天氣系統(tǒng)教學(xué)課件課程導(dǎo)入日常生活中的天氣你今天出門(mén)前看了天氣預(yù)報(bào)嗎？天氣預(yù)報(bào)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。無(wú)論是決定穿什么衣服、是否攜帶雨傘，還是規(guī)劃周末活動(dòng)，天氣信息都在引導(dǎo)我們的決策。天氣系統(tǒng)的變化直接影響著我們的生活方式、出行安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)甚至心情狀態(tài)。理解天氣系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律，不僅有助于我們更好地適應(yīng)自然環(huán)境，還能提高面對(duì)極端天氣的應(yīng)對(duì)能力。天氣與氣候的區(qū)別天氣天氣是指特定地點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)（通常為幾小時(shí)到幾天）大氣狀態(tài)的變化，包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速、降水等要素。具有短期性：可能每天甚至每小時(shí)都在變化局部性強(qiáng)：不同地區(qū)同一時(shí)間天氣狀況可能完全不同變化多端：難以長(zhǎng)期精確預(yù)測(cè)例如："今天北京晴朗，氣溫25℃，東北風(fēng)3級(jí)"描述的是天氣狀況。氣候氣候是指某一地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間（通常為30年或更長(zhǎng)）的平均大氣狀況，反映該地區(qū)的常態(tài)天氣特征。長(zhǎng)期性：需要長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出區(qū)域性：通常用于描述較大區(qū)域的特征相對(duì)穩(wěn)定：短期內(nèi)變化不明顯例如："華南地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨"描述的是氣候特征。什么是天氣系統(tǒng)天氣系統(tǒng)的定義與組成天氣系統(tǒng)是指大氣中影響天氣變化的動(dòng)力和結(jié)構(gòu)單元，是形成各種天氣現(xiàn)象的基本單位。它們通過(guò)改變局部大氣環(huán)境的溫度、濕度、氣壓等參數(shù)，最終導(dǎo)致我們感知到的天氣變化。主要的天氣系統(tǒng)包括：氣壓系統(tǒng)：高壓和低壓系統(tǒng)，影響風(fēng)向和天氣狀況氣團(tuán)：具有相似溫度和濕度特性的大范圍空氣體鋒面：不同性質(zhì)氣團(tuán)的交界面，常引起劇烈天氣變化臺(tái)風(fēng)：強(qiáng)大的熱帶氣旋系統(tǒng)季風(fēng)：季節(jié)性的風(fēng)向轉(zhuǎn)變系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介氣壓系統(tǒng)的重要性氣壓系統(tǒng)是地理和氣象學(xué)中的高頻考點(diǎn)，理解氣壓系統(tǒng)的分布和變化是掌握天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。氣壓的差異是產(chǎn)生風(fēng)的直接原因，而風(fēng)的運(yùn)動(dòng)又帶來(lái)了溫度和濕度的變化，最終影響天氣狀況。氣壓系統(tǒng)的基本分類(lèi)根據(jù)中心氣壓值與周?chē)鷧^(qū)域的相對(duì)高低，氣壓系統(tǒng)基本分為兩類(lèi)：高壓系統(tǒng)（反氣旋）：中心氣壓高于周?chē)鷧^(qū)域低壓系統(tǒng)（氣旋）：中心氣壓低于周?chē)鷧^(qū)域氣壓與等壓線氣象圖上通常用等壓線表示氣壓分布。等壓線是連接氣壓相等各點(diǎn)的曲線，等壓線越密集，表示氣壓梯度越大，風(fēng)力越強(qiáng)。等壓線上標(biāo)注的數(shù)值通常以百帕（hPa）為單位。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1013.25hPa。高壓系統(tǒng)（反氣旋）高壓系統(tǒng)的特征高壓系統(tǒng)，也稱為反氣旋，是指中心氣壓高于周?chē)鷧^(qū)域的氣壓系統(tǒng)。在氣象圖上表現(xiàn)為中心向外逐漸降低的同心圓形等壓線。