天气学原理知识点汇总

天气学原理知识点汇总

集训天气学原理知识点汇总(2014.09.12)

1、大气运动受(质量守恒)、(动量守恒)和(能量守恒)等基本物理定律支配。

2、影响大气运动的真实力有(气压梯度力)、(地心引力)、(摩擦力)；影响大气运动的视示力有(惯性离心

力)、(地转偏向力)。 3、(1)气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，叫气压梯度力，由表达式可知，气压梯度力方向指向—▽P 的方向，即(由高压指向低压)；气压梯度力的大小与(气压梯度)成正比，与(空气密度)成反比。

(2)摩擦力：单位质量气块所受到的净粘滞力

(3)惯性离心力：

R C 2 (4)地转偏向力：

V 2 A ，地转偏向力有以下几个重要特点：

①.地转偏向力A 与 相垂直，而 与赤道平面垂直，所以A 在(纬圈)平面内；

②.地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块

(不做功)，它只能改变气块的(运动方向)，而不能改变其(速度大小)。

③.在北半球，地转偏向力A 在V 的(右侧)，南半球，地转偏向力A 在V

的(左侧)。

④.地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏向力消失。

p G

(5)重力是(地心引力)和(惯性离心力)的合力，但是地球是椭圆的，任何地方重力都(垂直于水平面)。重力在赤道(最小)，极地(最大)。

4、温度平流变化：气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。

温度对流变化：空气垂直运动所引起的局地温度变化。 局地温度变化=个别变化+平流变化+对流变化

5、连续方程的表达式: 0)( ? V t 表示大气(质量守

恒定律)的数学表达式称为(连续方程)。其中

)(V ? 称为质量散度(单位体积内流体的净流出量，净流出时散度为正，净流入时为负)。

6、(尺度分析)是针对某种类型的运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。(零级简化方程)，就是只保留方程中数量级最大的各项，略去其他各项。一级简化方程，是除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项。

7、重力位势：单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所做的功。位势的单位是(焦耳/千克)。

8、地转风：对中纬度天气尺度运动而言，在水平方向上(地转偏向力)

和(气压梯度力)平衡的风称为地转风，满足水平运动的(零级k f g V k p f g V h h 11或

简化)方程。

①.严格地说,地转平衡只有在中纬度自由大气的大尺度系统中，当气流呈(水平直线)运动时，且(无摩擦)时才能成立,地转平衡只能看成是一种近似的关系，绝对的地转平衡并不存在。在低纬处地转风与实际风差别较大，地转风原理不能应用。

②．地转风速大小与(水平气压梯度力)成正比，等压线密集的地区(即气压梯度大)，则地转风大，因而实际风也大，地转风仅与(位势梯度)成正比，与(密度)无关。

③.地转风与等压线(平行)，在北半球背风而立，高压在(右),低压在(左)。低压中风呈逆时针旋转，高压中，风呈顺时针旋转。南半球相反

④.地转风速大小与纬度成(反比)，水平气压梯度力相同时，纬度越高地转风速(愈小)。分析天气图时，在相同纬度上，风速大的地方等高线应分析得(密集)一些，风速小的地方，应分析得(稀疏)一些。如果风速相同，在低纬的等高线应比高纬的等高线分析得(稀疏)一些。9、梯度风：在没有或不考虑摩擦力时，(气压梯度力)、(地转偏向力)和(惯性离心力)三力平衡时的风称为梯度风。由梯度风平衡，可以判断出大尺度运动系统中低压与气旋性环流相结合，低压中心就是气旋性环流中心。反之，高压与反气旋性环流相结合，高压中心就是反气旋性环流中心。在气旋中气压梯度和风速(可无极限)，

而在反气旋中则(有极限)。在气旋性环流中，地转风比梯度风(大)，而在反气旋性环流中，地转风比梯度风(小)。在反气旋性环流中，最大梯度风为地转风的(两倍)。 (地转风与梯度风的关系：T f f g

fR V V V 1，2)(max f R V T f )

10、(了解)(流线)是指某一固定时刻，处处与风向相切的一条空间曲线，流线能表现在某一时刻的天气图上；(轨迹)是指在某一段时间内空气质块运动的路径，轨迹不能表现在某一时刻的天气图上。

11、热成风：由于两层等压面间(温度)分布不均匀，(地转风)随高度产生变化，形成热成风。(地转风随高度的变化)。热成风与平均温度线(或厚度线)平行，背风而立，高温在(右)，低温在(左)。热成风大小与平均温度梯度(或厚度梯度)成(正比)，与纬度成(反比)。(注：h k f g V T )

热成风与冷、暖平流：当某层中地转风随高度逆转时有冷平流；地转风随高度顺转时有暖平流。不管低层风速的方向大小如何，只要温度梯度向北(实际上就是北冷南暖 温度梯度指向北)，热层风向东，则越到高层地转风越向东偏，并逐渐与等温线平行，所以高层主要是西风气流。(如下图)

12、正压大气：当大气中密度的分布仅仅随气压变化即：ρ=ρ(P)；没有热成风，地转风不随高度变化。等压面=等密度面=等温面

13、斜压大气：当大气中密度分布不仅随气压而且还随温度而变时，ρ=ρ(P ，T)，等压面与等密度面(或等温面)相交，等压面上存在温度梯度，有热成风，地转风随高度变化，大气的斜压性对于天气系统的发生发展有很重要的意义。

14、 地转偏差：地转平衡只是相对而言，实际风与地转

风之差为地转偏差④。

g V V D ,(地转偏差)是造

成垂直运动的主要原因。

①.摩擦层中，地转偏差由摩

擦力、气压梯度力、地转偏

向力平衡引起，由于摩擦力

造成的地转偏差，风速比应有的地转风速小，风向要偏向(低压)一侧,地转偏差指向摩擦力方向的(右侧)，并与摩擦力垂直。在低压中摩擦作用使空气(水平辐合)，并引起(上升运动)；在高压中，使空气(水平辐散)，并引起(下沉运动)。

②.在自由大气中，摩擦力很小，可以忽略。在自由大气的水平运动中，地转偏差可分解为三项来进行判断。一摩擦层中的

项是(变压风)，用三小时变压判断；一项是(横向地转偏差)，用等压线(等高线)的辐散、辐合来判断；还有一项是(纵向地转偏差)，用等压线(等高线)的曲率来判断。③.在中纬度地区，陆地上的地面风风速约为地转风风速的(35%--45%)，在海上约为(60%--70%)，风向与地面风的交角，陆地上约为(35 o--45 o)，海上约为(15 o--20 o)。

④．地面图上，负变压中心区，变压风辐合，引起(上升)运动。正变压中心区，变压风辐散，引起(下沉)运动。

15、按水平运动对运动系统进行分类：行星尺度( 104km),大尺度(天气尺度)(103km)，中尺度(102km)，对流或小尺度(10km).

16、(气团)是指气象要素(主要指温度和湿度)水平分布比较均匀的大范围的空气团。气团的水平尺度可达几千千米，垂直范围可达几千米到十几千米，常常从地面伸展到对流层顶。气团的分类主要有地理分类和热力分类两种。

①.地理分类法气团可分为北极气团(或冰洋气团)、极地气团、热带气团和赤道气团

②.按照热力分类方法可分为暖气团和冷气团。③.我国境内出现的气团多为变性气团。

17、在天气图上，温度水平梯度大而窄的区域，如果它又随高度向冷区倾斜，这样的(等温线密集带)通常称为锋区，所谓锋区，就是(密度)不同的两个气团之间的过

渡区。由于密度不能直接测量，所以密度的不同主要表现为(温度)的不同。锋区一般上宽下窄，锋区在天气图上由于比例尺小，锋区的宽度表示不出来，可把它看作为空间的一个面，称为(锋面)。锋面和地面的交线称为(锋线)。

18、根据锋面坡度公式：(公式不用记)

L N gN L gL N T T V T V T g f tg (≈T Vg T g f m )可知：(选择题能选出)

①.若其他条件不变，锋面坡度随纬度增高而增大。当锋面南移时，其坡度变小；在赤道上φ=0，tgα≈0，故没有锋面存在的可能。

②.锋面两侧温差愈大坡度愈小；当温差△T=0时，tgα=∞，α=90°，实际上就不会有锋面。

③.当锋面两侧风速差△Vg=0时，锋面坡度tgα=0，锋面亦不存在。

④.在我国，南方锋面的坡度约为1/200~1/500,北方锋面的坡度约为1/50~1/200.

