高等天气复习纲要7

高等天气复习纲要

1、什么是定常波，说明北半球定常波的水平和垂直分布特征。 定常波：时间平均值的纬向偏差，即：A*?A?[A]，表示为某物理

量气候上的纬向不对称性（大气平均状况）。

（1）水平分布特征

冬季：厚度场:Z300*?Z850*

1）（量值）：定常扰动在50oN达到最大值，中纬度的正距平

区近似于定常波的脊区，主要位于大洋东部；而负距平区主要位于两大陆的东部。（高度场的槽区和脊区） 2）（正负）：以30oN为界南北距平分布的符号几乎相反，

而且这种高低纬具有不同状态的特征在其它层次对其它要素也很明显。可以看到PNA（太平洋北美型），EU（欧亚型）、WP（太平洋西部）与EA（太平洋东部型）型的分布。

夏季：1）夏季定常波的高度场和温度场都在300N附近达到最大振幅。

2）主要是青藏高压和两个大洋槽，其次是大西洋槽伸入到

地中海的部分、北非和落基山的反气旋。

3）200hPa高度场与海平面气压场分布相反：大陆热低压和

海洋高压。

（2）垂直分布特征

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冬季：高度场

1）在中高纬度，位势高度扰动的垂直位相随高度有明显的

向西倾斜，向上可一直伸展到平流层下部。反映在定常波的热通量上，在各层都是向极地输送的，并在850hPa和200hPa达到最大值。

2）在600N，定常波的垂直结构表明波动的振幅一直扩展到

对流层下部而没有衰减，这种定常波称为垂直传播的波型。

3）但是在450N和250N，波动的最大振幅出现在对流层顶附

近，扰动随高度减小，这种波型称为垂直截获的波型。

温度场

1） 温度扰动的最大振幅在中高纬位于近地面，表明中高纬的温度与下垫面地形有密切的关系，最冷的空气位于两大陆的东岸，较暖的空气位于西岸，而在副热带最强的扰动位于300hPa附近。

2） 和高度场比较，地面温度场的最大值和最小值大致位于高度场最大值和最小值以西3/4波长处，表明随高度有比较明显的向西倾斜。

3） 温度扰动垂直结构随纬度的变化，在低纬为截获波的特征，即平流层和对流层温度扰动的位相相反。在中高纬度是垂直传播的波动，温度扰动随高度明显地向西倾斜。

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夏季：1）夏季平均急流以北的定常波的垂直结构比较复杂。有

些高纬环流系统如加拿大东部明显的低压表现出相当正压的结构，其最大振幅在对流层顶。位势高度距平在各层同相。

2）在250N的剖面上，可以看到同样的定常波垂直结构。

即300hPa上有很大的热力差异，并且对流层上下层高度场相反。

3）夏季定常波波轴随高度向东倾斜，尤其是在500N纬度附近。

2、说明北半球对流层中部和底部大气环流的平均状况，以及形成原因。

（1）500hPa（中层）平均状况

冬季：1）3个大槽：东亚大槽、北美大槽、欧洲浅槽。 2）与槽并列的3个平均脊，脊的强度比槽弱。 3）青藏高原和落基山上空为一致的西北气流，表明高原地形动力作用的重要性。

4）副高强度小，位于海上。

夏季：1）等高线变稀疏，槽脊不再明显，强度比冬季弱。 2）副热带高压明显增强，位臵偏北。

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3）急流减弱。

（2）海平面气压场（底层）平均状况

冬季：1）沿纬圈方向的不均匀性，呈现出一个个巨大的闭合高低压系统。

2）活动中心：阿留申和冰岛低压、西伯利亚和北美高压。

3）海平面气压场说明了热力场影响的重要性：热力强迫以底层为主。

夏季：1）欧亚大陆为庞大热低压（亚洲低压和北美低压），

两大洋为强大的副热带高压。反映了热力强迫差异显著。

2）赤道辐合带和副热带高压带北移。 3）风系发生巨大改变——形成夏季风。

形成原因：大气环流数值模拟表明，只在下边界施加热力作用，

而除去山脉就能够复制十分真实的气候平均海平面气压场。因而地形强迫在决定急流高度处北半球定常波主槽主脊的位臵上是主要因子，而热力因子在维持高纬海洋区低压上是十分重要的。因此，热力强迫以底层为主，动力强迫以高层为主。

3、什么是瞬变波？说明北半球瞬变波的水平和垂直分布特征。 定义：物理量对时间平均值的偏差，又称瞬变扰动，即：A'?A?A。

反映大气的不稳定状况，以及偏离平均状况的程度。

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（1）水平分布特征

冬季：1）扰动值一般从南向北增加到500N附近。 2）在400~700N之间，扰动值有明显的纬向变化。 3）沿中纬带有3个大值中心：北太平洋、北大西洋、中

亚的北部。大致对应于3个长波槽的下游地区。

4）瞬变波的扰动基本上由低频扰动造成，行星尺度波

动和天气尺度波动也有相当贡献。

夏季：1）夏季高度场分布与冬季相似，中纬度气流的瞬变扰

动都有最大值，反映极锋急流的瞬变特征。 2）夏季瞬变扰动最大值比冬季偏北10个纬度，并且强度要

弱。

3）冬夏温度场的方差分布在近赤道地区有很低的变率，

而在中高纬度有最大的变率。

（2）垂直分布特征

冬季：1）相关系数的地理分布有明显的差异。

2）中纬度海洋东部和地中海地区相关系数是大的正值，表明具有正压性。

3）北美大陆和欧亚大陆相关系数是小的负值，表明具有斜压性。

4、什么是锋面，什么是锋面气旋，利用不同物理量说明冷锋的空间结果特征。

锋面：冷暖气团的交界面处，气象要素不连续的过渡区。锋面具

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