高壓系統(tǒng)具有以下典型特征：氣流運(yùn)動(dòng)方向：在北半球，氣流沿順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)；在南半球則為逆時(shí)針?lè)较蛳鲁翚饬鳎焊邏褐行膮^(qū)域空氣下沉，受到絕熱壓縮，溫度升高，相對(duì)濕度降低輻散性：近地面氣流由中心向四周擴(kuò)散天氣特點(diǎn)：通常帶來(lái)晴朗、少云、干燥的天氣高壓系統(tǒng)通常伴隨的天氣現(xiàn)象：冬季可能帶來(lái)寒冷晴朗天氣和霜凍夏季常帶來(lái)炎熱干燥的天氣空氣質(zhì)量在高壓控制下可能惡化，因?yàn)槲廴疚锊灰讛U(kuò)散持續(xù)的高壓系統(tǒng)可能導(dǎo)致干旱低壓系統(tǒng)（氣旋）低壓系統(tǒng)的基本特征低壓系統(tǒng)，也稱為氣旋，是指中心氣壓低于周?chē)鷧^(qū)域的氣壓系統(tǒng)。在氣象圖上表現(xiàn)為中心向外逐漸升高的同心圓形等壓線。其主要特征包括：氣流運(yùn)動(dòng)方向：在北半球，氣流沿逆時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)；在南半球則為順時(shí)針?lè)较蛏仙龤饬鳎旱蛪褐行膮^(qū)域空氣上升，受到絕熱膨脹，溫度降低，相對(duì)濕度增加輻合性：近地面氣流從四周向中心匯聚低壓系統(tǒng)帶來(lái)的天氣由于低壓系統(tǒng)中空氣上升冷卻，水汽易凝結(jié)成云并形成降水，因此通常帶來(lái)以下天氣特點(diǎn)：多云天氣，云量增加降水概率高，可能出現(xiàn)連續(xù)性降雨或雪氣溫變化明顯，尤其是與鋒面系統(tǒng)結(jié)合時(shí)風(fēng)力較強(qiáng)，特別是在氣壓梯度大的地區(qū)等壓線與氣壓中心圖例等壓線圖的基本要素等壓線圖是氣象工作者分析天氣系統(tǒng)的重要工具，也是地理教學(xué)中的重要內(nèi)容。等壓線圖包含以下要素：等壓線：連接氣壓相等各點(diǎn)的曲線，通常以4hPa為間隔氣壓中心：低壓中心用"L"表示，高壓中心用"H"表示鋒面符號(hào)：冷鋒、暖鋒、靜止鋒等用不同符號(hào)表示風(fēng)向風(fēng)速：用風(fēng)向標(biāo)表示，杠長(zhǎng)表示風(fēng)速大小讀圖技巧：等壓線越密集，表示氣壓梯度越大，風(fēng)力越強(qiáng)等壓線彎曲處通常是氣流速度變化的地方等壓線封閉成圈表示有氣壓中心實(shí)例：2023年4月華東低壓上圖展示了2023年4月影響華東地區(qū)的一次典型低壓系統(tǒng)。從圖中可以觀察到：低壓中心位于江蘇南部，中心氣壓約為998hPa等壓線呈同心圓分布，向外氣壓逐漸升高與冷鋒結(jié)合，給江浙滬地區(qū)帶來(lái)了明顯降水低壓東側(cè)風(fēng)力較大，沿海地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)天氣氣團(tuán)的概念氣團(tuán)的定義氣團(tuán)是指在水平方向上溫度、濕度等物理性質(zhì)基本均勻的大范圍空氣體。一個(gè)典型的氣團(tuán)可以覆蓋數(shù)百萬(wàn)平方公里的面積，厚度可達(dá)數(shù)千米。氣團(tuán)在其源地（形成區(qū)域）停留足夠長(zhǎng)時(shí)間后，會(huì)獲得該區(qū)域的溫度、濕度特性。氣團(tuán)的形成條件廣闊均一的下墊面：如大洋、大陸平原、冰原等相對(duì)穩(wěn)定的大氣狀態(tài)：高壓控制區(qū)域有利于氣團(tuán)形成充分的停留時(shí)間：使空氣獲得下墊面特性全球主要的氣團(tuán)源地包括北極地區(qū)、西伯利亞、北大西洋、太平洋、赤道海洋區(qū)等。氣團(tuán)的基本分類(lèi)根據(jù)溫度特性，氣團(tuán)可分為：冷氣團(tuán)：氣團(tuán)溫度低于其所經(jīng)過(guò)地區(qū)的溫度暖氣團(tuán)：氣團(tuán)溫度高于其所經(jīng)過(guò)地區(qū)的溫度冷暖氣團(tuán)的判斷是相對(duì)的，同一氣團(tuán)在不同季節(jié)或不同地區(qū)可能表現(xiàn)為不同性質(zhì)。四種主要?dú)鈭F(tuán)類(lèi)型極地大陸氣團(tuán)(cP)形成于高緯度大陸地區(qū)，如西伯利亞、北美內(nèi)陸特點(diǎn)：極度寒冷干燥影響：冬季帶來(lái)嚴(yán)寒天氣，形成寒潮中國(guó)影響：西伯利亞氣團(tuán)冬季影響我國(guó)，帶來(lái)寒冷干燥天氣極地海洋氣團(tuán)(mP)形成于高緯度海洋上，如北大西洋、北太平洋特點(diǎn)：寒冷但濕度較高影響：帶來(lái)陰冷多云天氣，常有降水中國(guó)影響：冬春季節(jié)影響我國(guó)東部沿海地區(qū)熱帶大陸氣團(tuán)(cT)形成于低緯度大陸地區(qū)，如撒哈拉沙漠、澳大利亞內(nèi)陸特點(diǎn)：炎熱干燥影響：帶來(lái)高溫少云天氣中國(guó)影響：夏季影響我國(guó)西北地區(qū)，造成干熱天氣熱帶海洋氣團(tuán)(mT)形成于低緯度海洋上，如南海、太平洋赤道區(qū)特點(diǎn)：溫暖且濕度極高影響：帶來(lái)悶熱多雨天氣中國(guó)影響：夏季影響我國(guó)東部和南部，帶來(lái)高溫高濕天氣和降水鋒面是什么鋒面的定義與形成鋒面是指兩個(gè)性質(zhì)不同的氣團(tuán)之間的過(guò)渡帶或分界面，也稱鋒區(qū)或鋒。