19、锋的分类按冷、暖气团所占的主、次地位可将锋分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋；按锋的伸展高度不同分为对流层锋、地面锋和高空锋三种；根据气团的不同地理类型锋分为冰洋锋(北极锋)、极锋和副热带(热带)锋三种。(重点是按冷暖气团分类)

20、暖气团、较冷气团和更冷气团(三种性质不同的气团)

相遇时先构成两个锋面，然后其中一个锋面追上另一个锋面，即形成锢囚。将冷锋后部冷气团与暖锋前面冷气团的交界面，称为(锢囚锋)。锢囚锋又分为三种：如果暖锋前的冷气团比冷锋后的冷气团更冷，其间的锢囚锋称为(暖式锢囚锋)；如果冷锋后的冷气团比暖锋前的冷气团更冷，其间的锢囚锋称为(冷式锢囚锋)；如果锋前后的冷气团属性无大差别，则其间的锢囚锋称为(中性锢囚锋)。(天气学原理69页有锋面的概念模型)

21、锋面附近温度场特征(选择题)

①.锋区内温度水平梯度远比其两侧气团大，在等压面图等温线相对密集，锋区其走向则与地面锋线基本平行。

②.等温线越密集，水平温度梯度越大，锋区越强

③.等压面上，锋区内有冷平流，地面对应是冷锋；暖平流对应暖锋

④.锢囚锋温度分布的共同特点：暖式锢囚锋的暖舌位于地面锢囚锋的前方；冷式位于后方。

22、以密度的零级不连续面模拟锋面时，

①.等压线在锋面处产生折角，折角指向(高压)，锋区处于(低压槽中)

②.锋前的变压代数值(小于)锋后的变压代数值

③锋面附近的锋场具有(气旋性)切变，由于地面摩擦作用，风向偏离等压线向低值区吹，一般情况下，锋面附近气流是(辐合)的。

23、锋面附近的湿度场特征：一般来说，暖空气来自南方比较潮湿的地区或洋面上，气温高、饱和水汽压大、露点高；冷空气来自北方内陆，气温低、水汽含量小、露点温度也低，所以锋面附近(露点温度差异)常比(温度差异)显著。

24、锋面天气(简单了解)

①.锋前坏天气：当700hP①高空槽线位于地面锋线附近或锋前时(这样的冷锋称Ⅱ型冷锋)，锋前由较远处向锋线一般依次出现下列云系：卷云→卷层云→高层云或复高积云→降水性高层云或层积云等。高空槽和冷锋过后，偏北风加大，云层变薄，天气即转好

②.锋后坏天气：当700hP①的高空槽线落在地面锋线的后面时(这样的冷锋称Ⅰ型冷锋)，如果暖空气比较湿而稳定，则锋前的天气由晴转为多云(中高云)天气，冷锋过后，风雨交加，700hP①高空槽过后大雨即停，转为中云天气，待500hP①高空槽过后才会转为晴或高云天气。

③.暖锋降水发生在锋前还是锋后，主要视暖锋低空的辐合强度和高空槽线的位置而定。若暖锋低层辐合明显，且700hP①槽线或气旋式曲率大的地方大致在地面暖锋上空，则暖锋前降水较大。

④.锢囚锋天气最恶劣的地区及降水区多位于(锢囚锋)附近，。降水区的宽度，一般从地面锋线至700hP①槽线。

25、冷锋后常为较强的+△P3，冷锋前常为较弱的+△P3或—△P3，暖锋前有较强的—△P3，暖锋后为较弱的—△P3或+△P3；锢囚锋后往往是+△P3，锋前为—△P3。（经常出选择题）

26、锋生是指（密度不连续）形成的一种过程，或是指已有的一条锋面，其温度(或位温)水平梯度加大的过程;锋消是指作用相反的过程。我国境内的锋生区集中在(华南到长江流域)和(河西走廊到东北)两个地区，常称为南方锋生带和北方锋生带。我国的锋消区主要是在(青藏高原以东30°~40°N)一带。

27、锋面生成的条件是：F>0,

,0 n F 022 n F ；锋面消失的条件是F<0,,0 n F 022 n F 。(选择题，F 为锋生函数)

28、气旋：是占有三度空间，在同一高度上中心气压低于四周气压的大尺度涡旋。在北半球，气旋范围内的空气作逆时针旋转，在南半球相反，在气压场上气旋又称为低压。气旋的水平尺度以最外一条闭合等压线的直径长度来表示。气旋的平均直径在1000km ，大的可达3000km ，平均而言，东亚气旋一般要较欧洲和北美气旋水平尺度小。

29、①.根据气旋形成和活动的主要地理区域，可分为（温带气旋）和（热带气旋）两大类；按其形成及热力结构，则可分为(无锋气旋)和(锋面气旋)。无锋气旋有(热带气

旋)和(地方性气旋)—地形低压或热低压。

②.根据反气旋形成和活动的主要地理区域，可分为极地

反气旋、温带反气旋和副热带反气旋。按热力结构则可

分为冷性反气旋和暖性反气旋。

30、在温带形成和活动的气旋和反气旋，大都是锋面气旋和冷性反气旋。温带气旋的生命史包括（波动阶段）、

（成熟阶段）、（锢囚阶段）、（消亡阶段）四个阶段。温

带气旋主要是在（锋区）上发展起来的，有很大的（斜

压性），在其发展过程中温度场位相（落后）于高度场。

31、在同一锋系上出现的气旋序列，称为（气旋族）。

32、气旋和反气旋的强度一般用其（中心气压值）来表示。

33、东亚气旋主要发生在两个地区，南面的一个位于（25°—35°N）之间，习惯上称为（南方气旋），有（江

淮气旋）和（东海气旋）等，其典型的气旋为（江淮气

旋）；另一个位于（45°-55°N）之间，习惯上称为（北方

气旋），有（蒙古气旋）、（东北气旋（又称东北低压））、

（黄海气旋）。其典型的气旋为（蒙古气旋）。（黄河气旋）、

蒙古气旋一年四季均可出现，但以（春秋季）为最多，

江淮气旋一年四季均可出现，但以（春季和初夏）较多，

江淮气旋的形成可分为两类，一类是（静止锋上的波动），

另一类是（倒槽锋生）气旋。黄河气旋介于蒙古气旋和

江淮气旋之间，形成于黄河流域，以夏季最多。

34、从（蒙古西部到我国河套地区）呈西北—东南向的狭长地带内反气旋出现频数最高，并以此为中心向东北和西南方向减少。

35、锋面气旋的移动方向均沿对流层（500 hP ①或700hP ①）气流的方向移动。

36、当气旋发展速度达到24h 中心气压下降大于24hP ①是称为（爆发性气旋）。

37、涡度方程各项的物理意义（知识点37到39简单了解即可）

①.右端第一项为涡度倾侧项：它表示在有涡度水平分量，即有风的垂直切变存在，同时又有垂直运动在水平方向不均匀分布时所引起的涡度变化。

②.右端第二项为散度项：相对涡度散度和地转涡度散度。第一部分：相对涡度散度，当ζ>0时，水平辐散使气旋性涡度减小，水平辐合使气旋性涡度增加，当ζ<0时，水平辐散使反气旋性涡度减小，水平辐合使反气旋性涡度增加。第二部分：地转涡度散度：辐散时有反气旋性相对涡度产生，辐合时则有气旋性相对涡度产生。

38、位势倾向方程在日常工作中的应用：

位势倾向方程可以用来判断等压面高度的变化，进一步可判断地面气旋与反气旋的发生发展。

))(()()(y

v x u f p v x p u y t f d

①.右端第一项为地转涡度和相对涡度的地转风平流。短波（波长<3000 km ）的地转涡度平流较小，地转风绝对涡度平流强弱主要决定于地转风相对涡度平流。在等高线均匀分布的槽中，槽前脊后沿气流方向为正涡度平流，等压面高度降低；槽后脊前为负涡度平流，等压面高度升高；在槽线和脊线上，涡度平流为零，等压面高度没有变化。槽脊没有发展，只是向前移动。

②.右端第二项为厚度平流（或温度平流）随高度的变化项：暖平流区中，当暖平流（绝对值）随高度减弱（随气压增强）时，等压面高度升高；冷平流区中，沿气流方向温度升高，当冷平流（绝对值）随高度减弱（随气压增加）时，等压面高度降低。

③.右端第三项为非绝热加热随高度的变化项：当非绝热加热随高度增加时（强对流潜热加热高度以下的等压面上，如台风系统的发展） ，等压面高度将降低，反之，当非绝热加热项随高度减小时（感热加热，如地球表面对大气的加热），等压面高度将升高

39、如何利用ω方程来定性诊断大气的垂直运动 dt dQ p p R c f p V P f p g ? ? 22g g 2222

)(f)(ζfV t φ)P σf (dt dQ p c R p V f V p f p f p g g g 2

22222)()]

([)( ? ?

