海洋气象学复习题答案

1海洋气象学复习题2013.6.301说明海洋气象学研究的主要内容海洋气象学是研究海上大气的物理和动力特征，以及海洋与大气相互作用规律的学科。海洋气象学既涉及大气又涉及海洋，因此它是大气科学和海洋科学共同研究的领域。由于地球表面的绝大部分为海洋所覆盖，而海水又具有和陆地迥然不同的物理、化学性质，这就决定了海洋在海洋气象学研究中的重要地位。2说明海洋气象预报的基本内容一、海洋环境气象水文要素和灾害的监测、预报以及海上事故救援、海洋调查、海洋航运、海上工程等方面的气象保障。二、海洋气象预报的内容包括海洋气象水文要素的预报和海洋灾害性天气的预报警报两大类三、按预报时效来划分，海洋气象预报业务包括海洋天气监测、沿海及海区临近预报、短时预报、短期预报、中期预报、延伸期预报。对各类预报都要进行预报质量检验。四、海洋气象业务还包括建立各种海洋气象灾害的应急预案和按海域分等级的海上事故救援气象保障预案，提供海事区域风、能见度、浪、降水、气温等要素预报评估，开展海洋气象灾害评估和各类气象保障服务效果评估。3什么是大气环流,驱动大气环流的主要因子水平尺度2000km以上的大气运动称为行星尺度运动,大气环流是一种全球行星尺度的大气运行现象。其活动的水平空间范围在几千公里以上。大气的运动就是风。大气环流也是风的大尺度水平流动和流动状态轨迹以及流动的分布状态。大气环流是在热力因子和动力因子的共同作用下形成和维持的。热力因子主要的是指太阳辐射随纬度分布不均匀、动力因子主要包括地球自转,海陆分布和大地形起伏等。其中太阳辐射随纬度分布不均匀,是影响大气环流形成和维持的最基本的因子,是大气环流产生的源动力。4海陆热力差异的表现海陆热力性质差异表现在三个方面:1．辐射性质差异:太阳辐射在陆地上只限于一个薄层内,而在海洋里可以达到几十米深。因此大陆上的温度远比海洋上温度对太阳辐射敏感。2．热容量差异:海水的热容量是陆地热容量的两倍,海洋升温和降温速度远小于陆地。3．下垫面的差异：海水具有流动性，海水的流动使热量在较大范围和较深层次内均匀分布。海面相对柔软平坦。5什么是大气环流活动中心,如何分类?在海陆热力差异影响下,冬季陆上气温低,海上气温高,大陆高压发展,海上为低压控制。夏季则相反,大陆上低压发展,海洋为高压控制。2分析月平均海平面气压图可以看到,全球经常存在7-8个巨大的高低压区,通常称为大气活动中心。大气活动中心的形成与下垫面有很大关系,北半球海陆交错,大气冷热源受下垫面影响有显著的季节变化,所以大气活动中心也随季节呈现明显变化;南半球陆地面积较小,大气活动中心相对较为稳定。全年始终存在的大气活动中心称为永久性大气活动中心,随季节改变的称为半永久活动中心。PS:永久性大气活动中心自北向南主要有：冰岛低压、阿留申低压、北大西洋副热带高压、北太平洋副热带高压、赤道低压带、南大西洋副热带高压、南太平洋副热带高压、南印度洋副热带高压、南半球副极地低压带、南极高压。这些永久性大气活动中心，除南极高压外，均位于海上，南极大陆由于终年积雪，气温较低，因此一年四季都是高压。1月多年平均海平面气压场显示，半永久性大气活动中心主要有亚洲高压（又称西伯利亚高压或蒙古高压）、北美高压（又称加拿大高压）、澳大利亚低压、南美低压、南非低压。7月多年平均海平面气压场显示，半永久性大气活动中心主要有亚洲低压、北美低压、澳大利亚高压、南美高压、南非高压。北极地区冬季一半为低压区，一半为高压区：冷极出现在格陵兰和西伯利亚，高压区连接北美高压和西伯利亚高压，低压区连接冰岛低压和阿留申低压。夏季北极无闭合气压系统，主要与北美北部低压区相连。所以北极没有单独的大气活动中心。6季风的定义与分类季风:大范围地区风向随季节有规律转变的盛行风。季风的形成及分布主要与海陆分布、行星风带的季节性位移、大地形的影响有关。①海陆季风:由于海陆热力差异引起。夏季海洋温度较低,海上副热带高压加强,水平气压梯度力由海洋指向陆地,形成从海洋吹向陆地的夏季风。