鋒面通常呈窄帶狀，寬度可達(dá)數(shù)十到數(shù)百公里，傾斜度約為1/100到1/150。鋒面的形成條件：存在兩個(gè)性質(zhì)顯著不同的氣團(tuán)氣團(tuán)間有明顯的溫度差異氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向使其相互接觸或碰撞鋒面區(qū)域的主要特征：溫度梯度大，等溫線密集氣壓梯度大，常伴有低壓系統(tǒng)天氣變化劇烈，常有云系和降水鋒面與天氣變化鋒面是重要的天氣系統(tǒng)，其通過(guò)導(dǎo)致常伴隨明顯的天氣變化：溫度的急劇變化風(fēng)向和風(fēng)速的突變?cè)屏吭黾?，形成特征性云系降水幾率顯著增加能見(jiàn)度變化冷鋒冷鋒的定義冷鋒是指冷氣團(tuán)主動(dòng)推進(jìn)，暖氣團(tuán)被迫抬升形成的鋒面。在天氣圖上，冷鋒用帶三角的藍(lán)線表示，三角指向冷鋒移動(dòng)的方向。冷鋒的傾角較陡（約1/50到1/100），移動(dòng)速度較快（通常為20-50km/h）。冷鋒的云系與結(jié)構(gòu)冷鋒通常伴有特征性的云系演變：鋒前：高積云、高層云增多鋒面：積雨云發(fā)展，云底低，云頂高鋒后：積云、碎積云，逐漸轉(zhuǎn)晴冷鋒過(guò)境時(shí)，通常在短時(shí)間內(nèi)（2-4小時(shí)）完成云系變化。冷鋒帶來(lái)的天氣冷鋒過(guò)境通常伴隨以下天氣變化：氣溫驟降，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)下降5-10°C短時(shí)強(qiáng)降雨，可伴有雷電、大風(fēng)氣壓先降后升風(fēng)向突變，風(fēng)速增大能見(jiàn)度先差后好暖鋒暖鋒的定義與特征暖鋒是指暖氣團(tuán)主動(dòng)推進(jìn)，沿冷氣團(tuán)上方爬升形成的鋒面。在天氣圖上，暖鋒用帶半圓的紅線表示，半圓指向暖鋒移動(dòng)的方向。暖鋒具有以下特征：傾角較緩：約1/100到1/300，比冷鋒更平緩移動(dòng)速度慢：通常為10-25km/h，約為冷鋒速度的一半鋒區(qū)寬：可達(dá)數(shù)百公里過(guò)境時(shí)間長(zhǎng)：通常需要8-12小時(shí)，有時(shí)甚至更長(zhǎng)暖鋒云系特點(diǎn)暖鋒的典型云系演變：鋒前（遠(yuǎn)）：卷云、卷層云鋒前（近）：高層云、高積云鋒面：層云、層積云鋒后：層積云，逐漸轉(zhuǎn)為積云暖鋒帶來(lái)的天氣暖鋒過(guò)境通常伴隨以下天氣變化：氣溫緩慢回升：通常在數(shù)小時(shí)內(nèi)上升3-5°C持續(xù)性降水：強(qiáng)度中等但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)云量增加：多云天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)能見(jiàn)度較差：可能出現(xiàn)霧或輕霧風(fēng)向變化：由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)（北半球）氣壓先降后穩(wěn)：降幅較冷鋒小鋒面結(jié)構(gòu)與移動(dòng)圖例冷鋒剖面圖冷鋒剖面圖展示了冷氣團(tuán)楔入暖氣團(tuán)底部的結(jié)構(gòu)。冷鋒面的傾角較陡，使暖氣團(tuán)被迅速抬升，形成積雨云。圖中可以清晰看到：藍(lán)色箭頭表示冷氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向紅色箭頭表示暖氣團(tuán)被抬升路徑鋒面處積雨云發(fā)展，帶來(lái)短時(shí)強(qiáng)降水暖鋒剖面圖暖鋒剖面圖顯示了暖氣團(tuán)沿冷氣團(tuán)上方爬升的結(jié)構(gòu)。暖鋒面的傾角較緩，使暖氣團(tuán)緩慢上升，形成層狀云系。圖中展示：紅色箭頭表示暖氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)方向暖氣團(tuán)沿冷氣團(tuán)上滑形成廣泛的層狀云從卷云到層云的完整云系序列長(zhǎng)江中下游梅雨鋒案例梅雨鋒是影響我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的特殊鋒面系統(tǒng)，通常出現(xiàn)在每年6-7月。梅雨鋒具有以下特點(diǎn)：準(zhǔn)靜止鋒：移動(dòng)緩慢，可在同一地區(qū)維持?jǐn)?shù)天鋒面兩側(cè)溫差小，但濕度差異大云系發(fā)展旺盛，帶來(lái)持續(xù)性強(qiáng)降水2020年梅雨鋒異?；钴S，導(dǎo)致長(zhǎng)江流域嚴(yán)重洪澇災(zāi)害氣旋與反氣旋氣旋與反氣旋的定義氣旋和反氣旋是大氣中的大范圍旋轉(zhuǎn)氣流系統(tǒng)，是影響區(qū)域天氣的重要系統(tǒng)。