①.右端第一项：涡度平流随高度变化项，当涡度平流随高度增加时，有上升运动（ω <0）;当涡度平流随高度减小时，有下沉运动（ω >0）。

②.第二项：厚度平流（或温度平流）的拉普拉斯：在暖平流区，有上升运动ω <0，在冷平流区，有下沉运动ω >0；

③.第三项：非绝热加热的拉普拉斯：在非绝热加热区有上升运动ω <0，在非绝热冷却区有下沉运动ω >0 40、（大气环流）是指全球范围的大尺度大气运动的基本状况。这种大尺度运动的水平尺度在数千千米以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在1～2日以上。

41、冬季北半球的对流层（中部）环流的最主要特点是“三槽三脊”，三槽分别位于（亚洲东岸），（北美东部），（欧洲东部）。与这三个槽并列的三个平均脊分别位于（阿拉斯加），（西欧沿岸）和（青藏高原的北部）。脊的强度比槽的强度弱得多。

42、控制大气环流的基本因子是：（太阳辐射）、（地球自转）、（地球表面不均匀）和（地面摩擦）

43、在赤道附近对流层中（东北信风）与（东南信风）汇合的地带称为（赤道辐合带（IT③Z））。

44、极夜急流：冬季极夜强烈辐射降温冷却，在平流层中产生指向极点的水平温度梯度，而且梯度相当大，相

应出现一支强西风急流，中心风速达40米/秒以上，最大可达100米/秒。（判断题的可能性大）

45、阻塞高压与切断低压（通常为选择题）

阻塞高压：在西风带中长波槽脊的发展演变过程中，在脊不断北伸时，其南部与南方暖空气的联系会被冷空气所切断，在脊的北边出现闭合环流，形成暖高压中心，叫做阻塞高压。阻塞高压具备以下三个条件：①中高纬度（一般在50 oN以北）高空有（闭合暖高压中心）存在，表明南来的强盛暖空气被孤立于北方高空；②暖高压至少维持（三天以上）；③在阻塞高压区域内，西风急流主流显著减弱，同时急流自高压西侧分为南北两支，绕过高压后再会合起来，其分支点与会合点的范围一般大于40～50个经度。

切断低压：在西风带中长波槽脊的发展演变过程中，在槽不断向南加深时，高空冷槽与北方冷空气的联系被暖空气切断，在槽的南边形成一个孤立的闭合冷性低压中心，叫做切断低压。

46、急流：是指一股强而窄的气流带，急流中心最大风速在（对流层的上部）必须大于或等于（30米/秒），它的风速水平切变量为（每100公里5米/秒），垂直切变量级为（每公里5～10米/秒）。急流轴的左侧具有（气旋性）切变，右侧风速具有（反气旋性）切变，如果流线曲率很小，那么急流轴的左侧相对涡度为正，右侧相

对涡度为负。对流层上部的三种急流：极锋急流、副热带西风急流、热带东风急流。

47、槽脊移动的定性规则：

①槽线沿变压（变高）梯度方向移动，脊线沿变压（变高）升度方向移动。

②槽线的移动速度与变压（变高）梯度（升度））成正比，与槽（脊）的强度成反比，即在变压（变高）梯度（升度））相同的情况下，强槽（脊）比弱槽（脊）移动得慢。

48、当气旋中心或槽上出现负变压（正变压）时，气旋或槽将加深（填塞）。当反气旋中心或脊上出现（正变压（负变压））时，反气旋或脊将加强（减弱）。

49、高空天气形势预报：以平均层涡度方程作为高空形势预报的基本方程（方程略）。平均层接近600hPa，实际应用中近似的把500hPa当作平均层，（平均层也可称为无辐散层，在此层绝对涡度守恒）。平均层上的涡度局地变化是由该层（涡度平流）及（热成风涡度平流）所决定的。

高空形势预报的定性经验：

①.对称性的槽（脊）没有发展，疏散槽（脊）是加深（加强）的，汇合槽（脊）是填塞（减弱）的。

②.槽（脊）前疏散，槽（脊）后汇合，则槽（脊）移动迅速；槽（脊）前汇合，槽（脊）后疏散，则槽（脊）移动缓慢。

③.如果考虑热成风涡度平流，若冷舌落后于高度槽，在槽中有正热成风涡度平流，槽将发展。脊中将有负热成风涡度平流，脊将加强。反之，当高度槽（脊）落后于冷舌时，槽（脊）将减弱。

50、地面天气形势预报：一般在高空形势预报的基础上，加以订正，作地面形势预报，通常用1000hPa 等压面作为地面图。根据地面形势预报方程，dt dQ c T V P P R t H t H p d 1)([ln 8.900 ?

地面（1000百帕）的高度变化是由四项因子所决定的。第一项是平均层的高度变化项。其中又包括涡度平流和热成风涡度平流两部分。第二项是平均冷暖平流（即厚度平流）项。冷平流(T V ? <0 )时，地面加压。其意义就是，冷平流使温度局地降低，平均层与1000百帕间的厚度缩小，当不考虑平均层的高度变化时，1000百帕等压面必升高。反之，暖平流时，地面减压。第三项是垂直运动产生的温度绝热变化项。在稳定的大气中（0 d ），有上升运动时（0 ），由于绝热膨胀，使得局地温度下降，故地面加压。反之，当有下沉（0 ）运动时，地面减压。第四项是非绝热变化项。当加热时，温度局地升高，故地面减压。反之，当冷却时，地面加压。

51、地形造成的涡度变化：当气流过山时，在迎风坡，有上升运动，因而气旋性涡度减弱，反气旋性涡度增强。

在背风坡，气流下沉，因而气旋性涡度增强，反气旋性涡度减弱。由地形造成的涡度变化，可定性地解释下面的事实：高空槽和地面气旋移近大山脉时，在山前填塞，山后重新发展。高空脊和地面反气旋移近大山脉时，在山前加强，山后减弱。

52、我国常见的大风有（冷锋后偏北大风），（高压后部偏南大风），（低压大风），以及（台风大风）和（雷雨冰雹大风）等。

53、降水的形成，大致有三个过程：首先是水汽由源地水平输送到降水地区，这就是（水汽条件），其次是水汽在降水地区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云，这就是（垂直运动的条件），最后是云滴增长变为雨滴而下降，这就是（云滴增长的条件）。云滴增长的两个过程：（冰晶效应）和（云滴的碰撞合并作用）。

54、暴雨形成的条件：（充分的水汽供应）、（强烈的上升运动）、（较长的持续时间）。

55、降水率或降水强度：单位时间内降落在地面单位面积上的总降水量。

56、可降水量：将一地区上空整层大气的水汽（全部凝结）并降至地面的降水量称为该地区的可降水量。57、在一定条件下，地形对降水有两个作用，一是（动力作用），二是（云物理作用）。动力作用主要是地形的（强迫抬升），其次还表现在地形使系统性的风向（发生

改变），从而在某些地方产生地形（辐合或辐散），因而影响（垂直运动）和（降水）。

58、中国的暴雨主要由（台风）、（锋面）和从青藏高原东移过来的（气旋性涡旋）（西南涡、西北涡）引起的。暴雨的极值同地形有密切的关系，暴雨的极值多出现在山脉的（迎风坡），平原与山脉的（过渡地区）或（河谷地带）。

