航海气象与海洋学笔记

气温的日变化1．极值最低气温：日出前后最高气温：海洋：12h30m陆地：14h冬13h~14h夏14h~15h2．气温日较差：（日最高气温—日最低气温）纬度升高小纬度降低大季节：夏＞冬海拔高度升高小海拔高度降低大天气：晴＞阴下垫面：海＞陆气温年变化（月平均值，北半球）1．极值陆地最冷月：1月，最热月：7月海洋最冷月：2月，最热月：8月2．气温年较差（月平均最高值—月平均最低值）纬度升高大纬度降低小下垫面：海＜陆海拔高度升高小海拔高度降低大海平面平均气温的分布赤道向→两极降低冷极：南半球：南极北半球：夏：极地冬：东西伯利亚、格陵兰岛气温垂直递减率气流的水平方向流动：平流气流的垂直方向流动：对流气压1．温压场对称：（中心轴线垂直）深厚系统：暖高压、冷低压；高度升高，气压系统增强浅薄系统：冷高压、热低压；高度升高，气压系统减弱热带气旋是：暖性低压深厚系统2．温压场不对称：高压中心轴线向暖区倾斜北半球向SW向西倾斜西暖冬冷南半球向NW暖（西）冷（东）高压低压中心轴线向冷区倾斜北半球向NW向西倾斜西冷东暖南半球向SW冷（西）暖（东）低压等高面：平面等压面：高低起伏的曲面地面图：等高面图，海平面气压场--------等压线高空图：等压面图，特定等压面高低起伏-----等高线平均高度：500hPa--------5500m700hPa--------3000m850hPa--------1500m等压线高空图：海平面空气的水平运动----风大小风速1m/s≈2kn风是矢量风力教材27页方向：风向、来向来向：风向、浪向去向：流向1．水平气压梯度力G→①G=1/ρ(-∆р/Δп)垂直于等压线，由高压→低压②空气水平运动原动力，形成风的直接原因－∆р/∆n1000低压1050高压A＞500＜500B等高线低值区500hPa等高线高值区高度↑气压↓2．地转偏向力A→①A→=2VwѕіпφA⊥V纬度↑A↓北半球偏右；南半球偏左②只改变运动方向，不改变运动速度3．惯性离心力C→曲线运动C→=V2/r(曲率半径)V⊥C由曲率中心指向边缘曲线弯曲，曲率大，曲率半径小；曲线平直，曲率小，曲率半径大。4．摩擦力R→摩擦层R=﹣K·V→自由大气直线运动：地转风圆周运动：梯度风与（﹣∆р/Δп）水平气压梯度力成正比与ѕіпφ地转偏向力成反比与ρ成反比白贝罗风压定律1．低压（气旋）G→=A→+C→水平气压梯度无极限值，低压往往风速很大。VCr北半球A→A→南半球VGGVVGVAAA南半球北半球高高低低低纬＞高纬2．高压（反气旋）A=G+C水平气压梯度有极限值。ACG高压中心附近——等压线稀疏与γ成正比高压边缘——等压线密集等压线弯曲——较稀疏等压线平直——较密集与ρ成正比，冬季＞夏季与ѕіпφ成反比，高纬＞低纬摩擦层中的风背风而立：北半球：低压在左前；高压在右后南半球：低压在右前；高压在左后G→V→R→A→A→G→V→Vga低高GLCAHHH风大小表示符号：风级风名相当风速海面状况海面浪高knm/s中数m/s一般最高0无风Calm＜10～0.20平静如镜Calm-glassy——1软风Lightair1～30.3～1.51微波Calm-rippled0.10.12轻风Lightbreeze4～61.6～3.32小波Smooth-wavelets0.20.33微风Gentlebreeze7～103.4～5.44小浪Wavelets0.61.04和风Moderatebreeze11～165.5～7.97轻浪Sight1.01.55清风Freshbreeze17～218.0～10.79中浪Moderate2.02.56强风Strongbreeze22～2710.8～13.812大浪Rough3.04.07疾风Neargale28～3313.9～17.116巨浪Veryrough4.05.58大风Gale34～4017.2～20.719狂浪High5.57.59烈风Stronggale41～4720.8～