氣旋（低壓系統(tǒng)）：中心氣壓低于周?chē)卑肭驓饬髂鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)中心空氣上升，形成輻合氣流常帶來(lái)多云、降水天氣反氣旋（高壓系統(tǒng)）：中心氣壓高于周?chē)卑肭驓饬黜槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)中心空氣下沉，形成輻散氣流常帶來(lái)晴朗、干燥天氣氣旋與反氣旋的天氣影響氣旋影響：上升氣流有利于云和降水形成鋒面系統(tǒng)常與氣旋相伴熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）可帶來(lái)暴雨和大風(fēng)溫帶氣旋是中緯度地區(qū)主要的降水系統(tǒng)反氣旋影響：下沉氣流抑制云的發(fā)展夏季可造成高溫?zé)崂硕究蓭?lái)寒潮和霜凍持續(xù)性反氣旋可導(dǎo)致干旱和空氣污染季風(fēng)系統(tǒng)夏季風(fēng)夏季風(fēng)是指夏季從海洋吹向陸地的季節(jié)性風(fēng)系。東亞夏季風(fēng)主要來(lái)源于：印度洋和太平洋的暖濕氣流主要路徑：西南→東北，東南→西北影響時(shí)間：通常5-9月帶來(lái)特征：高溫多雨，濕度大夏季風(fēng)強(qiáng)度變化會(huì)直接影響我國(guó)夏季降水分布，與洪澇、干旱等災(zāi)害密切相關(guān)。冬季風(fēng)冬季風(fēng)是指冬季從陸地吹向海洋的季節(jié)性風(fēng)系。東亞冬季風(fēng)主要來(lái)源于：西伯利亞和蒙古高壓區(qū)的冷空氣主要路徑：西北→東南，東北→西南影響時(shí)間：通常10月至次年4月帶來(lái)特征：寒冷干燥，少雨雪冬季風(fēng)爆發(fā)常形成寒潮，給我國(guó)帶來(lái)大范圍降溫天氣。東亞季風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)東亞季風(fēng)系統(tǒng)是影響我國(guó)氣候最主要的系統(tǒng)之一，具有以下特點(diǎn)：明顯的季節(jié)性轉(zhuǎn)換受海陸熱力差異和地形影響年際變化明顯，強(qiáng)度不穩(wěn)定與厄爾尼諾、拉尼娜等現(xiàn)象有關(guān)聯(lián)季風(fēng)推進(jìn)過(guò)程常伴隨鋒面活動(dòng)，形成持續(xù)性降水帶。季風(fēng)帶來(lái)的典型天氣夏季風(fēng)天氣特征夏季風(fēng)盛行期間，我國(guó)大部分地區(qū)呈現(xiàn)以下天氣特點(diǎn)：氣溫高：普遍高溫，尤其是7-8月降水多：降水集中在夏季，占全年降水的60-80%濕度大：空氣濕度高，悶熱感強(qiáng)天氣多變：雷陣雨、暴雨等對(duì)流性天氣頻發(fā)夏季風(fēng)強(qiáng)度變化可能導(dǎo)致洪澇或干旱災(zāi)害。冬季風(fēng)天氣特征冬季風(fēng)控制期間，我國(guó)尤其是北方地區(qū)表現(xiàn)為：氣溫低：寒冷干燥，北方可達(dá)零下20-30℃降水少：降水主要為雪，降水量少大風(fēng)頻繁：偏北風(fēng)大，風(fēng)力強(qiáng)天氣穩(wěn)定：晴朗天氣為主，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)冬季風(fēng)爆發(fā)常形成寒潮，給農(nóng)業(yè)和交通帶來(lái)不利影響。典型季風(fēng)降水：華南"龍舟水""龍舟水"是華南地區(qū)每年農(nóng)歷五月（陽(yáng)歷6月前后）的持續(xù)性強(qiáng)降水，與季風(fēng)環(huán)流密切相關(guān)：持續(xù)時(shí)間：通常持續(xù)2-3周降水特點(diǎn)：強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)形成原因：夏季風(fēng)推進(jìn)與副熱帶高壓北抬共同作用影響范圍：主要影響廣東、廣西、福建等地2023年華南"龍舟水"期間，廣東省平均降水量達(dá)382毫米，為近10年同期最多。臺(tái)風(fēng)（熱帶氣旋）臺(tái)風(fēng)的形成與結(jié)構(gòu)臺(tái)風(fēng)，氣象學(xué)上稱為熱帶氣旋，是生成于熱帶或副熱帶洋面上的強(qiáng)大旋轉(zhuǎn)性低壓系統(tǒng)。臺(tái)風(fēng)的形成需要以下條件：海水溫度≥26℃，且熱容量大離赤道5°以上（有足夠科里奧利力）大氣垂直風(fēng)切變小高空輻散良好臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：中心有"臺(tái)風(fēng)眼"，直徑約10-100公里臺(tái)風(fēng)眼周?chē)?