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气象学

本主题由 可爱的神 于 2008-1-22 10:40 提升

早梅雨:

有的年份,梅雨开始的很早,在5月底6月初就会突然到来。在气象上,通常把"芒种"以前开始的梅雨,统称为"早梅雨"。早梅雨会带来一些反常的现象。例如,由于在梅雨刚刚开始的一段时间内,靠近地面的大气层里,从北方南下的冷空气还是很频繁的,因此,阴雨开始之后,气温还比较低,甚至有冷飕飕的感觉,农谚说:"吃了端午棕,还要冻三冻"就是这个意思;同时也没有明显的潮湿现象。长江中下游部分地区的农民,把这一段温度比较低的黄梅雨称为"冷水黄梅"。以后,随着阴雨维持时间的延长、暖湿空气加强,温度会逐渐上升,湿度不断增大,梅雨固有的特征也就越来越明显了。早梅雨的出现机会,大致上是十年一遇。这种早梅雨往往呈现两种情形。一种是开始早,结束迟,甚至拖到7月下旬才结束,雨期长达四、五十天,个别年份长达二个月。另一种是开始早,结束也早,到6月下旬,长江中下游地区就进入了盛夏,由于盛夏提前到来,常常造成长江中下游地区不同程度的伏旱

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3)迟梅雨:

同早梅雨相反的是姗姗来迟的梅雨,在气象上通常把6月下旬以后开始的梅雨称为迟梅雨。迟梅雨的出现机会比早梅雨多。由于迟梅雨开始时节气已经比较晚,暖湿空气一旦北上,其势力很强,同时,太阳辐射也比较强,空气受热后,容易出现激烈的对流,因而迟梅雨常常多雷雨阵雨天气。人们也把这种黄梅雨称为"阵头黄梅"。迟梅雨的持续时间一般不长,平均只有半个月左右。不过,这种梅雨的降雨量有时却相当集中。

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4)特长梅雨:

1954年我国江淮流域出现了百年一遇的特大洪水,这次大水,就是由持续时间特别长的梅雨造成的。 这一年,长江中下游的梅雨开始之前的5月下半月春雨已经很多,梅雨又来得很早,6月初就开始了。天气一直阴雨连绵,并且不时有大雨、暴雨出现,维持的时间特别长,直到八月初才"出梅"。当阴雨结束转入盛夏天气时、已经临近"立秋"了。这一年整个梅雨期长达两个月,连同五月份的春雨,则达到两个半月以上。进入"小暑"、"大暑"以后,长江中下游本来应该是晴朗炎热的"伏天"了,却一直是阴云密布难见太阳,瓢泼的大雨不时倾泄到地面上来,不少地区洪水滚滚、"寒气"袭人。这一年长江中下游地区5月-7月三个月的雨量,一般都达到800-1000毫米,接近该地区正常年份全年的雨量;部分地区,雨量多达1500-2000毫米,相当于同一地区一年半的雨量,导致洪水泛滥成灾。我们国家地域辽阔,局部洪涝经常发生。有的可能是由于台风雨引起的,有的可能是别的天气系统接连带来的几次暴雨造成的,但它们的持续时间不长,洪水退去比较快,影响范围也比较小。象1954年这样,阴雨时间达到二个多月之久,造成长江流域全流域性洪水的现象,是极为罕见的。这种罕见的大水、常常是与异常梅雨联系在一起的。像1998年的大水,也是特别长的梅雨所造成的。

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5)"短梅"和"空梅

同特别长的梅雨完全相反的是,有些年份梅雨非常不明显,它象来去匆匆的过客,在长江中下游地区停留十来天以后,就急急忙忙地向北去了。而且这段时间里雨量也不大,难得有一、二次大雨。这种情况称为"短梅"。更有甚者,有些年份从初夏开始,长江流域一直没有出现连续的阴雨天气。多数日子是白天晴朗暖和,早晚非常凉爽,出现了"黄梅时节燥松松"的天气。本来在梅雨时节经常要出现的衣服发霉现象,也几乎没有发生。这段凉爽的天气一过。接着就转入了盛夏。这样的年份称为"空梅"。"短悔"和"空梅"的出现机会,平均为十年中l-2次。"短梅"和"空梅"的年份,常常有伏旱发生,有些年份还可以造成大旱。

