质量改变，从而引起气压变化。气压的年变化(annualvariationofpressure):气压的年变化随纬度增大而增大，在中高纬度最明显，概括为以下几种类型：1大陆型：冬季气压高，夏季气压低，年较差大。2海洋型：冬季气压低，夏季气压高，年较差小。3高山型：最高值出现在夏季，最低值出现在冬季。高压（HighPressure）:由闭合等压线围成,中心气压比周围高的系统。空间等压面向上凸起，形似山丘。低压（LowPressure，Depression）：由闭合等压线围成，中心气压比周围低的系统。空间等压面向下凹，形如盆地。低压槽和槽线（Trough）：由低压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较高的一方凸出的部分，简称槽。在低压槽中各条等压线曲率最大处的连线，称槽线(Trough-Line)。空间等压面类似山谷。高压脊和脊线（Ridge）：由高压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较低的一方凸出的部分，简称脊，脊中曲率最大点的连线称脊线(RigheLine)。空间等压面类似山脊。低压带：两高压之间的狭长区域。高压带：两低压之间的狭长区域。气压梯度(pressuregradient)：在水平方向上单位距离内气压的改变量称水平气压梯度，用-ΔP/Δn表示。气压系统随高度的变化：1温压场对称的系统：温压场对称是指温度中心与气压中心基本重合。浅薄系统是指气压系统的强度随高度增加而减弱，即高低空的高低压中心不一致。这种系统有冷高压（coldhigh）和暖低压(heatlow)。深厚系统是指气压系统的强度随高度增加不变或增强，即高低空的高低压中心一致。这种系统有暖高压（warmhigh）和冷低压(coldlow)。2温压场不对称的系统：温压场不对称是指温度中心与气压中心不重合。在中高纬度地区，不对称的低压总是东暖西冷，低压中心轴线向冷区倾斜；不对称的高压总是东冷西暖，高压中心轴线向暖区倾斜。风向（WindDirection）：风向是指风的来向风力(WindForce)：根据风对地面或海面的影响程度又划出风力等级。国际上采用的风力等级从0～12共13个等级（BeaufortScaleofWindForce）。我国现采用从0～17共18个等级。水平气压梯度力(pressuregradientforce):由于作用在单位质量空气上的压力在水平方向上分布不均匀，引起气压梯度力。Gn表示。大小为：npGn1；方向：垂直等压线从高压指向低压。地转风(GeostrophicWind)：在自由大气中,当水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡时(Gn+An=0)，空气沿等压线作无磨擦的等速直线运动，称地转风。地转风风速公式：Gn+An=0npgvsin21地转风特征：（1）Vg与水平气压梯度成正比，即等压线密集，Vg大。（2）Vg与空气密度成反比，气压梯度一定时，高空的Vg大于低空的Vg。（3）Vg与纬度的正弦成反比，低纬Vg大于高纬Vg。（4）赤道及其附近不遵守地转风原则。梯度风的讨论：（1）最大水平气压梯度的分布，高压边缘较大，越近中心越小。曲率小处等压线密集，曲率大处等压线稀疏。（2）纬度越高，空气密度越大，水平气压梯度最大可能值越大。冬季，中高纬陆上高压等压线密。（3）高压边缘风速较大，中心风速小或无风。（4）中高纬度高压风速较大，低纬度高压风速较小。梯度风仍遵守风压定律。摩擦层中的风压定律：在北半球摩擦层中，风斜穿等压线吹，背风而立，高压在右后方，低压在左前方。在南半球高压在左后方，低压在右前方。由于摩擦力的作用，北半球，低压中风斜穿等压线以逆时针方向向中心辐合，高压中的风斜穿等压线以顺时针方向向外辐散。影响大气环流的主要因子：太阳辐射、地球自转、海陆分布不均匀和高大地形等因素影响。