眼墻"，風(fēng)力最強(qiáng)螺旋狀雨帶向外延伸整個(gè)系統(tǒng)直徑可達(dá)數(shù)百至上千公里臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度分級(jí)（國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)）：熱帶低壓：風(fēng)速10.8-17.1m/s熱帶風(fēng)暴：風(fēng)速17.2-24.4m/s強(qiáng)熱帶風(fēng)暴：風(fēng)速24.5-32.6m/s臺(tái)風(fēng)：風(fēng)速32.7-41.4m/s強(qiáng)臺(tái)風(fēng)：風(fēng)速41.5-50.9m/s超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)：風(fēng)速≥51.0m/s臺(tái)風(fēng)的影響與統(tǒng)計(jì)臺(tái)風(fēng)對(duì)我國(guó)的影響：每年平均有7-8個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸我國(guó)主要影響時(shí)期為7-9月影響區(qū)域主要是東南沿海省份主要災(zāi)害：暴雨、風(fēng)暴潮、大風(fēng)臺(tái)風(fēng)的雙面性：負(fù)面影響：造成洪澇災(zāi)害，損毀建筑和農(nóng)作物正面作用：補(bǔ)充水資源，緩解干旱，調(diào)節(jié)熱量臺(tái)風(fēng)預(yù)警與防御：預(yù)警信號(hào)：藍(lán)、黃、橙、紅四級(jí)預(yù)報(bào)方式：路徑概率預(yù)報(bào)、強(qiáng)度預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)影響實(shí)例1臺(tái)風(fēng)"杜蘇芮"形成2023年7月21日，熱帶低壓在菲律賓以東海域生成，迅速發(fā)展為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，命名為"杜蘇芮"(Doksuri)。初期特點(diǎn)：中心最低氣壓985百帕近中心最大風(fēng)速25米/秒移動(dòng)方向：西北方向2臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)與移動(dòng)7月22-25日，"杜蘇芮"在南海海域迅速增強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，成為2023年西北太平洋最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)之一。增強(qiáng)期特點(diǎn)：中心最低氣壓降至910百帕近中心最大風(fēng)速60米/秒七級(jí)風(fēng)圈半徑達(dá)350公里3臺(tái)風(fēng)登陸7月28日8時(shí)30分，"杜蘇芮"以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別在福建省漳浦縣沿海登陸。登陸時(shí)特點(diǎn)：中心最低氣壓940百帕近中心最大風(fēng)速45米/秒登陸后強(qiáng)度迅速減弱但降水增強(qiáng)4災(zāi)害影響與后果7月28-30日，臺(tái)風(fēng)引發(fā)福建、浙江、江西、安徽等省大到暴雨，局部特大暴雨。主要影響：福建沿海最大降水量超過(guò)500毫米引發(fā)多處山洪、滑坡、城市內(nèi)澇造成直接經(jīng)濟(jì)損失約180億元轉(zhuǎn)移安置群眾超過(guò)100萬(wàn)人大氣環(huán)流系統(tǒng)大氣環(huán)流系統(tǒng)是全球尺度的天氣系統(tǒng)，它通過(guò)南北方向的熱量和水汽輸送，調(diào)節(jié)地球表面的溫度和降水分布。理解大氣環(huán)流系統(tǒng)有助于我們從宏觀角度理解各種天氣系統(tǒng)的形成背景。例如，西風(fēng)帶控制下的中緯度地區(qū)，是溫帶氣旋和鋒面系統(tǒng)活動(dòng)的主要區(qū)域；而副熱帶高壓帶的季節(jié)性移動(dòng)，則控制著季風(fēng)的進(jìn)退。全球變暖背景下，大氣環(huán)流系統(tǒng)也在發(fā)生變化，這種變化可能導(dǎo)致極端天氣事件的增加。