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(6)倒黄梅

有些年份,长江中下游地区黄梅天似乎已经过去,天气转晴,温度升高,出现盛夏的特征。可是,几天以后,又重新出现闷热潮湿的雷雨、阵雨天气,并且维持相当一段时期。这种情况就好像黄梅天在走回头路,重返长江中下游,所以称为"倒黄梅"。"小暑一声雷,黄梅倒转来"。这是长江中下游地区广为流传的一句天气谚语。它的意思是说,在梅雨过去以后,如果"小暑"出现打雷,则梅雨又会倒转过来。这是有一定道理的。因为梅雨结束之后,长江中下游地区的天气,通常是越来越稳定的,而雷雨却是天气不稳定的象征。况且时至"小暑",通常冷空气已不再影响长江流域,而雷雨的出现常常和北方小股冷空气南下有关,这种冷空气的南下,有利于雨带在长江中下游重新建立。当然,"倒黄梅"并不一定在小暑日打雷以后出现。一般说来,"倒黄梅"维持的时间不长,短则一周左右,长则十天半月。但是在"倒黄梅"期间,由于多雷雨阵雨,雨量往往相当集中,这是需要注意的。由于"倒黄梅"属于梅雨的一种,它在结束之后,通常都转为晴热的天气。
       从上面所介绍的各种梅雨中,可以看到,通常被人们视为大同小异的黄梅雨,实际上是多种多样的,它们之间的差别,有时还是相当悬殊的。以"入梅"来说,最早的在5月26日,最迟的在7月9日;"出梅"最早的在6月16日,最迟的在8月2日,相差均可达到一个半月。梅雨最长的年份持续两个多月,可以引起罕见的大水,而短的年份仅仅几天,还有的甚至出现"空梅",带来严重的干旱。可见,梅雨是一种复杂的天气气候现象,它远不是象农历历本上所定的"入梅"、"出梅"那样简单。相对正常梅雨而言,"早梅"、"迟梅"、"特别长的梅雨"、"空梅"以及严重的"倒黄梅",都属于异常梅雨。

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我国江淮流域梅雨天气过程】

梅雨是如何形成的呢?要回答这个问题,实际上就是要弄清楚停滞在长江中下游地区的雨带是如何造成的。为此,我们要从梅雨期间高、低空的大气环流形势入手,了解梅雨期的天气过程