冬季大陆温度较低,造成由大陆吹向海洋的冬季风②行星季风:因行星风带随季节南北移动而形成的季风.地球上的5个行星风带,在北半球夏季向北移动,在南半球夏季向南移动,风带边缘地区的风向随东夏的改变会发生近180°的转向变化,从而形成季风。就纬度而言,行星季风在赤道和热带地区最明显,常称为赤道季风或热带季风。行星季风区基本呈带状分布,可以发生在沿海、内陆和大洋中部。③大地形作用的季风:大地形对季风形成和季风强度的影响有动力因素和热力因素。7说明亚洲季风(东亚、南亚季风)的成因东亚季风主要是因为海陆热力差异造成,是世界上最强盛的海陆季风。在亚欧大陆东南部和太平洋之间,气温梯度和气压梯度的季节变化比其他地方更显著。冬季西部利亚冷高压盘居欧亚大陆,寒潮和冷空气不断爆发南下,大陆高压前缘的偏北风成为冬季风,夏季欧亚大陆为热低压控制,同时西太平洋副高北上西伸,大陆低压和太平洋副高之间的偏南风成为伸向亚洲东部的夏季风。南亚季风形成受行星风带的季节性位移影响。夏季行星风带北移,南半球东南信风越过赤道进入北半球,受地转偏向力影响,逐渐转为西南风。此时南亚大陆增温强烈,形成高温低压区,中心位于印度半岛北部。而南半球为冬季,澳大利亚高压发展,与南印度洋副高合并加强,位置偏北,使该地区由南向北的气压梯度加大,南来的气流跨越赤道后,受地转偏向力作用,形成西南风。此外,印度3半岛的岬角效应和青藏高原大地形存在,都对维持和加强西南风,起到重要作用。冬季行星风带南移,赤道低压带移到南半球,亚洲大陆高压强大,其南部的东北风成为亚洲南部的冬季风。因为亚洲南部远离大陆高压中心,并有青藏高原阻挡,加之印度半岛相对面积较小,纬度较低,海陆间的气压梯度较弱,所以冬季风不强。8亚洲季风的异同特征(东亚\南亚)南亚季风与东亚季风一样是冬季干燥,夏季潮湿。它们的主要区别可归纳为:①影响范围不同:东亚季风影响我国东部、朝鲜、日本等地区和附近海域,南亚季风影响北印度洋及其周围的东非、西南亚、南亚、中印半岛和东南亚一带,并与东亚季风区相连。②主导风向有差异：主导风向东亚季风冬季为偏北风，夏季为偏南风；南亚季风东北风为冬季风，西南风为夏季风。③强度季节变化不同:南亚季风是夏季风强于冬季风,东亚季风是冬季风强于夏季风。④形成原因不同:南亚季风是行星风带的季节性位移造成,东亚季风主要为海陆热力差异造成。⑤发展过程不同:南亚夏季风来得迅速,称为季风爆发,东亚夏季风到来得慢,4月初到达广东,6月底才到华北北部,而冬季风却来得快,不到一个月,就能从渤海扩展到南海。9列出主要的海洋灾害性天气系统海洋灾害性天气系统包括：热带气旋(台风、飓风、热带风暴)温带气旋、东风波、赤道辐合带（ITCZ）、寒潮、热带扰动（热带云团）、风暴潮等10热带气旋、台风、温带气旋的定义,理解异同.热带气旋:指发生在低纬度海洋上的低压扰动,根据热带气旋中心附近的最大风力(两分钟的平均风速或蒲福风力)区分热带气旋的等级为热带低压、台风、强台风等等。台风:是发生在西北太平洋和南海海域的较强热带气旋系统。是暖中心的低压系统，水平分布近乎圆形，半径约几百公里，垂直范围可以从地面伸展到对流层上部。地面中心气压低是台风的重要特征，一般当地面中心气压低到990hPa时，开始形成台风，发展到很强时可降到900hPa以下。温带气旋：是出现在中高纬度地区中心气压低于四周且具有冷中心性质的近似椭圆型的空气涡旋，是影响大范围天气变化的重要天气系统之一。温带气旋的直径平均1000公里，小的也有几百公里，大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动，前部为暖锋，后部为冷锋，两者衔接处的波动南侧为暖区。异同：①一些温带气旋由锋面上的一个波动发展而成。在锋面上因某些原因而形成波动，并在波动顶点附近出现一条闭合等压线，此后逐渐发展，形成一个完整的气旋。如果亚热带气4旋能够北移至温带一带，并与锋面结合，变成拥有温带气旋的特性，可以转化成温带气旋。