影响我国天气和气候的大气活动中心主要有：西伯利亚高压、阿留申低压、西太平洋副高、印度低压。季风定义：大范围地区的风向随季节而有规律改变的盛行风，称为季风。要求盛行风的方向至少改变120°，盛行风频率＞40％。季风的成因（FormationofMonsoons）：1海陆季风(Sea-LandMonsoon)：由海陆之间热力异差引起的风系随季节有极明显的变化，称海陆季风。2行星季风(PlantaryMonsoon)：由于行星风带随季节移动而引起的风系变化，称行星季风。3青藏高原的地形作用：青藏高原在夏季的热源作用和冬季的冷源作用对维持和加强南亚季风起了重要的作用。东亚季风：1成因:主要是由于海陆间的热力差异引起的。2范围：我国大部分地区，朝鲜半岛和日本附近洋面。3冬季风特征：蒙古高压盘踞亚洲大陆，寒潮和冷空气不断爆发南下，高压前缘的偏北风成为东亚的冬季风。我国大部、朝鲜半岛和日本附近洋面吹西北风，东海南部、南海、台湾海峡吹东北风，风力均在5-6级，最大可达8-9级或以上。4夏季风特征：陆地是印度低压（亚洲低压），海上是西太平洋副热带高压。我国东部沿海、朝鲜、日本吹东南风；南海、台湾海峡、菲律宾附近洋面吹西南风。风力一般3-4级。5季风的天气气候特征：夏季风：高温、潮湿、多阴雨，来临慢；冬季风：大风、降温、干冷,来临快、强度大。冬季风大于夏季风。海陆风(SeaandLandBreeze)：在海岸附近，由于海陆间热力差异的日变化引起的。白天：风从海洋吹向陆地称海风；夜间：风从陆地吹向海洋称陆风。海风＞陆风，主要出现在中低纬度，气温日较差较大，多在夏季晴朗天气条件下。山谷风(MountainandValleyBreeze)：在山区，由于山峰山谷的温度差异产生的局地环流。白天：风从山谷吹向山顶称谷风；夜间：风从山顶吹向山谷称山风，谷风＞山风。在我国海陆风和山谷风均盛行的港口是连云港和秦皇岛。气团(AirMass)：在广大空间里存在着水平方向上物理属性（主要指温度、湿度和稳定度等）相对比较均匀的大块空气,称气团。气团变性(AirMassModification)：气团原有物理属性的改变，称为气团变性。气团变性的快慢主要取决于以下因素：(1)源地性质与所经下垫面性质差异的大小。(2)离开源地时间的长短和路程远近。(3)空气运动状态和季节。通常冷气团变性快于暖气团。陆上快于海上。锋：冷暖气团之间的狭窄过渡带称为锋，锋具有一定宽度（地面30-40Km,高空达几百公里），由于地转偏向力的作用，锋在空中呈倾斜状态。锋的宽度远小于长度，可以把锋看成几何面，故称锋面。锋和某一等压面相交的区域称锋区。锋区中温度水平梯度特别大，等温线密集，并随高度向冷区倾斜。实际上锋就是两个性质不同的气团的过渡区。暖锋(warmfront）：在锋面活动过程中，暖气团势力强，推动冷气团后退，并迫使锋面向冷气团一侧移动。冷锋(Coldfront）：在锋面活动过程中，冷气团势力强，推动暖气团后退，并迫使锋面向暖气团一侧移动。静止锋(Quasi-stationaryfront)：在锋面活动过程中，冷、暖气团势力相当，互有进退，锋面很少移动，仅在小范围内摆动。锢囚锋(Occlusionfront)：冷锋移速快于暖锋，当冷锋追上暖锋后，或者两条冷锋迎面相遇，迫使暖气团抬离地面，锢囚到高空，近地层由冷锋后部的冷气团和暖锋前的冷气团构成的交界面，称为锢囚锋。锋的特征：1锋面坡度：锋面随高度向冷气团一侧倾斜，锋面坡度约为1/50—1/200。2锋附近的温度场：锋区内等温线密集，水平温度梯度特别大10℃/100km。而锋区内垂直温度梯度特别小。3锋附近的气压场：锋两侧的气压梯度不连续，等压线在通过地面锋线时有折角，且折角指向高压一侧。4锋附近的变压场：气压随时间的变化量称为变压，暖锋前出现负的三小时变压，冷锋后出现正的三小时变压。5锋附近的风场：锋附近的气流是辐合的。锋两侧风有明显的气旋性切变。即由锋前到锋后，风向呈逆时针（北半球）方向变化。风速大小取决于气压梯度。锋面天气：一）暖锋天气：云系：从高层到低层