59、我国多年候平均大雨带从3月下旬至5月上旬称为江南春雨期；5月中旬到6月上旬称华南前汛期盛期；6月中旬至7月上旬称江淮梅雨；7月中旬至8月下旬华北和东北雨季及华南后汛期。8月下旬大雨带迅速南撤，9月中旬至10月上旬称为淮河秋雨期。

60、影响我国的行星尺度天气系统主要有：（一）西风带长波槽（巴尔喀什湖大槽、贝加尔湖大槽、太平洋中部大槽、青藏高原西部低槽）；（二）阻塞高压（乌山阻塞高压、雅库茨克—鄂霍茨克海阻塞高压、贝加尔湖阻塞高压）；（三）副热带高压；（四）热带环流

61、降水的天气尺度系统：

①低空切变线：一般把出现在低空（850hPa和700hPa 百帕面上）风场上具有（气旋式）切变的（不连续线）称为切变线。从流场上看切变线可分为（冷锋式）切变线、（暖锋式）切变线和（准静止锋式）切变线三种。一般江淮切变线是（准静止锋）式的，当切变线上有西南

南京信息工程大学卫星气象学期末复习

一、名词解释 倾角：卫星轨道平面与赤道平面间的夹角。 截距：卫星绕地球一周地球转过的度数，截距是连续两次升交点之间的经度差。 空间分辨率：是指卫星在某时刻观测到地球的最小面积亦即指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。（像元，物象点，像素） 亮度温度：若实际物体在某一波长下的光辐射度(即光谱辐射亮度) 与绝对黑体在同一波长下的光谱辐射度相等,则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度 反照率：目标地物的反射出射度与入射度之比，即单位时间、单位面积上各方向出射的总辐射能量(M)与入射的总辐射能量(E)之比。 结构型式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物像点的分布式样。 纹理：表示云顶表面或其他物象表面光滑起伏程度的判据。 二、选择题 1、如果卫星是前进轨道，则卫星运行方向是西南→东北（正面），西北→东南（背面） 如果卫星是后退轨道，则卫星运行方向是东南→西北（正面），东北→西南（背面） 2、卫星轨道的形状决定于：入轨速度与方向，方向与地面平行 3、若有一张冬季的云图上中高纬度地区色调较暗（浅），则这一张云图一定是可见光云图（红外），其原因是太阳高度角低，与太阳辐射有关。 4、如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是中云。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈白色，这目标物可能是卷云。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈暗色，这目标物可能是薄中云、层云和雾（低云）。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈白色，这目标物可能是Cb云（积雨云）。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是夏季沙漠。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是青藏高原。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是海洋暖水区。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈浅，这目标物可能是海洋冷水区。 5、大范围云系的分布呈带状，且呈气旋性弯曲，这云带是冷锋云带。 大范围云系的分布呈云区，且云向北凸起，这云带是 暖锋云带。 大范围云系表现为平直云带，这云带是静止锋云带。 6、辐射率正确表示： Ωx=sinθcosφ 辐射吸收正确表达式： 光学厚度表达式：λ τa=?1s s a ds kρλ 1、太阳同步卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的 取向，为实现太阳同步轨道，必须采用倾角>90 ?? 的 2、静止气象卫星的倾角为0度，轨道平面与赤道平面重合，周期为地球自转周期23小时56分4秒。 3、卫星在0.58~0.68和0.725~1.10μm测量的是来自地面和云间反射的太阳辐射，其取决于太阳天顶角和物体反照率。 4、卫星仪器在10.5~12.5μm测量的是来自目标物自身发射的辐射，将测量的辐射转换为图象，其色调越暗，表示辐射越强，温度越高。可以用于估计地面、云面的温度分布 5、卫星在3.55~3.93μm白天测量的是来自反射的太阳辐射发出的和物体自身发射反射的辐射。可用于识别夜间雾和层云监测卷云 6、中云的型式有涡旋状、带状、线状、逗点状，其色调在红外图上呈中等程度的灰色，可见光云图上呈现为白色。 7、积雨云（Cb云）在可见光和红外云图上的色调最白，高空风大时，其呈近乎圆形；而高空风大时，其呈椭圆形，顶部出现卷云砧。 8、层云的边界光滑整齐清楚，纹理光滑均匀。 9、积云浓积云的边界不整齐不光滑，纹理多斑点多皱纹。 10、开细胞状云系呈指环状或U型，由积云浓积云组成，出现在地面气流呈气旋性弯曲的不稳定的冷气团内。 11、逗点云系可以认为是由于闭合气旋性环流与云区相迭加形成的，其头部与变形场气流相联系，尾部云带与高空槽前的西南气流相联系。 12、斜压叶云系的北界呈S形，其东部以卷云为主，越往西，云顶高度越低。 13、活跃的冷锋云系表现为一条连续完整呈气旋性弯曲的云带，其位于500百帕高空槽前的西南气流里。当冷锋云系前后边界不整齐时，地面冷锋的位置定在云带中云系由稠密到稀疏的地方。 14、暖锋云系长宽之比很小，顶部卷云覆盖。 15、静止锋云系没有云系弯曲，其前界常出现枝状云带云系。 16、锋面气旋云系在波动阶段时，云系向冷气团一侧凸起，中高云增多，云带变宽；发展阶段云系隆起越来越明显，其后界向云区内凹进，表明干冷空气开始侵入云气，在锢囚阶段时，出现明显的干舌，云带伸到气旋中心；成熟阶段螺旋云带围绕中心旋转一周以上，干舌伸到气旋中心，水汽来源切断。 17、高空急流云系以卷云为主，其左界光滑整齐，且与急流轴相平行。 1、如果卫星的倾角等于180o，试问实现卫星每隔4、6、8小时观测同一地点的卫星周期应是多少？8h 地球每小时转15，则4小时自转60，故卫星4小时绕地球转动300，故卫星每小时转75，T=360/75=4.8h 地球每小时转15，则6小时自转90，故卫星6小时绕地球转动270，故卫星每小时转45，T=360/45=8h

卫星气象学复习题

1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。 （1）极轨卫星（太阳同步轨） 1）优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 2）缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。 (2)静止卫星 1）优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。2）不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。 ③卫星轨道有限。 2、什么是可见光云图？有什么特征？ 可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小则用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。 特点： 1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗 （1）水面反照率最小，厚的积雨云最大 （2）积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分 （3）薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分 2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，太阳高度角越大光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小 3、什么是红外云图？有何特征？ (1). 卫星在红外波段选用的通道有：3．55—3．93微米和10.5—12.5微米。把3.55—3.93微米通道云图称短波红外云图，而把10.5—12.5微米通道云图称长波红外云图。被测物体温度越高，卫星接收的辐射越大，温度越低，辐射越小。将这种辐射转换成图象，辐射大温度高用黑色表示，辐射小温度低用白色表示。即为一张黑白色红外云图。红外云图是一张物体的亮度温度分布图，而不是实际的温度分布图。 (2). 红外云图的特点 ①红外（IR）图象表示辐射面的温度。在黑白图象中，暗色调代表暖区，亮色调代表冷区。云由于其温度比较低而通常显得比地表白。在这一点上，红外（IR）图象与可见光（VIS）图象有些相似，但在其他方面，两种图象之间存在重要的差异。 ②云顶温度随高度递减，在红外（IR）图象中，不同高度上的云之间存在鲜明的对照。 ③陆表和洋面之间有强烈温度反差的地方，海岸线在红外（IR）图象上清晰可见，白天，陆地可比海洋显得更暗（更暖），但在夜间，陆地可比海洋显得更亮（更冷）。当陆表和洋面的温度相同时，从红外（IR）图象上，将识别不出海岸线。陆地和海洋之间的温度反差在夏季和冬季最大，在春季和秋季最小。 ④在红外（IR）图象上卷云清晰可见，尤其是当它位于比它暖得多的地面之上时。可提供有关云纹理结构的信息。 ⑤红外（IR）资料可以定量应用，根据观测到的云温来估算相应的云顶高度。增强处理多采用红外云图。 4、什么是水汽图像？有何特征？ (1) 红外波段5．7—7．3微米是水汽强吸收带，中心波长约为6．7微米。卫星在这一吸收带测得的辐射主要是大气中水汽发出的。将卫星在这一波段测得的辐射转换成图象就得到水汽图，通常在水汽图上色调