赤道低壓帶位置：赤道附近（約10°N-10°S）特點(diǎn)：上升氣流強(qiáng)盛，形成低壓天氣：高溫多雨，全年雷暴活動(dòng)頻繁又稱：內(nèi)熱帶輻合帶（ITCZ）副熱帶高壓帶位置：約20°-35°N/S特點(diǎn)：下沉氣流，形成高壓天氣：晴朗干燥，世界主要沙漠位于此帶影響：北半球夏季影響我國(guó)東部和南部溫帶低壓帶位置：約40°-65°N/S特點(diǎn)：鋒面活動(dòng)頻繁，氣旋發(fā)展旺盛天氣：多變，四季分明影響：我國(guó)北方地區(qū)主要受其影響極地高壓帶位置：約75°-90°N/S特點(diǎn)：冷空氣下沉，形成高壓天氣：極度寒冷干燥，降水稀少影響：是寒潮和極地氣團(tuán)的源地全球風(fēng)帶主要風(fēng)帶及其分布：信風(fēng)帶：赤道至副熱帶之間西風(fēng)帶：副熱帶至極地之間極地東風(fēng)帶：極地區(qū)域天氣系統(tǒng)與降水1鋒面降水鋒面降水是中緯度地區(qū)最常見(jiàn)的降水類(lèi)型之一，主要特點(diǎn)：形成原因：不同性質(zhì)氣團(tuán)相遇，暖濕空氣被抬升降水特點(diǎn)：冷鋒：短時(shí)強(qiáng)降水，常有雷暴暖鋒：持續(xù)性中等強(qiáng)度降水鋒面雨帶寬度可達(dá)數(shù)百公里影響區(qū)域：主要在溫帶和副熱帶地區(qū)2氣旋降水氣旋降水與低壓系統(tǒng)密切相關(guān)，主要特點(diǎn)：形成原因：氣旋中心氣流輻合上升，水汽凝結(jié)降水特點(diǎn)：溫帶氣旋：廣范圍持續(xù)性降水熱帶氣旋：極強(qiáng)降水，短時(shí)降水量大影響區(qū)域：氣旋路徑及其外圍云系覆蓋區(qū)3季風(fēng)降水季風(fēng)降水是季風(fēng)區(qū)最重要的降水形式，主要特點(diǎn)：形成原因：季風(fēng)環(huán)流輸送大量水汽，與地形抬升共同作用降水特點(diǎn)：明顯的季節(jié)性：集中在夏季風(fēng)盛行期降水強(qiáng)度變率大：旱澇交替明顯影響區(qū)域：主要在亞洲、非洲、澳大利亞等季風(fēng)區(qū)4極端降水事件極端降水事件通常與多種天氣系統(tǒng)共同作用有關(guān)：典型實(shí)例：2021年河南鄭州"7·20"特大暴雨：臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流與西風(fēng)帶系統(tǒng)共同作用2020年長(zhǎng)江流域持續(xù)性強(qiáng)降水：梅雨鋒異?；钴S2022年廣東"龍舟水"：季風(fēng)爆發(fā)與副熱帶高壓異常配置特點(diǎn)：降水強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，范圍廣影響：導(dǎo)致嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全天氣觀測(cè)與分析方法地面氣象觀測(cè)地面氣象觀測(cè)是獲取天氣數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)手段：觀測(cè)站網(wǎng)：我國(guó)有2400多個(gè)國(guó)家級(jí)地面氣象站觀測(cè)要素：氣溫、氣壓、濕度、降水量風(fēng)向風(fēng)速、能見(jiàn)度、云狀云量地面溫度、蒸發(fā)量等觀測(cè)時(shí)間：每日定時(shí)觀測(cè)（主要是02、08、14、20時(shí)）自動(dòng)觀測(cè)：自動(dòng)氣象站可實(shí)現(xiàn)全天候連續(xù)觀測(cè)高空觀測(cè)高空觀測(cè)提供大氣垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：探空氣球：攜帶儀器測(cè)量不同高度大氣參數(shù)風(fēng)廓線雷達(dá)：探測(cè)不同高度風(fēng)向風(fēng)速飛機(jī)觀測(cè)：利用民航飛機(jī)搭載設(shè)備獲取數(shù)據(jù)遙感觀測(cè)遙感技術(shù)在氣象觀測(cè)中應(yīng)用廣泛：氣象衛(wèi)星：靜止軌道衛(wèi)星：如風(fēng)云四號(hào)，持續(xù)監(jiān)測(cè)同一區(qū)域極軌衛(wèi)星：如風(fēng)云三號(hào)，提供全球覆蓋可獲取云圖、水汽、溫度等多種信息氣象雷達(dá)：多普勒雷達(dá)：探測(cè)降水強(qiáng)度和風(fēng)場(chǎng)雙偏振雷達(dá)：區(qū)分不同降水類(lèi)型對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水預(yù)警尤為重要閃電定位系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)雷暴活動(dòng)天氣圖判讀基本技能等壓線識(shí)讀等壓線是天氣圖中最基本的要素，識(shí)讀要點(diǎn)：等壓線數(shù)值：通常以4hPa為間隔等壓線形態(tài)：圓形、橢圓形或波狀等壓線間距：越密集表示氣壓梯度越大，風(fēng)力越強(qiáng)氣壓中心：封閉等壓線指示高壓或低壓中心氣壓槽脊：等壓線凹向高壓的為槽，凸向高壓的為脊等溫線識(shí)讀等溫線反映溫度分布，識(shí)讀要點(diǎn)：等溫線數(shù)值：通常以2℃或5℃為間隔等溫線分布：與地形、海陸分布相關(guān)等溫線密集區(qū)：表示溫度梯度大，常為鋒面位置溫度中心：高溫中心和低溫中心的判別季節(jié)特征：不同季節(jié)等溫線分布特點(diǎn)不同案例題演練天氣圖判讀在考試中常見(jiàn)，解題思路：先確定圖