24.423狂涛Veryhigh7.010.010狂风Storm48～5524.5～28.4269.012.511暴风Violentstorm56～6328.5～32.631非凡现象Phenomenal11.516.012飓风Hurricane≥64≥32.7—14.0—HHHHLLLL逆时针向内辐合顺时针向内辐合逆时针向外辐合顺时针向外辐合赤道2m/s5kn1级+4m/s10kn2级+20m/s50kn10级+我国国际风级16m/s40kn8级+12m/s30kn6级+8m/s20kn4级+6m/s15kn3级+风速：m/s×2.5=kn空气的垂直运动和大气稳定度上升运动：阴雨，等压线气旋性弯曲，低压加深，高压减弱下沉运动：晴好，等压线反气旋性弯曲，低压减弱，高压加强干绝热过程：干绝热直减率γd=1℃/100m湿绝热过程：湿绝热直减率γm=0.5℃/100m或0.6/100m干空气未饱和空气饱和空气含水滴饱和空气上升：干先干后湿湿湿下降：干干干湿干绝热线：直线状态曲线层结曲线（环境曲线）：实际大气湿绝热线：下陡上缓曲线与干绝热线平行气温垂直递减率γ干空气：γ＜γd稳定γ=γd中性γ＞γd不稳定Hγdγm1°C100200THL湿空气：γ＜γm稳定γ=γm中性γ＞γm不稳定γ＜γm绝对稳定：层云、雾、毛毛雨γm＜γ＜γd条件性不稳定：γ＞γd绝对不稳定：积云、积雨云、积状云、雷暴、阵性降水、阵性大风大气环流太阳辐射，地球自转，海陆分布，地形差异1．单圈环流条件：地表均匀，地球自转形成因子：太阳辐射热力原因赤道低气压带赤道高气压带2．三圈环流条件：地表均匀形成因子：太阳辐射，地球自转动力原因副热带高压带副热带低压带γd绝对不稳定条件性稳定绝对稳定γd不稳定中性稳定γm行星风带夏季冬季陆地：低压高压北半球：断块状海洋：高压低压南半球：条带状1月：亚洲高压（西伯利亚高压）、北美高压；阿留申低压、冰岛低压冬强夏弱7月：亚洲低压（印度低压）、北美低压；夏威夷高压、亚速尔高压夏强冬弱永久性大气活动中心：海洋、南极高压半永久性大气活动中心：陆地青藏高原：阻挡冬季风南下，加强南亚夏季风夏季：海洋吹向陆地，暖、湿冬季：陆地吹向海洋，冷、干东亚季风冬季：强，冷、干、晴夏季：印度低压，西太平洋副高H极地高压带西风带西风带（咆哮西风带）60°N副极地低压带60°S副极地低压带极地东风带极地东风带30°N副热带高压（副热带无风带）30°S副热带高压（副热带无风带）东北信风带东南信风带热带辐合带（赤道低压带、赤道无风带）低纬环流圈中纬环流圈高纬环流圈H南亚极地高压带南亚季风11月~次年4月，北印度洋航海黄金季节，旱季6月~9月，强劲的西南季风，雨季局地热力环流海陆风1．白天：海洋→陆地，海风夜晚：陆地→海洋，陆风2．地面温度日较差大，海陆风明显；纬度越高，海陆风越小；夏季＞冬季；下垫面：海＜陆3．海风＞陆风：海风入陆50~100km，陆风入海＜10km海风厚度可达1km，陆风＜500m山谷风白天：山谷→山顶谷风夜晚：山顶→山谷山风夏季＞冬季谷风＞山风大气中的逆温高度↑气温↓大气中水汽的分布绝对湿度：g/m3湿度高，蒸发量大，绝对湿度大增加水汽空气达到饱和或过饱和状态降低湿度吸湿性很强的微粒作为凝结核卷云Ci卷层云Cs高层云As雨层云Ns积云Cu积雨云Cbγ＜0逆温γ＞0TH绝对稳定层状云：雾L南亚L西南季风东南信风赤道海风谷风陆风山风向岸风离岸风辐射雾：陆地，晴朗，微风，夜，辐射冷却，秋冬，冷高压中心，日变化规律平流雾（海雾）：暖湿空气流经冷的下垫面，平流冷却。海洋：无日变化；沿海：日变化锋面雾（降水雾）：无日变化蒸汽雾：冷气流流经过暖水面。海：无日变化；陆：日变化雾的分布：南窄北宽，南少北多雾季盛期黄海：4~8月6~7月东海：3~7月4~6月南海：12~4月2~3月吹S~SE~E风，2~4级的风，最有利于雾的形成，黄海北部NE风时。