天气学原理复习思考题

《天气学原理》复习思考题 第一章大气运动的基本特征 1. 影响大气运动的作用力有哪些？各作用力的大小和方向如何？ 2. 个别变化、局地变化、平流变化的含义？表达式？联系？ 3. 沿气流方向温度的代数值减小是冷平流还是暖平流？ 4. 控制大气运动的基本方程有哪些？各方程的形式如何？ 5. 速度散度的表达式和意义？辐合、辐散的含义？ 6. 大气运动系统的分类与特征尺度？ 7. 大尺度系统运动的基本特征？ 8. 地转平衡、静力平衡的概念和方程式？ 9. “P”坐标系与“Z”坐标系有什么不同？“P”坐标系有哪些优越性？ 10. 什么是位势米？等位势面与等高面哪一个是水平面？ 11. 与w有什么不同？ 12. 地转风的定义？各坐标系中的表达式和意义？ 13. 在北半球大尺度系统运动中，为什么低压中心周围的风做逆时 针旋转？高压中心周围的风做顺时针旋转？ 14. 在北半球大尺度系统运动中，为什么高压中心附近等压线稀 疏，风力微弱？ 15. 热成风的定义？表达式和意义？ 16. 为什么暖平流区风随高度顺转？ 17. 为什么中纬度对流层高层盛行西风气流？ 18. 中纬度系统温压场结构的主要特点？ 19. 为什么在正压大气中等压面就是等密度面也是等温面？ 20. 什么是斜压大气？为什么在斜压大气中会产生热成风？ 21. 地转偏差的定义和存在的意义？地转偏差产生的根本原因？ 22. 为什么摩擦层中风斜穿等压线指向低压一侧？ 23. 自由大气中的地转偏差，在低层和高层各以什么为主？ 24. 变压风的方向如何？ 25. 说明高空槽前脊后这块区域高低层散合情况？ 第二章气团与锋

1. 气团的定义，气团的变性，气团形成的两个条件。 2. 冷气团与暖气团的区别 3. 我国境内冬夏两季气团活动特点 4. 锋的概念. 锋的空间结构特征。 5. 冷锋,暖锋,准静止锋,锢囚锋的定义. 6. 锋附近温度场的特征. 7. 在剖面图上，锋区内等位温线为什么相对密集并与锋面近于平 行？ 8. 解释说明锋附近气压场的特征. 9. 解释说明锋附近变压场的特征. 10. 气压倾向方程的物理意义. 11. 锋附近风场的特征. 12. 影响锋面天气的因素主要有哪些？ 13. 什么是第一型冷锋和第二型冷锋？它们的天气有什么不同？ 14. 准静止锋天气有什么特点？ 15. 如何应用高空等压面图定锋？ 16. 如何应用单站高空风图定锋？ 17. 如何利用地面图定锋？ 18. 锋生和锋消的含义和特征？ 19. 什么是锋生函数（强度）？影响锋生锋消的因素主要有哪些？ 20. 解释说明在稳定大气中冷锋上山、下山是加强还是减弱？ 21. 我国主要的锋生区在何处？ 22. 我国有利锋生的天气形势有哪些？ 第三章气旋和反气旋 1. 气旋和反气旋的定义和分类 2. 涡度定义和物理意义 3. 地转风涡度与地转涡度有什么不同？ 4. 绝对涡度的表达式。绝对涡度守恒的条件是什么？ 5. 自然坐标系中涡度的表达式及意义 6. 简化涡度方程式及各项的物理意义 7. 试用涡度平流输送项定性判断短波槽脊和长波槽脊的移动情况 8. 位势倾向方程各项的物理意义 9. 用方程判断斜压模式中上升、下沉运动分布情况

天气学原理知识点汇总分解

集训天气学原理知识点汇总(2014.09.12) 1、大气运动受(质量守恒)、(动量守恒)和(能量守恒)等基本物理定律支配。 2、影响大气运动的真实力有(气压梯度力)、(地心引力)、(摩擦力)；影响大气运动的视示力有(惯性离心力)、(地转偏向力)。 3、(1)气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，叫气压梯度力，由表达式可知，气压梯度力方向指向—▽P 的方向，即(由高压指向低压)；气压梯度力的大小与(气压梯度)成正比，与(空气密度)成反比。 (2)摩擦力：单位质量气块所受到的净粘滞力 (3)惯性离心力：R C 2Ω= (4)地转偏向力： V 2 ?Ω-=A ，地转偏向力有以下几个重要特点： ①.地转偏向力A 与Ω 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以A 在(纬圈)平面内； ②.地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块(不做功)，它只能改变气块的(运动方向)，而不 能改变其(速度大小)。 ③.在北半球，地转偏向力A 在V 的(右侧)，南半球，地转偏向力A 在V 的(左侧)。 ④.地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏向力消失。 (5)重力是(地心引力)和(惯性离心力)的合力，但是地球是椭圆的，任何地方重力都(垂直于水平面)。重力在赤道(最小)，极地(最大)。 4、温度平流变化：气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。 温度对流变化：空气垂直运动所引起的局地温度变化。 局地温度变化=个别变化+平流变化+对流变化 5、连续方程的表达式: 0)(=??+??V t ρρ 表示大气(质量守恒定律)的数学表达式称为(连续方程)。其中)(V ρ??称为质量散度(单位体积内流体的净流出量，净流出时散度为正，净流入时为负)。 6、(尺度分析)是针对某种类型的运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。(零级简化方程)，就是只保留方程中数量级最大的各项，略去其他各项。一级简化方程，是除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项。 7、重力位势：单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所做的功。位势的单位是(焦耳/千克)。 8、地转风：对中纬度天气尺度运动而言，在水平方向上(地转偏向力)和(气压梯度力)平衡的风称为地转风，ρp G ?-=

卫星气象学期末复习重点

精心整理倾角：这是指卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角，单位度。 轨道周期：指卫星绕地球运行一周的时间。 星下点：?指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点，用地理坐标的经纬度表示。太阳同步卫星轨道?：卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。由于这一种卫星 或辐射温度。 空间分辨率：指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。 相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为p(θ)，θ为散射角。 云带:带状云系宽度大于一个纬距称做云带。

纹理:纹理是指云顶表面或其它物像表面光滑程度的判据。 涡旋云系:涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。 色调：也称亮度或灰度，指卫星云图上物像的明暗程度。 结构形式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度 雹暴云团与暴雨云团的特点： 雹暴云团特点: 1.云团初生时表现为边界十分光滑的具有明显的长轴椭圆型，表明出现在强风垂直 切变下，长轴与风垂直切变走向基本一致；在雹暴云团成熟时，云团的上风边界十分整齐光滑，下风边界出现长的卷云砧，拉长的卷云砧从活跃的风暴核的前部

流出，强天气通常出现于云团西南方向的上风一侧，可见光云图上出现穿透云顶区(风暴核)，红外云图上有一个伴有下风方增暖的冷v型。出现大风的边界常呈出现大风的边界长呈现出弧形，这时整个云型可以为椭圆型，有事表现为逗点状云型。 2.飑线云团按其尺度可以再分成两种情况，一种是云团尺度较大时(约2个纬距）， (约1 3. 4. 1. 2. 孤立，四周很少有中低云相伴。 3.暴雨云团一般出现于急流云系的右侧，源源不断暖湿气流头部、脊线处，而且在靠赤道一侧不存有急流;暴雨云团也可出现于急流左侧，但云团远离急流轴，无强风垂直切变。

天气学原理和方法(1-5)

天气学原理和方法

第一章大气运动的基本特征 地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。 第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析 一、旋转坐标系中运动方程 1. （绝对速度）与（相对速度）

假设 t时刻一空气质点位于P点，经t 时间，质块移到Pa点，地球上的固定点P移到了Pe位置位0 移为R，质块相对固定地点的位移为R， 图1.1 旋转坐标系 显然 当0位移很小时 单位时间的位移为 由此得 此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和 2．与的关系 地球自转角速度为 则 于是 由此可得微分算子