的類(lèi)型：地面圖、高空?qǐng)D或衛(wèi)星云圖識(shí)別主要天氣系統(tǒng)：高低壓中心、鋒面、氣團(tuán)分析系統(tǒng)移動(dòng)方向和速度推斷各區(qū)域可能的天氣狀況結(jié)合地理位置和季節(jié)特點(diǎn)進(jìn)行綜合判斷常見(jiàn)錯(cuò)誤：混淆高空和地面天氣圖、忽視南北半球風(fēng)向差異、未注意等值線標(biāo)注值天氣預(yù)報(bào)原理數(shù)值模式模擬現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)主要基于數(shù)值預(yù)報(bào)模式，其核心原理：基本思路：利用描述大氣運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方程組以當(dāng)前觀測(cè)為初值，計(jì)算未來(lái)大氣狀態(tài)將大氣劃分為三維網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算主要模式類(lèi)型：全球模式：如歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心模式區(qū)域模式：如我國(guó)GRAPES模式中尺度模式：如WRF模式模式分辨率：水平分辨率：從幾公里到幾十公里垂直層數(shù)：幾十到上百層時(shí)間步長(zhǎng)：從幾秒到幾分鐘預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率影響因素天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率受多種因素影響：初始場(chǎng)質(zhì)量：觀測(cè)數(shù)據(jù)覆蓋度和精度資料同化技術(shù)水平預(yù)報(bào)時(shí)效：短期預(yù)報(bào)（1-3天）準(zhǔn)確率較高中期預(yù)報(bào)（4-10天）準(zhǔn)確率降低長(zhǎng)期預(yù)報(bào)（月、季）主要預(yù)測(cè)趨勢(shì)天氣系統(tǒng)類(lèi)型：大尺度系統(tǒng)預(yù)報(bào)較準(zhǔn)小尺度對(duì)流系統(tǒng)難以精準(zhǔn)預(yù)報(bào)地理環(huán)境復(fù)雜性：復(fù)雜地形區(qū)預(yù)報(bào)難度大常見(jiàn)氣象災(zāi)害與天氣系統(tǒng)暴雨洪澇相關(guān)天氣系統(tǒng)：臺(tái)風(fēng)、鋒面、氣旋特點(diǎn)：短時(shí)強(qiáng)降水或持續(xù)性降水危害：引發(fā)洪水、山洪、滑坡、泥石流防范措施：完善預(yù)警信息發(fā)布機(jī)制加強(qiáng)水庫(kù)科學(xué)調(diào)度危險(xiǎn)區(qū)域人員轉(zhuǎn)移寒潮相關(guān)天氣系統(tǒng)：強(qiáng)冷高壓、冷鋒特點(diǎn)：大范圍劇烈降溫、大風(fēng)、雨雪危害：凍害農(nóng)作物、影響交通、危害健康防范措施：農(nóng)業(yè)防寒措施城市供暖保障交通安全預(yù)警臺(tái)風(fēng)相關(guān)天氣系統(tǒng)：熱帶氣旋特點(diǎn)：強(qiáng)風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮危害：破壞建筑、農(nóng)作物，引發(fā)洪澇防范措施：漁船回港避風(fēng)危險(xiǎn)區(qū)域人員轉(zhuǎn)移加固建筑設(shè)施干旱相關(guān)天氣系統(tǒng)：持續(xù)性高壓控制特點(diǎn)：長(zhǎng)期少雨或無(wú)雨，土壤水分虧缺危害：農(nóng)作物減產(chǎn)，水資源短缺防范措施：合理調(diào)度水資源實(shí)施人工增雨推廣節(jié)水技術(shù)強(qiáng)對(duì)流天氣相關(guān)天氣系統(tǒng)：雷暴、超級(jí)單體特點(diǎn)：短時(shí)強(qiáng)降水、雷電、冰雹、大風(fēng)危害：局地嚴(yán)重破壞，影響交通安全防范措施：完善臨近預(yù)警系統(tǒng)及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息開(kāi)展公眾安全教育典型天氣系統(tǒng)案例分析2023年華北暴雨成因分析2023年7月29-31日，北京、河北等地出現(xiàn)特大暴雨，北京房山區(qū)最大降水量達(dá)744.8毫米。