②热带气旋在洋面上急速旋转,是气旋性大气涡旋,因它生成的地区不同有不同的名称:在美洲称为飓风,在大西洋称为暴风,在西北太平洋及南海洋面上称为台风。其中在南海形成的又称为南海台风。11东风波的基本三维结构*在副热带高压南侧对流层中、下层的东风气流里，常存在一个槽或气旋性曲率最大区，呈波状形式自东向西有规律地移动，这就是东风波。东风波的波长一般为1000－1500公里，但有的可达4000－5000公里，周期一般为3－7天。波动的垂直伸展高度一般在6－7公里，最大强度出现在700－500百帕之间，波槽随高度向东倾斜。波的移速一般比较稳定，约为20－25公里/小时。东风波具有倒“V”型对称式的模式,其中云带大体上与低空风切变方向一致，波轴正好位于倒“V”云带的平分线上，这种模式主要出现在大西洋西部和加勒比海地区在东太平洋和中太平洋上也可经常发现一些倒“V”云型西移。而西太平洋上则以另外一种东风波模式，即涡旋模式较多。这种东风波常有较明显的天气，并且地面或低层有涡旋环流出现，云带或雨区出现在波轴之后，它是一种较强的东风波。12赤道辐合带的分类与基本结构(ITCZ）：赤道辐合带是热带对流层低层风场上的辐合带，通常出现在赤道两侧5~10纬度处。赤道辐合带又称辐合带、赤道锋，是南北半球两个副热带高压之间气压最低、气流汇合点地带，也是热带地区主要的、持久的大型天气系统.根据天气图上气流汇合点情况，赤道辐合带可分为两种类型，一种是无风带，在辐合带中，地面基本静风，辐合带正处于东风带和西风带之间，是东、西风带过渡带；另一种是信风带，它是东北信风与东南信风交汇成一条渐进线形式的气流汇合、气压最低的地带。13风暴潮的定义与分类特征.风暴潮:是一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象，称为风暴潮。风暴潮根据风暴的性质，通常分为由台风引起的台风风暴潮(typhoonsurge)和由温带气旋引起的温带风暴潮(extratropicalstormsurge)两大类。台风风暴潮，多见于夏秋季节。其特点是：来势猛、速度快、强度大、破坏力强。凡是有台风影响的海洋国家、沿海地区均有台风风暴潮发生。温带风暴潮，多发生于春秋季节，夏季也时有发生。其特点是：增水过程比较平缓，增水高度低于台风风暴潮。主要发生在中纬度沿海地区，以欧洲北海沿岸、美国东海岸以及我国北方海区沿岸为多。14局地风的分类由局地的海陆热力性质差异或地形起伏等热力和动力因素引起的一定地区的特殊环流,如海陆风、山谷风等,称为局地环流。14山谷风形成的原因与特点是什么?原因:在山区,白天风自谷底沿山坡向山顶吹,夜间,风自山顶沿山坡向谷底吹,随昼夜交替有规律变化,称为山谷风。白天,山顶增热比山谷快,山顶空气受热上升,山谷的空气下沉,5谷底的空气沿山坡爬升,形成谷风。夜晚,山顶散热比山谷快,山顶空气温度比山谷地区低,山顶上的空气冷却沿山坡下滑,形成了山风。特点：谷风一般出现在日出后9-10时开始,午后最强.日落后山风开始,逐渐增强,到日出前最强。通常谷风比山风强些,在夏季较明显,冬季较弱。15地形对局地风的动力作用.(1)绕流和阻挡作用：当气流遇到孤立的山峰或岛屿时,有绕山峰两侧而过的现象,并且在迎风面风速增加,在背风面风速减小,在背风面还会产生气旋式或反气旋式涡旋。绕流和山脉的阻挡作用,使实际风向与由气压场确定的风向发生显著偏差,有时可达90°甚至180°.(2)狭管效应：当气流从开阔地区流入峡谷肘，风速加大，而当流出峡谷时，风速减小、这种地形峡谷对气流的影响称为“狭管效应’。由“狭管效应”而增大的风称为峡谷风。台湾海峡就是一个狭管效应显著的地区。(3)岬角效应：因陆地向海中突出（半岛附近）造成气流辐合，流线密集，使风力大为增强，称为岬角效应。南非好望角，由于岬角效应造成强西风，进而引起狂风恶浪。(4)海岸效应：海岸附近，因海岸摩擦作用的影响，风速增强或减弱，称为海岸效应。当气流沿海岸线方向吹，在北半球，