将微分算子用于则有 再将代入上式右端得 （*）式中为地转偏向力加速度，即柯氏加速度 为向心力加速度 3．牛顿第二定律 单位质量的空气块所受到的力 在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有 + ：地心引力 F：摩擦力 将此式代入（*）式： 二、作用力分析 1．气压梯度力

①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力 ②表达式G=-(1.1) ③推导： 图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量x方向：B面P A面：-（P+ 净压力：- 同理y方向： z方向： 净空气总压力

上海天气学原理和方法试题(有答案)

简答题（上海）： 1、大气运动系统的分类与特征尺度？（p25） 2、我国境内冬夏两季气团活动特点。（p62） 3、影响锋生锋消的因素主要有哪些？（p105-106） 4、我国有利锋生的天气形势有哪些？（p104） 5、东亚气旋再生的形式有哪几种？（p130） 6、简叙北半球对流层中部（500hpa ）夏季与冬季平均环流特点？ 7、简叙青藏高原对大气环流的影响？ 8、简叙经典统计预报法、PP 法、MOS 法及异同点？ 9、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。 )()()() (y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ??+??-??+??-????-????=+ξωωξ 10、简叙横槽转竖前常有的特征？ 11、阐述飑线和锋面的区别。（P415） 12、SR 风暴的特征是什么？（P406） 13、低空西风急流对暴雨的作用如何？（P400） 14、台风移动路径客观预报动力学方法的两类基本模式是什么？（P533） 填空题： 1、高空锋区是（对流层）和（平流层）之间显著的质量交换区。 2、气旋的活动和能量过程主要集中在（行星边界层）和（对流层）上部。 3、大气运动受（质量）守恒、（动量）守恒和（能量）守恒等基本物理定律所支 配。（p1） 4、气压梯度力与（气压梯度）成正比，与（空气密度）成反比。（p2） 5、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。对于水平 运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小 与（相对速度）的大小成比例。（p9） 5、大气运动系统按水平尺度可分为（行星）尺度、（天气或大）尺度、（中）尺

雷达与卫星气象学总复习

前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。

9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。

天气学原理

南京信息工程大学 天气学原理课程教案 课程名称：天气学原理 英文名称：Principle of Synoptic Meteorology 总学时：60学时（其中：上课60学时，另考试2学时） 课程简介：天气学原理课程是大气科学专业的重要专业基础课程之一。在先行课必修后，系统讲授大气运动、天气系统、大气环流、天

气形势及天气要素预报基本的天气学和有关的大气动力学理论如大气运动基本方程组、尺度分析和方程组简化、风压场关系、涡度方程。位势倾向方程和ω方程等。初步掌握天气分析和天气预报的基本原理和基本方法，为进一步学习“动力气象学”，“中国天气”，“中长期天气预报”，“中尺度天气学”，“热带天气学”，“高原天气”，“诊断分析”以及“气象统计预报”“数值天气预报”等专业课奠定必要的基础。教材：《天气学原理与方法》.第三版 .气象出版社.朱乾根等编著 参考书： （1）J.R.Holton, An Introduction, to Dynamic, Meteorology, Second edition, Academic press, Inc.1979. （2）动力气象学，上海科学技术出版社，1983，伍荣生等。 授课对象：大气科学专业2001级（2003.9~12月使用） 拟用教学手段：主要采用传统板书形式 第一章大气运动的基本特征（16学时） 重点： 描述大气运动的基本定律；“P”坐标系的特点及该坐标系的方程组；地转风、梯度风概念及关系式及其在天气分析中的应用。难点： 1.建立大气运动基本方程组 2.实际工作中高空分析等压面图而不分析等高面图 3.地转风、梯度风、热成风、地转偏差在天气分析中的应用 主要内容： 1.1 旋转坐标系中运动方程及作用力分析（2学时） 牛顿第二定律，气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、 地转偏向力及摩擦力的分析 1.2 基本方程组（3学时） 三个运动方程，状态方程，质量守恒 连续方程，热力学能量 守恒方程6个基本方程的推导 1.3 大尺度系统运动的控制方程（2学时） 大气运动特征尺度及分类，运动方程、连续方程和热力学能量 方程的简化 1.4 “P”坐标系（2学时） “P”坐标系的定义及其优越性，“P”坐标系中的运动方程、连 续方程及热力学能量方程

卫星气象学复习课

卫星气象学复习课 第一章绪论 1、卫星气象学与卫星遥感 气象卫星、卫星气象学、遥感及其分类；气象卫星遥感； 2、气象卫星的种类及我国气象卫星发展概况 第二章卫星运动规律和气象卫星轨道 1、卫星的轨道参数 地理坐标中的轨道参数：星下点、升交点和降交点、截距、倾角 2、气象卫星轨道的分类（按卫星轨道参数分类：如倾角、高度、偏心率） 第三章卫星遥感辐射基础 1、电磁波段的划分 2、辐射能、辐射通量、辐射通量密度、吸收率、发射率、黑体、灰体 第四章卫星观测仪器和观测要素及分辨率 1、卫星探测分辨率 卫星探测的分辨率有三种：空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率和时间分辨率；几种分辨率之间的关系； 2、卫星对地的扫描方式大致有四种： 1）单个探测器线扫描 2）多探测器扫描 3）线性阵列探测器前推式扫描 4）圆锥扫描： 2、卫星云图的图像表示和增强处理 图像的数字化、卫星云图的增强处理（反差增强、分层增强） 第五章卫星云图分析基础 1、可见光云图的基本特点：可见光云图色调的主要影响因子—反照率和太阳高度角 2、红外云图的基本特点：影响红外云图色调的因子； 3、卫星云图上识别云的六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理 4、卫星云图上各类云的识别：积云、积雨云、卷云、层云等 第六章中纬度天气系统的卫星云图分析 1、大尺度云系类型：带状云系、涡旋云系

2、逗点云系、斜压叶状云系、变形场云系、细包状云系（云型及其与高低流场的配置） 3、水汽图的边界分析：头边界、内边界、干涌边界和底边界、回流边界 4、利用卫星云图分析500hPa槽线： 1）逗点云系定槽线；2）由大片中高云云区定槽线位置； 5、卫星云图确定地面高压脊线位置； 6、利用卫星云图确定地面冷锋的位置；冷锋云系的强度变化、我国南方冷锋云系及其移动特征。 7、暖锋云系、锢囚锋云系、静止锋云系的云图特征 8、我国夏季梅雨锋云系特点 9、确定高空急流轴的四条规则 第七章卫星云图在热带天气分析和预报中的应用 1、热带地区云的类别和云系的尺度分类 2、热带云团的垂直空间结构、云团种类； 3、热带辐合带(ITCZ)云系特点，及其长、短期变化特征；热带辐合云带的类型； 4、台风的云系结构、判断热带扰动发展成台风的云图特征、台风云型的主要类型、卫星云图上确定台风中心。 5、热带气旋强度的估算方法--Dvorak方法的基本思路 6、热带气旋路径的卫星云图预报方法： 1）由台风环境云场预报台风路径； 2）由台风本身云系特征预报台风路径； 第八章夏季对流性系云图分析 1、对流发生的水汽条件分析： (1)水汽带北侧暗区干区触发的对流； (2)水汽回流南边界处对流的发生； (3)水汽羽北端对流的生成发展 2、由早晨层云(雾)和午后积云浓积云分析对流性云系发生发展 3、中尺度对流系统分析： 1）飑锋云型：飑锋云系的天气系统分类--锋后飑线、锋上飑线、干线飑线、台风飑线； 2）雷暴低层外流边界和弧状云线的形成； 3）在雷暴不同阶段，雷暴中高压在卫星云图上的表现特征 4）利用卫星监视和预报短时雷雨大风 复习题 1、气象卫星的观测特点是什么？ 2、什么是卫星的倾角？什么是星下点？GMS-5和FY-2的星下点在何处？ 3、什么是近极地太阳同步卫星？太阳同步卫星轨道如何实现？ 4、什么是地球同步卫星？其高度和运行周期为多少？ 5、什么是大气窗？ 6、如何区分红外云图、可见光云图？ 7、卫星的空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率、时间分辨率的含义，以及它们之间的关