世界海洋的雾（春）夏：平流雾冬：锋面气旋→锋面雾海雾简易测算方法湿度大：干、湿球温差小干燥：干、湿球温差大干湿球温差增大，成雾的可能性小；干湿球温差减小，成雾的可能性大露点温度td水汽含量天气图地面分析图：00、06、12、18UTC高空分析图：00、12UTC冰雹˙雨，毛毛雨雷雨✽雪霾≡雾＝轻雾雷暴雨夹雪✽][龙卷阵雪阵雨夹雪阵雨雾＜1km(0.5nm)轻雾＜1~10km(0.5~5nm)我国国际等压线间隔2.5hPa/5hPa4hPa高压高或GH低压低或DL台风T平直流线波状流线辐散渐近线(晴好天气)辐合渐近线(对流天气)气旋式涡旋C——低压Cyclone反气旋式涡旋A——高压Anti-cyclone中性点——鞍形场高压中心冷气团变性快；暖气团变性慢冷气团：18517300058+12√49海平面气压值1005.8hPa三小时变压+12hPa，微降后升过去天气：阵性降水过去6小时降水4mm气温18℃现在天气雨能见度5km露点温度17℃西北风7～8m/s复高积云或蔽光高积云总云量10碎雨云低云高300～600m低云量9PPP海平面气压值±PPa三小时变压,小数点省略W过去天气RR过去6h降水量(mm)气温TT现在天气WW能见度(km)VV露点温度TdTdCLNhh低云高低云量低云状CMCH中云状高云状站圈暖气团：陆地气团入海变性快；海洋气团移入陆地变性慢。1．冰洋气团（A）：冷、干、晴2．基地气团（P）：①极地大陆气团（Pc）——冬：冷、干、晴；夏：多云②极地海洋气团（Pm）：多云、阴天、有时降水3．热带气团（T）：①热带大陆气团（Tc）：热、干、晴②热带海洋气团（Tm）：晴、热4．赤道气团（E）：积雨云锋冰洋气团冰洋锋极地气团极锋热带气团赤道气团副热带锋高空锋：等温线密集区，等高线密集区暖冷暖冷冷锋暖锋准静止锋锢囚锋暖冷大气层结稳定，能见度差水汽含量多：层云、层积云、毛毛雨、小雨、小雪、平流雾水汽含量少：少云、无云冷暖大气层结不稳定水汽含量多：积云、积雨云水汽含量少：少云、碧空200~400km几十公里α冷暖坡度α：第二型冷锋陡第一型冷锋暖锋准静止锋缓冷锋过境：：气压上升；暖锋过境：气压下降暖锋：典型：层状云系Ci→Cs→As→Ns连续性降水：锋前锋面雾；暖气团不稳定第一型冷锋（缓行冷锋）：典型：层状云系Ns→As→Cs→Ci连续性降水：锋后锋面雾；暖气团不稳定第二型冷锋（快行冷锋）：典型：锋线附近发展旺盛积雨云；冬半年；锋前Ci→Cs→As→Ns连续性降水准静止锋：典型：阴雨连绵暖气团不稳定：积雨云、雷暴、连续性降水锢囚锋（前期）：云层增厚、降水区扩大、降水强度增加锢囚锋（后期）：减弱→雨消云散锋面气旋图：教材123页2-3-6(6)暖锋前：层状云系Ci→Cs→As→Ns；连续性降水；锋面雾；气压下降；E～SE风暖区：层云、层积云、毛毛雨、小雨、小雪；平流雾；气压稳定；S～SW冷锋后：第一型冷锋：层状云系Ns→As→Cs→Ci；连续性降水；锋面雾第二型冷锋：积云、积雨云；雷暴、连续性降水；气温下降、气压上升、N～NW大风L冷锋后冷锋前暖锋后暖锋前S～SWE～SEN～NW1．初生阶段（波动阶段）暖：移向与暖区气流方向一致，移速最快2．成熟阶段3．锢囚阶段：锢囚前期：最强中心气压最低，风力最大锢囚后期：大风区，降水区扩大，风力减弱4．消亡阶段锋面气旋的发生频率和路径东亚气旋→阿留申低压北美气旋→冰岛低压极地气团夏北北方气旋；东北气旋黄河气旋大风极锋热带气团冬南南方气旋；江淮气旋东海气旋大风、降水冷高压热带气团极地气团HLL锢囚阶段≡≡①②③④⑤①②③④⑤LStSc，•≡﹡风向逆时针转动L初生阶段前部：偏北大风、剧烈降温、伴有雨、雪中部：晴朗少云、无风微风、冷（凉）、辐射雾、烟、霾后部：气温回升、湿度加大、春(初夏)有平流雾副热带高压地面：高压单体位置和强度中心：晴朗少云、风力微弱、温暖东部：大气层结稳定、雾和层云、冷洋流西部：大气层结不稳定、积雨云、雷阵雨、暖洋流南部：晴好天气、风向、风力稳定西北、北部：有热带气旋和东风波活动、狂风暴雨西太平洋副高季节