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梅雨期的地面形势

长江中下游地区处在欧亚大陆东部的中纬度,一方面受到从寒带南下的冷空气影响,另一方面又受到从热带海洋北上的暖湿空气影响。每年从春季开始,暖湿空气势力逐渐加强,从海上进入大陆,先至华南地区,嗣后进一步增强北移,到了初夏常常伸展到长江中下游地区,有时还可到达淮河及其以北地区。特别是在二、三千米的低空,常有一支来自海洋的非常潮湿的强偏南气流,风速达到每秒十几米到二十米左右。当它进入我国大陆以后,就与从北方南下的冷空气相遇。冷暖空气相遇,交界处形成锋面,锋面附近产生降水,梅雨就属于锋面降水的性质。
       如果冷空气势力比较强,云雨区将随着冷空气向南移动;如果暖空气比较强,云雨区则会随着暖空气向北移动。显然,在这两种情况下,它们都不会在一个地区停滞下来。但初夏时期,在长江中下游地区,一方面暖湿空气已经相当活跃,另一方面从北方南下的冷空气还有一定的力量,特别是在靠近地面的空气层里,常有一小股、一小股的冷空气南下。这样,冷、暖空气就在这个地区对峙,互相争雄,形成一条稳定的降雨带。这条雨带南北只有二、三百公里,东西长却可达二千公里左右,横贯在长江中下游,向东一直可以伸展到日本。正是这条雨带的影响,所以日本的梅雨也很明显。
       这条雨带在短时间里也往往有比较小的南北摆动。当冷空气加强时,它稍微南移;当暖空气加强时,它又重新北抬。当这条狭窄的雨带在南北方向做小幅度摆动时,雨带附近的地区就会出现时晴时雨的天气。在这条雨带上,还不时有一个个降雨强度比较大的中心出现。在降雨中心经过的地区,常常会出现一次次大雨或暴雨。
       实际上,这条降雨带也就是冷暖空气前锋所形成的交界面--即气象广播中通常说的"锋面"的产物。不过,这种锋面与一般的锋面有许多不同之处。第一,这种锋面特别稳定。它不仅不象"冷锋"、"暖锋"那样有明显的移动,而且与一般的"静止锋"也不同。通常,"静止锋"在一个地区只能停留一、二,多则三、四天。但是,梅雨锋在长江流域活动的时期,却正是东亚广大地区大气运动发生两次跳跃性变化之间的一段时期,在这段时期内,冷暖空气长时间相遇在长江中下游,并且双方势均力敌,各不相让,处于拉锯状态。致使这条锋面及其降雨带在相当长的时期内特别稳定,从而给长江中下游带来了持续的阴雨天气;第二,梅雨锋的南北两侧冷暖空气性质上的差异,主要表现在空气的湿度上,即南边来自海洋上的空气湿度较大,与北边的干冷空气迥然不同。而锋面两侧空气在温度方面的差异,要比其他季节的锋面小得多,冷空气过境之后,没有明显的降温;第三,它的降雨区在南北方向上很狭窄,不象冬春季节的锋面那样有十分宽广的雨区。但其降水强度,却要比别的季节强烈得多。由于这些特点是梅雨期间所特有的,因此,气象界把这条锋面称为"梅雨锋"。

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气象经济

指与天气等气象预报服务有关的各类经济活动的总和。它包含两层意义,一是指利用气象服务来防灾、抗灾以避免风险和损失;二是指利用有利的气象条件来创造效益。其特点是,人们可以利用气象信息作为从事经济活动的决策依据之一,可以根据气象服务提供的信息,安排生产经营活动,趋利避害。减少经济损失,提高经济效益。

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大气干旱

 大气温度过高、相对湿度过低以及干热风等特殊气象原因造成植物缺水的现象。

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双峰型日变化

双峰型日变化


绝对湿度的双峰型日变化:乱流或对流较强的温暖季节一天中有两个最大值和两个最小值,最大值出现在8~9h和20~21h,最小值出现在日出之前T最低的时候和15~16 2)年变化:一般与气温的年变化一致。最大值陆地出现在7月份,沿海出现在8月份,最小值陆地出现在1月份,沿海出现在2月份。

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干绝热直减率

干绝热直减率(γd):干空气或未饱和湿空气在绝热上升或下沉过程中温度随高度的变化率。γd≈1℃/100m

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湿绝热直减率

饱和状态的湿空气,在绝热上升或下沉过程中的温度随高度的变化率。γm : 0.3-0.6℃/100m

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地面辐射平衡

1>辐射平衡日变化特征:

辐射平衡最大值出现在正午以前,最小值出现在傍晚,一天有两次通过零点,一次在日出后,一次在日落前(太阳高度角约10~15度)。

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对流层

 位于大气的最低层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水气质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化。在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度地区平均为10~12千米,极地平均为8~9千米;夏季高于冬季。

  对流层中,气温随高度升高而降低,平均每上升100米,气温约降低0.65℃。由于受地表影响较大,气象要素(气温、湿度等)的水平分布不均匀。空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合都相当强烈。上下层水气、尘埃、热量发生交换混合。由于90%以上的水气集中在对流层中,所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。

  在对流层内,按气流和天气现象分布的特点又可分为下层、中层和上层。

  (1)下层:下层又称扰动层或摩擦层。其范围一般是自地面到2公里高度。随季节和昼夜的不同,下层的范围也有一些变动,一般是夏季高于冬季,白天高于夜间。在这层里气流受地面的摩擦作用的影响较大,湍流交换作用特别强盛,通常,随着高度的增加,风速增大,风向偏转。这层受地面热力作用的影响,气温亦有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量较多,因而,低云、雾、 、浮尘等出现频繁。