天气学原理和方法--第6章--赵勇--整理模板

第六章寒潮天气过程 第一节 1、寒潮天气过程是一种大规模的冷空气活动过程。寒潮天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻。 2、中央气象台的寒潮标准规定，以过程降温与温度负距平相结合来划定冷空气活动强度。过程降温是指冷空气影响过程的始末，日平均气温的最高值与及最低值之差。而温度负距平是指冷空气影响过程中最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差。 3、过程降温(℃)温度负距平绝对值(℃)冷空气强度等级 ≥10 ≥5 寒潮 8—9 4 强冷空气 5—7 ≦3 一般冷空气 4、寒潮出现的时间，最早开始于9月下旬，结束最晚是第2年5月。春季的3月和秋天10—11月是寒潮和强冷空气活动最频繁的季节，也是寒潮和强冷空气对生产活动可能造成危害最重的时期。 5、影响我国的冷空气的源地：第一个是在新地岛以西的洋面上，冷空气经巴伦支海、苏联欧洲地区进入我国。它出现的次数最多，达到寒潮强度也最多。第二个是在新地岛以东的洋面上，冷空气大多数经喀拉海、太梅尔半岛、苏联地区进入我国。它的出现次数虽少，但是气温低，可达到寒潮强度。第三个是在冰岛以南的洋而上，冷空气经苏联欧洲南部或地中海、黑海、里海进入我国。它出现的次数较多，但是温度不很低，一般达不到寒潮强度。

6、西伯利亚中部(70。—90。E，43。—65。N)地区称为寒潮关键区。冷空气从关键区入侵我国有四条路径：①西北路(中路)②西路③东路④东路加西路。 第二节 1、极涡的移动路径主要有三种类型：①经向性运动②纬向性移动③转游性运动。 2、根据极涡中心的分布特点，按100百帕的环流分为四种类型：①绕极型，②偏心型，③偶极型，④多极型。这四种极涡型在冬半年各月分布的频率并不相同，绕极型在10月份占绝对优势，频率占50％，11—12月偶极型频率占40—50％，到1—2月偶极型频率接近60％，其平均持续也最久可达11.8天。 3、中央气象局科学研究所普查了1962—1971年的历史天气图，发现所有中等以上强度的大范围持续低温都是出现在北半球对流层中、上部。 4、极地高压的定义为：①500百帕图上有完整的反气旋环流，能 分析出不少于一根闭合等高线；②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合；②暖性高压主体在70。N以北；④高压维持在3天以上。 5、极地高压是一个深厚的暖性高压，由于极高形成，使极圈的温度场变成南冷北暖。 6、寒潮地面高压大多数属于热力不对称的系统，高压的前部有强冷乎流；后部则为暖平流，中心区温度平流趋近于零，它是热力和动力共同作用形成的。

卫星气象学1-4章考试题(带答案)

卫星气象学1-4章考试题 一、填空题。每空1分，共45分。 1、卫星气象学是指如何利用（气象卫星探测）各种气象要素，并将（卫星探测）到的资料如何用于大气科学的一门学科。 2、利用气象卫星对大气进行遥感探测称作（气象卫星遥感），亦称（卫星大气遥感）。 3、卫星气象学主要研究（60KM ）以下大气中各气象要素的获取和应用。 4、遥感按工作方式可以分为（主动遥感）和（被动遥感）。 5、(暴雨）和（强雷暴）是灾害性危险天气系统，对人们的生命财产常造成严重损失。 6、卫星作为一个（天体），它要受到其他天体的（引力）的作用。 7、对于第一定律，圆锥截线表示为θcos 112e e a r +-=，θ是矢经与半 长轴之间的夹角，称（真近点角）。 8、由于卫星运动和地球的自转，星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹，这一轨迹称为（星下点轨迹）。 9、由于卫星绕地球公转的同时，地球不停地自西向东旋转，所以当卫星绕地球转一周后，地球相对卫星转过的度数称之为（截距）。 10、当卫星倾角为90°时，卫星通过南北两极，这种轨迹称之（极地轨道）。 11、地面的（散射辐照度）为分子散射、气溶胶粒子散射和地面

与大气之间多次散射之和。 12、表示卫星探测分辨率的参数有三个，分别为：（空间分辨率）、（灰度分辨率）和（时间分辨率）。 13、卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理，通过（灰度变化），将人眼不能发现的目标物细微结构清楚的表现出来。 14、从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称作（瞬时视场）。 15、（等效噪声温度差）是指目标物温度的改变而引起投射到探测器的辐射功率的改变正好等于等效噪声功率时的温度差。16、光学系统的作用是手机目标物发出的（辐射能），并将其传给探测器。 17、由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致 到达地面的太阳辐射能减少，称为(阳伞效应或反射效应). 18、当太阳光从水面单向反射至卫星仪器内，则其在卫星云图上表现一片色调较浅的明亮区域，这区域称做（太阳耀斑区）。19、（黑体）是指某一物体在任何温度下，对任意方向和波长的吸收率或发射率都等于1。 20、如果物体的吸收率（或发射率）随波长而变，则这种物体称作（选择性辐射体）。 21、风云2号静止气象卫星星下点地面分辨率可见光为 （1.25km），红外为（5.0km），水汽为（5.0km）。

卫星气象学-1.1

卫星气象学 ——绪论 授课教师：刘毅 中国科学院大气物理研究所 2015.3.11

绪论 卫星气象学是利用卫星探测资料研究大气的一门学科，它是随着人造地球卫星的出现，而发展起来的大气科学分支。 （气象）卫星遥感:利用（气象）卫星作为探测平台（对大气）进行的遥感探测。 气象卫星的组成\分类\观测对象\探测原理\ 反演方法\如何应用\发展现状\发展趋势

历史进程 卫星气象学是二十世纪60年代初开始出现一门新兴学科。从1960年4月1日发射第一颗专用气象卫星TIROS-泰罗斯后，经历几个重要发展阶段。 70年代以前，气象卫星获得的主要资料是云图，并定性地应用于天气分析、天气预报和气象研究；70年代初期，卫星红外辐射仪投入业务应用，地面资料处理能力提高，使定量或半定量卫星探测资料，开始应用于大气科学各个分支。 80年代，随着气象卫星探测能力和对探测资料的处理能力提升，气象卫星提供更广泛资料，使卫星云图分析工作由纯定性分析向半定量和定量分析发展；以大尺度天气系统为主，向中小尺度天气系统发展；以气象分析应用为主，向气象、水文、海洋等多学科分析应用发展。 90年代，随着气象卫星对温度、风和湿度等探测精度提高，将资料更有效地应用于大气模式，以改进数值天气预报的结果，这是目前卫星气象学研究一个重要方面。 2000年以来，卫星观测臭氧、气溶胶、温室气体浓度、大气辐射平衡，都极大促进了数值天气预报、气候变化、环境监测研究。

Paul Crutzen, Mario Molina, and Sherry Rowland receive the 1995 Nobel Prize in Chemistry for their seminal discoveries concerning the chemistry of ozone

