《天氣學原理》復習重點(下)

2024年3月15日發(作者：成長的歷程)

GB6017.1-20起重機械安全規程-第1部分

Char3 氣旋與反氣旋

1、氣旋（反氣旋）是占有三度空間的，在同一高度上中心氣壓低（高）于四周的流場中的渦旋。氣旋在北

半球逆（順）時針旋轉，在南半球相反。

溫帶的氣旋和反氣旋冬季強于夏季，海上的氣旋強于陸上的，陸上的反氣旋強于海上的。

氣旋按地理分為熱帶氣旋和溫帶氣旋；按熱力結構分為鋒面氣旋和無鋒氣旋

反氣旋地理分為極地、溫帶和副熱帶反氣旋；按熱力結構分為冷性和暖性反氣旋

2、渦度方程

渦度：表示流體質塊的旋轉程度和旋轉方向

? ξ /? t >0

表示氣旋性渦度增加，反氣旋性渦度減小

? ξ /? t <0

表示反氣旋性渦度增加，氣旋性渦度減小

渦度傾側項：由于垂直速度在水平方向分布不均勻，引起渦度的變化

水平無輻散大氣中絕對渦度守恒。

位勢渦度守恒解釋氣柱上山下山強度變化：氣柱上山，H減小，輻散，f不變，則氣旋性渦度減小，反氣旋

性渦度增大；氣柱變短，為了保持位勢渦度守恒，正渦度減小，有正變高，所以槽和低壓減弱，脊和高壓增強；

青藏高原（第五章）：上（下）山，氣柱縮短（伸長），為了保證整層大氣的不可壓縮性，必伴有水平輻散（合），

同時在水平地轉偏向力作用下，反氣旋（氣旋）渦度生成，則氣旋性渦度減小，反氣旋性渦度增大；考慮準地轉

運動有等壓面高度升高（降低），低值系統（高空槽、低中心）減弱（加強），高值系統（高空脊、高中心）加強

（減弱）。

3、位勢傾向方程

（1）地轉風絕對渦度平流可分為地轉渦度的地轉風平流和相對渦度的地轉風平流

解釋槽脊移動：

波長<3000km的短波，以相對渦度平流為主

槽前脊后：正相對渦度平流，有負變高；槽后脊前：負相對渦度平流，有正變高

槽線、脊線：相對渦度平流為0，等壓面高度沒有變化，槽脊不會發展，而是向前移動。

物理解釋：

槽前脊后借助西南風將正相對渦度大的向小的方向輸送，使得其固定點正相對渦度增加，在地轉偏向力作用

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GB6017.1-20起重機械安全規程-第1部分

下伴隨水平輻散，氣柱質量減少，地面減壓，有負變壓中心，地面輻合，這樣高空輻散，地面輻合，有上升運動，

上升絕熱冷卻，氣柱收縮，高層等壓面高度降低，有負變高；相反，槽后脊前引起高層等壓面高度增加，槽線處

變高為零，所以，槽無加深減弱，向東，即向前移動。

波長>3000km的長波，以地轉渦度平流為主

槽前脊后：有偏南風時，

v>0，

有負的地轉渦度平流

，

負變高

槽后脊前：有偏北風時， 有正變高

槽線、脊線上無變高，槽無加深減弱，向后移動即向西移動。

（2）厚度平流隨高度變化項：自由大氣中，溫度平流總是隨高度減弱的，高空脊上，風隨高度順轉，有暖

平流時

Vg·▽T<0

，氣柱厚度增大，等壓面升高，槽減弱；高空槽上，風隨高度逆轉，有冷平流>0，等壓面降低，

槽加深。

（3）非絕熱加熱隨高度變化項：當非絕熱加熱隨高度增加時，>0，等壓面降低

4、ω方程

解釋L<3000km，500hpa上升下沉運動：

（1）渦度平流隨高度變化

正渦度平流隨高度增加，>0，有上升運動

ω<0

。

物理：地面低壓中心，渦度平流很小，其上空為正渦度平流，氣旋性渦度增加，產生水平輻散，出現補償上

升運動。

（2）厚度平流的拉普拉斯

高空脊上，風隨高度順轉，有暖平流，

-V·▽hT

>0時，有上升運動

高空槽上，風隨高度逆轉，有冷平流，

-V·▽hT

<0時，有下沉運動

物理：暖平流使高壓脊500~1000hpa厚度增加，等壓面升高，溫壓場不平衡，在氣壓梯度力作用下，產生水

平輻散，為保持質量連續，必產生補償上升運動。

（3）非絕熱加熱的拉普拉斯

非絕熱加熱區，有上升運動；非絕熱冷卻區，有下沉運動

5、斜壓系統的發展

平均冷溫度舌落后高度場，在這種溫壓場配置下，高空槽前地面為氣旋，槽后地面為反氣旋。槽前有暖平流，

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