  (2)中层:中层的底界和摩擦层顶,上层高度约为6公里。它受地面影响比摩擦层小得多,气流状况基本上可表征整个对流层空气运动的趋势。大气中的云和降水大都产生在这一层内。

  (3)上层:上层的范围是从6公里高度伸展到对流层的顶部。这一层受地面的影响更小,气温常年都在0℃以下,水汽含量较少,各种云都由冰晶和过冷水滴组成。在中纬度和热带地区,这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带,即所谓的急流。

  此外,在对流层和平流层之间,有一个厚度为数百米到1~2公里的过渡层,称为对流层顶。这一层的主要特征是,气温随高度而降低的情况有突然变化。其变化的情形有:温度随高度增加而降低很慢,或者几乎为等温。根据这一变化的起始高度确定对流层顶的位置。对流层顶的气温,在低纬地区平均约为-83℃,在高纬地区约为-53℃。对流层顶对垂直气流有很大的阻挡作用,上升的水汽、尘粒多聚集其下,使得那里的能见度往往较坏。

  从地表到8至15公里高度范围内称为对流层。对流层的厚度随地区和季节不同而有所不同,在赤道附近约为15公里,在高纬度和中纬度地区为8~12公里,对一定地区而言暖季大于冷季。对流层集中了整个大气3/4的质量。

  对流层的气温随高度增加而降低,高度每增加100米,气温下降0.65℃,低纬度地区对流层顶的气温约-83℃,高纬度地区对流层顶的气温约-53℃。由于近地层的空气接受地面的热辐射后温度升高与高空冷空气发生垂直方向的对流,构成了对流层空气的强烈对流运动,云、降水等天气现象都在这一层里发生。对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次,大气污染现象也主要发生在这一层里,特别在靠近地面的1~2公里范围内。 其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为16-18km;在中纬度地区为l0-12km,两极附近为8-9km。夏季较厚,冬季较薄。

  这一层的显著特点:—是气温随高度升高而递减,大约每上升100 m,温度降低0.6。C。内于贴近地面的空气受地面发射出来的热量的影响而膨胀上升,上面冷空气下降,故在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名;二是密度大,大气总质量的3/4以上集中在此层。在对流层中,因受地表的影响不同,又可分为两层。在l-2km以下,受地表的机械、热力作用强烈,通称摩擦层,或边界层,亦称低层大气,排人大气的污染物绝大部分活动在此层。在1-2公里以上,受地表影响变小,称为自由大气层,主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层。对流层和人类的关系最密切。
在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低,大约每升高100m,气温降低0.6℃。这主要是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射,离地面越高,受热越少,气温就越低。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称之为逆温现象。

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光化层

 大气分子受太阳紫外辐射影响而产生光化反应的大气层,其高度为20—110km。在距地表约20~110公里之间的气层中,化学变化较其上或其下的气层为盛,在这层内各高度的大气密度和成分不同,而且流星余烬又使其成分复杂化,太阳辐射的紫外部分的强度,也足以使其中成分发生光分解或光电离等作用,被分解或电离的物质在一定条件下又能互相发生化学反应。例如在平流层中有分子氧光解为原子氧、分子氧和原子氧组合成臭氧、臭氧分解等化学过程,平流层中的臭氧层就是化学过程所造成的。又如在中层有水汽光解为原子氢和氢氧基的过程等。这些化学反应往往随昼夜、季节、纬度和高度而变化,加上湍流和大气环流又可以将反应物带到一起,这又增加了化学反应的复杂性和频繁性。

在光化层以上的非匀和层内,各高度的空气成分比较单纯。由于那里属逆温层,空气较为稳定,没有湍流使各高度不同成分的气体加强混合,而且密度较小,即使在强太阳辐射作用下,也难以发生化学变化。主要发生的只是电离等物理反应。

在光化层以下的气层中,波长短于0.3微米的太阳辐射基本上已被其上气层所吸收,到达的多为波长大于0.3微米的电磁波。它们在低层较密的大气中传播时,仅起到照明和加热等物理作用。这层内仅存在由人类活动所致的污染物造成的大气化学变化。

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