主要天氣系統(tǒng)配置：臺(tái)風(fēng)"杜蘇芮"外圍環(huán)流：臺(tái)風(fēng)在福建登陸后，外圍環(huán)流持續(xù)向北輸送暖濕空氣為華北地區(qū)提供充足水汽條件高空槽和西風(fēng)帶擾動(dòng)：高空西風(fēng)帶中的槽線東移至華北地區(qū)提供上升運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力條件地形抬升作用：太行山和燕山對(duì)氣流形成抬升加強(qiáng)降水強(qiáng)度和持續(xù)性這次暴雨事件是多種天氣系統(tǒng)共同作用的結(jié)果，具有范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，造成嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。2018年南方低溫雨雪分析2018年1月下旬至2月上旬，我國(guó)南方地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性低溫雨雪冰凍天氣。主要天氣系統(tǒng)配置：強(qiáng)盛西伯利亞高壓：連續(xù)多股冷空氣南下，維持低溫環(huán)境冷空氣強(qiáng)度大，影響范圍廣南支槽和低渦系統(tǒng)：南支槽活動(dòng)頻繁，帶來(lái)水汽和不穩(wěn)定能量在江南地區(qū)形成持續(xù)性降水"暖高壓-冷槽"配置：特殊的環(huán)流形勢(shì)使冷暖空氣在南方交匯形成"暖在上、冷在下"的溫度結(jié)構(gòu)雨滴下落過(guò)程中遇到近地面冷空氣結(jié)冰這次低溫雨雪冰凍事件影響范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)交通、電力、農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重影響，是南方地區(qū)罕見(jiàn)的極端天氣事件。天氣系統(tǒng)與人類(lèi)活動(dòng)10%農(nóng)業(yè)GDP影響氣象因素可影響我國(guó)高達(dá)10%的農(nóng)業(yè)GDP波動(dòng)，天氣系統(tǒng)直接關(guān)系到農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境和產(chǎn)量。播種期：需關(guān)注降水和溫度系統(tǒng)生長(zhǎng)期：干旱和洪澇預(yù)警尤為重要收獲期：臺(tái)風(fēng)、暴雨等可能導(dǎo)致減產(chǎn)農(nóng)業(yè)適應(yīng)措施包括優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、改進(jìn)灌溉系統(tǒng)和發(fā)展天氣指數(shù)保險(xiǎn)。30%航班延誤率惡劣天氣導(dǎo)致的航班延誤約占總延誤的30%，不同天氣系統(tǒng)對(duì)航空運(yùn)輸影響各異。雷暴：影響起降安全，造成大面積延誤大霧：能見(jiàn)度降低，機(jī)場(chǎng)可能關(guān)閉臺(tái)風(fēng)：導(dǎo)致航線調(diào)整和航班取消民航部門(mén)通過(guò)完善預(yù)警系統(tǒng)和優(yōu)化航線規(guī)劃來(lái)減少天氣影響。20%能源需求波動(dòng)天氣系統(tǒng)變化可導(dǎo)致能源需求波動(dòng)達(dá)20%，影響電力調(diào)度和能源市場(chǎng)。寒潮：供暖需求激增，電網(wǎng)負(fù)荷高熱浪：空調(diào)用電劇增，易造成電力緊張陰雨天氣：影響太陽(yáng)能發(fā)電效率能源領(lǐng)域已開(kāi)始利用中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測(cè)和調(diào)度。適應(yīng)性策略人類(lèi)已發(fā)展多種策略應(yīng)對(duì)天氣系統(tǒng)影響：天氣預(yù)報(bào)服務(wù)：為各行業(yè)提供專業(yè)氣象服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)：建筑和交通設(shè)施考慮極端天氣因素產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化：根據(jù)氣候特點(diǎn)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)天氣風(fēng)險(xiǎn)管理：發(fā)展天氣衍生品和保險(xiǎn)產(chǎn)品氣候變化對(duì)天氣系統(tǒng)的影響極端天氣事件增多全球氣候變化背景下，極端天氣事件呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：頻率增加：極端高溫事件明顯增多強(qiáng)降水事件出現(xiàn)頻率上升干旱事件在某些地區(qū)更加頻繁強(qiáng)度增強(qiáng)：臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)最大強(qiáng)度可能增強(qiáng)極端降水強(qiáng)度增大熱浪持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)