天气学原理和方法--第8章--于怀征--整理

第八章 一：填空 1、雷暴一般伴有阵雨，有时则伴有大风、（冰雹）、（龙卷）等天气现象，通常把只伴有阵雨的雷暴称为（一般雷暴），而把伴有雷暴、大风、（冰雹）、（龙卷）等严重的灾害性天气现象之一的雷暴叫做（强雷暴）。 2、产生雷暴的积雨云叫（雷暴云），一个雷暴云叫做一个雷暴单体，多个雷暴单体成群成带地聚集在一起叫（雷暴群或雷暴带）。每个雷暴单体的生命史大致可分为（发展）、（成熟）（消亡）三个阶段。 3、雷电是由积雨云中冰晶（温差起电）以及其他作用所造成的。一般云顶高度到达（-20℃等温线高度以上）是才产生雷电。 4、雷暴云中放电强度和频繁程度与雷暴云的（高度）和（强度）有关。 5、在雷暴云下形成一个近乎饱和的冷空气堆，因其密度较大而气压较高，这个高压叫（雷暴高压），当雷暴云向前移动经过测站时，使该站产生气温（下降）、气压（涌升）、相对湿度（上升）、露点或绝对湿度（下降）等气象要素的显著变化。 6、以严重降雹的雷暴叫（雹暴），以强烈阵风为主的叫（飑暴），强雷暴和一般雷暴的区别是（系统中的垂直气流的强度）、（垂直气流的有组织程度）和（不对称性）。 7、超级单体是具有单一的特大垂直环流的巨大强风暴云，它的结构具有以下特征：（风暴云顶）、（气流）、（无（弱）回波区）、（风暴的移动方向）、（环境风）。 8、强雷暴按其结构特征划分不同的类型，常分为（超级单体风暴）、（多单体风暴）、（飑线）。 9、风暴的运动方向一般偏向于对流云中层的风的（右侧），所以这类风暴也叫（右移强风暴）。 10、由许多雷暴单体侧向排列而形成的强对流云带叫做（飑线）。 11、当强雷暴云来临的瞬间，风向（突变），风力（猛增），由静风突然加强到大风以上的强风。与此同时，气压（涌升）、形成明显的（雷暴鼻），气温（急降），相对湿度也（大幅度上升）。 12、雷暴云底伸展出来并到达地面的（漏斗状）云叫做龙卷。龙卷伸展到地面时会引起强烈的旋风，这种旋风叫（龙卷风）。 13、天气系统按其空间、时间尺度可以划分为（大尺度）、(中尺度)、(小尺度)三类天气系统。 14、中尺度可分为三个等级：（200-2000公里的为中-α）、（20-200公里的为中-β）、（2-20公里的为中-γ），我们通常说的“中系统”是中-β，中-α则是中间尺度或次天气尺度系统。 15、和飚现象相联系的一类中系统叫（飚中系统），它包括（雷暴高压）、飚线、（飚线前低压）、（尾流低压）等中系统。 16、雷暴高压是一个中尺度的（冷性）高压，高压内有强烈辐散，其前部压、温、湿水平梯度很大，等值线密集，这个地带叫（飚线或飚锋）。它具有阵风前沿线（阵风锋）、（风向切变线）、（气压涌升线）、气象要素不连续线或不稳定线等特征。 17、飚中系统的生命史大致可分为四个阶段（初始阶段发展阶段成熟阶段

卫星气象学期末复习

CH1 1.气象卫星：人造星体，在宇宙空间、确定的轨道上飞行，携带着各种气象探测仪器，以对地球及其大气和海洋进行气象观测为目的，测量诸如温度、湿度、风、云、辐射等气象要素和降雨、冰雹、台风、雷电等天气现象。 气象卫星观测的特点:在空间固定轨道上运行；自上而下进行观测；全球和大范围的观测；使用新的探测技术（遥感探测）；提供丰富的观测资料，受益面广（气象+其他领域） 2.遥感：1）概念：遥感是气象卫星的基础：在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术。2）设备：传感器，运载工具，接收系统。3）卫星遥感探测研究主要内容：遥感信息获取手段的研究；各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究；遥感信息的处理与分析判读技术的研究。3）分类：按工作方式：主动遥感、被动遥感；按电磁波谱段：紫外~、可见光~、红外~、微波~；按探测对象：大气~、海洋~、农业~、地理~；按探测信息形式：图像~、非图像~ 气象卫星遥感：利用气象卫星对大气进行遥感探测。 3.卫星气象种类：(1)极地轨道卫星：中国风云1号 (2)静止轨道卫星：中国风云2号 p9/21 CH2 1.卫星轨道参数 1）升交点赤径（Ω）卫星由南半球飞往北半球那一段轨道称为轨道的升段；卫星由北半球飞往南半球那一段轨道称为轨道的降段;把轨道的升段与赤道的交点称升交点。轨道的降段与赤道的交点称降交点，升交点用赤径Ω表示，表示了轨道平面的位置和其相对于太阳的取向 2）倾角(i)指赤道平面与轨道平面间的（升段）夹角 3）偏心率（e）指轨道的焦距与半长轴之比 4）轨道半长轴（a）在轨道的长轴方向由轨道中心到轨道上的距离，确定了卫星的形状 5）近地点角（ω）卫星在轨道平面内升交点与近地点之间的夹角，确定了轨道半长轴的方向 6）平均近点角（M）；7）真近点角（θ）；8）偏近点角（E） 2.地理坐标系中的轨道参数 1）星下点：指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点 2）升交点降交点（如上）（极轨卫星才有） 3）截距：连续两次升交点之间的经度数L=T*15度/小时 4）轨道数：指卫星从一升交点开始到以后任何一个升交点为止环绕地球运行一圈的轨道数目 3.气象卫星运动规律：设想地球是理想球体，均质，质心在地心；卫星质量<<地球质量,卫星对地作用可忽略；星地距离>>卫星本身尺度，质点；忽略其它因素对卫星的作用力根据理论力学，卫星在地球引力作用下的运动为平面运动。该平面成为轨道面，轨道面过地心。卫星的运动方程为：??????? 4.卫星运动三定律（开普勒运动定律):1）椭圆（轨道）定律：卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上；2）面积定律：卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）；3）周期定律：卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 5.卫星活力公式：v2 = μ（ 2/r – 1/a ） 6.近极地太阳同步轨道气象卫星1）概念：近极地太阳同步轨道卫星是指卫星轨道平面与太阳始终保持固定的取向（每天过升交点的局地时间相同）。由于这一种卫星轨道的倾角接近90°，卫星近乎通过极地。2）实现：这种卫星是利用卫星随地球绕太阳公转时产生的转动抵消由于地球的扁率引起卫星轨道的摄动来实现的。3）优点：①轨道为圆形，轨道预告、接收和资料定位方便；②可实现包含极地的全球观测；③在观测时有合适的太阳照明，有利于资料处理和使用；④仪器可以得到充分的太阳能供给。缺点：①对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长（相对于GEO)，不利对中小尺度天气系统的监测；相临两条轨道的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化 7.地球同步静止卫星轨道：1）概念：卫星的倾角等于0，赤道平面与轨道平面重合，卫星在赤道上空运

天气学原理和方法--第7章--刘强--整理

第七章 第一节降水的形成与诊断 一、降水形成过程 (一)一般降水的形成过程（有三个条件） 1、水汽条件：水汽由源地水平输送到降水地区 2、垂直运动条件：水汽在降水地区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云 3、云滴增长条件：云滴增长变为雨滴而下降 前两个条件决定于天气学条件，是降水的宏观过程，第三个条件主要决定于云物理条件，是降水的微观过程。云滴增长的条件主要决定于云层厚度，而云层厚度，由决定于水汽和垂直运动的条件，所以在降水预报中，通常只要分析水汽条件和垂直运动条件即可。一般任务云滴增长的过程有两种：一种是“冰晶效应”可促使云滴迅速增长而产生降水，在中高纬度，这种过程起着重要作用；另一种是云滴的碰撞合并作用，尤其是云层发展较厚时，这种过程更明显。 （二）暴雨的形成条件 凡是日降水量达到和超过50.0毫米的降水称为暴雨。 有三个普遍的主要条件，分别是充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间，另外还有一个地形条件，就是有利的地形条件。 1、充分的水汽供应 暴雨是在大气饱和比湿达到相当大的数值以上才形成的，700hpa

上比湿≥8克/千克（对北京来说，比湿≥5克/千克），是出现大、暴雨的必要条件；有了相当高的饱和比湿条件，还必须有充分的水汽供应，因为只靠某一地区大气柱中所含的水汽凝结下降量很小，因此必须研究水汽供应的环流形势。 2、强烈的上升运动 强烈的上升运动只有在不稳定能量释放时，才能形成，因此暴雨预报必须分析不稳定能量的储存和释放问题，研究形成暴雨的中、小尺度系统。 二、水汽方程和降水率 （一）水汽方程 水汽方程是表示水汽输送和变化的基本方程。单位时间内通过某一单位面积的水汽量，称为水汽通量。水汽方程表达式： 此式说明，一个运动的单位质量湿空气块，其比湿的变化等于凝结率及湍流扩散率之和。 单位时间内，某一体积所含水汽的变化量主要有四个方面的因素决定：水平方向上水汽的净流入量，垂直方向上水汽的净流入量，凝结量，湍流扩散。 （二）降水率 单位时间内降落在地面单位面积上的总降水量，称为降水率或降水强度。表达式：