《天气学原理》复习题(2)

14、地转偏差重要性表现在何处？解释摩擦层和自由大气中地转偏差物理意义

地转偏差定：:实际风与地转风的矢量差称为地转偏差 ，地转偏差很小，但很重要： （1）引起 ? h 的变化 V ?t地转偏差对大气运动的演变有极为重要的作用。地转偏差使空气微团穿越等压线引起质量的重新分布，造成风压场的变化，是天气系统演变的一个动力因子。 （2）可以引起辐散和辐合

?h?Vg?0

Vh?D?Vg??h?Vh??h?D??h?Vg??h?Vh??h?D

地转偏差的辐散或辐合实际是水平风的辐散或辐合。

????1?D?V?Vg??k?Ff摩擦层中的地转偏差 地转偏差指向摩擦力方向右侧。摩擦层中由于摩擦作用，低压辐合上升，高压辐散下沉。

北半球,摩擦层中,风向指向低压

自由大气中的地转偏差，加速度引起的地转偏差D

地转偏差垂直于加速度的方向，并指向加速度方向的左方(图1.35)，其大小为：

15、在讨论地转偏差时，反映在自由大气中的低层和高层各以什么为主？（60）

16、解释处在高空槽前脊后这块区域高低层辐合辐散情况（要求用地转偏差概念解释） 由于槽脊自西向东移动，槽前脊后必有负变压发生，有变压风的辐合；槽后脊前有正变压发生，有变压风的辐散。

槽前脊后区有切向地转偏差辐散，槽后脊前区有切向地转偏差辐合。

由于槽前脊后的上部等高线辐合有指向低压的法向地转偏差，下部等高线辐散有指向高压的法向地转偏差，所以槽前脊后有法向地转偏差的辐散，而槽后脊前有法向地转偏差的辐合。

一般来说，中纬度对流层中，高层以法向和切向地转偏差造成的辐合辐散为主，低层以变压风造成的辐合辐散为主，所以在高层槽前脊后辐散，槽后脊前辐合；在低层槽前脊后辐合，槽后脊前辐散。因此，槽前脊后低层辐合，高层辐散，有上升运动；槽后脊前低层辐散，高层辐合，有下沉运动

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1、 气团的概念。锋，锋面，锋线，锋区含义是什么？

1.定义：气象要素分布比较均匀的大范围的空气团。 2.尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，3.气团控制的天气：水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀；垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度）

1、锋： 冷暖气团相遇，存在一个狭窄的过渡带，此过渡带随高度向冷区倾斜，称此过渡带为锋。

2、锋面：在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达200-400公 里。宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是很小的。人们常把它近似地看成一个面，即锋面。 靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。

3、锋区： 锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区(上界和下界之间的区域)。 4、锋线：锋面与地面的交线。

2、请写出冷锋、暖锋、锢囚锋、冷性锢囚锋、暖性锢囚锋定义(空间结构及等温线分布)

冷锋：锋面在移动过程中，冷

气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧运动

暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧运动

静止锋：冷暖气团势力相当，锋面移动很少

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锢囚锋：暖气团、较冷气团、更冷气团相遇时先构成两个锋面，然后其中一个追上另一个锋面即形成锢囚。

A冷式锢囚锋

B暖式锢囚锋

C中性锢囚锋

3、锋在空间状态为什么会随高度往冷的方向倾斜？

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t0时刻，冷暖不均，ρ冷〉ρ暖，p冷〉p暖，水平气压梯度由冷指向暖，在水平气压梯度力的作用下，空气由冷侧向暖侧运动，如图所示，地转偏向力A垂直速度偏向右。 随着时间的推移，冷空气逐渐楔入暖气团下方，抬举暖气团的力逐渐减弱，如图。 到某一时刻，抬举力为零，锋维持倾斜状态，向冷的一侧倾斜。

4、对锋面坡度公式进行讨论

以密度一级不连续模拟锋面，锋面坡度与其附近的气压场、风场和变压场特征 1.锋面坡度公式

由密度一级不连续，则有：锋区存在，锋区附近密度一级不连续，气压二级不连续

tg?N1?g1tg?L?g?2PF?2PN?2?x?x2??F??N??x?x?2PL?2PF?2?x?x2??L??F??x?x

2.密度一级不连续模拟锋面，锋面附近气压场和风场特征

气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多 锋附近水平方向风场特征： 风场呈气旋性弯曲或 气旋性切变 锋附近风场垂直分布特征：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多，所以风垂直切变大风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平流最强且热成风最大高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，可能是静止锋。 变压场特征：变压梯度不连续，变压风也不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋区外，等变压线稀疏，变压值比较小。

5、请用锋面坡度公式解释锋面附近气压分布特征

气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多 6、锋面附近要素场的特征是什么？锋面附近气压场、变压场、风场特征如何？（以密度零级和一级不连续不连续模拟锋面） 一、锋面附近温度场的特征 1、水平温度场特征

①地面图： 锋附近温度水平梯度大，平均约5-6 ℃/100公里

②高空图：高空锋区为等温线的密集带，该密集带向冷区倾斜，与地面锋线平行。锢囚锋在高空图上有暖舌，暖舌两侧等温线密集。

应用：根据高空图锋区内等温线密集度确定锋区强度、地面锋线位置，等压面上冷暖平流确

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定锋的类型

2 垂直方向 ：锋区内温度垂直梯度小，逆温、等温或递减率小，两侧气团内温度随高

度递减，冷暖气团温差越大，锋面逆温越强或过渡区越窄，通过锋区时等温线弯折越厉害

3 锋附近的位温特征：位温随高度增大的快，锋区水平等位温线密集见图（2.6）

2、气压场特征：锋面两侧气压连续，密度不连续，气压梯度不连续： 冷气团中气压梯度大于暖气团中气压梯度

应用：等压线通过锋线，风呈气旋弯曲，锋面处等压线有折角，折角指向气压高的一侧 3 变压场特征变压场是某一位面，空间各点气压随时间的变化 冷锋、暖锋均是锋前变压代数值小于锋后变压代数值 暖锋前地面减压 冷锋后地面加压

冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显

即：暖锋前变压代数值小于暖锋后变压代数值，暖锋前地面减压 同理：有冷锋前变压代数值小于冷锋后变压代数值，冷锋后地面加压

在平坦的地面上垂直速度为零时，地面气压变化由热力因子和动力因子造成： 暖锋前地面减压（暖平流）

冷锋后地面加压（冷平流）冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显 散度总和辐散，则地面气压下降 散度总和辐合，则地面气压上升 3 风场特征

水平： 锋线附近风场具有气旋性切变， 地面摩擦作用可使这种气旋式切变更加明显，并导致锋线附近强的风场辐合。

垂直：暖锋附近风向随高度顺转，冷锋附近风向随高度逆转

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