农业气象学经典课件天气和灾害性天气.docx
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农业气象学经典课件天气和灾害性天气
农业气象学经典课件——天气和灾害性天气
第六章天气及灾害性天气
气团和锋
气旋和反气旋
灾害性天气
§63>.1气团和锋
一、气团
（一）概念：
在对流层内水平方向上气象要素散布比较均匀的大范围空气团称为气团。
某一大块空气（其水平范围可达几百m至几千km，厚度可达几km到十几km）的温度、湿度和稳固度等物理属性大体均匀一致，就称这一大块空气为一个气团。
（二）气团的形成
气团形成的源地条件：
★要有范围广漠、地表性质比较均一的下垫面；
★有一个能使空气物理属性在水平方向上均匀化的环流场。
气团形成的进程：
在具有条件的情形下，要紧通过大气中各类尺度的湍流、大范围系统性垂直运动和蒸发、凝结和辐射等动力、热力进程而与地表间进行水汽和热量互换。
（三）气团的变性
概念：
气团由源地移行到另一个新的地域时，由于下垫面性质和物理进程的改变，气团的属性也随之发生相应的转变，这种气团原有物理属性的改变进程称为气团的变性。
进程：
通过湍流、大范围垂直运动和蒸发、凝结、辐射等物理进程来实现。
（四）气团的分类
地理分类法：
依照气团源地的地理位置和下垫面性质进行分类。
热力分类法：
依据气团与流经地域下垫面间的热力（温度）对照进行分类。
包括寒气团和暖气团。
阻碍我国的要紧气团（P144图6-1）
1）西伯利亚、蒙古的变性极地大陆气团：
冬季寒潮、大风天气。
2）热带太平洋和南海的热带海洋气团：
夏日降水，酷热。
3）欧洲大陆副热带地域的热带大陆气团：
使西部及华北等地夏日显现酷热干旱天气。
4）印度洋的赤道气团：
带来长江以南地域大量降水
二、锋
（一）锋的概念：
冷暖气团相遇时，它们之间形成的狭小而倾斜的过渡带称为锋。
锋是冷暖气团相交绥的地带：
如木楔状
一、锋面坡度：
锋面倾斜的程度。
（二）、锋面特点
什么缘故在锋面通过的地域常会伴随着如大风、阴天、下雨、气温发生猛烈转变等天气现象产生？
A、锋的类型
依照锋双侧气团移动方向和结构状况，把锋分成4种类型：
①暖锋②冷锋③准静止锋④锢囚锋。
B、锋面天气
锋面的宽度在近地面是几十km，而高空可达200～400km，是一个契形。
锋面与地面交线称为锋线。
因锋面是两种不同性质气团的交壤面，因此在锋面双侧的气象要素（气压，温度，风等）都有专门大不同，而且容易在锋面周围形成云、雨（什么缘故？
）。
咱们把这种在锋面显现的特殊天气称为锋面天气。
不同类型的锋造成的锋面天气不同。
（1）暖锋天气
（2）冷锋天气：
包括一型冷锋和二型冷锋。
（3）准静止锋天气
（4）锢囚锋天气
（1）暖锋
（2）一型冷锋（3）二型冷锋（4）准静止锋（5）锢囚锋：
冷性锢囚和暖性锢囚
概念：
坡度：
云系顺序：
天气现象：
降雨区域大小：
降雨强度及时刻长：
锋面过境后气象要素转变：
在我国显现的情形：
§气旋与反气旋
前面已讲过，气旋又叫低压中心，只只是气旋是从风场（或叫流场）角度考虑的，而低压中心是从气压场考虑的。
反气旋又叫高压中心。
气旋大小由地面天气图最外层闭合圈直径确信，其直径能够从200～3000km，平均1000km左右。
气旋强度由中心气压值确信，一样在1010～970hpa，最低可达953hpa，值越低说明气旋越强，气旋中心气压若是随时刻降低时称为气旋“加深”或“发深”，若是中心气压随时刻升高时，称为气旋“减弱”或“填塞”。
气旋分：
锋面气旋和无锋面气旋
无锋面气旋：
气旋内无锋面存在，移动性较小。
如热带气旋：
热带洋面上形成的，可进展成台风或强烈的飓风；地址性气旋：
因地形或下垫面加热作用而形成的；冷涡：
中高纬地域形成的（暖空气爬升而成）。
锋面气旋：
有锋面存在，移动性大。
常在中高纬度地域形成，易造成十分恶劣的天气，如强烈降水、雷暴、大风、风沙等。
阻碍我国北方的锋面气旋最要紧有：
蒙古气旋、东北低压和江淮气旋。
①蒙古气旋：
形成于蒙古国中部或东部，阻碍我国内蒙、华北、东北渤海等地春秋两季天气，尤其春天最多。
由于气旋内暖空气多来自青藏高原东北部和河西走廊一带，水汽不足，因此一样降水天气很少，更多是带来大风，降温，霜冻等天气现象。
② 华北气旋（东北低压）：
一样是由蒙古气旋移到东北而形成的低压系统，也有华北、黄河下游移来的低压系统。
它是我国显现的气旋进展最强的一类，它一年四季都比较活跃，但尤以春天为最多。
造成的天气第一是大风，有时在四平和长春两地风速可高达到40m/s，且持续时刻也较长，往往可达24～48小时之久。
降水一样比蒙古气旋多，尤其是来自华北、黄河下游移入形成的华北气旋降水极盛，是东北夏日显现大暴雨的要紧天气系统之一，而由蒙古移来形成的东北低压那么降水量不大。
江淮气旋：
长江中下游、淮河流域等地域形成的气旋叫江淮气旋。
它使长江、淮河、黄河下游等广大地域形成云系、降水和大风天气，五、六、7三个月最为活跃。
江淮气旋移到哪儿，哪儿就会发生暴雨、大风天气，若是有静止锋横卧江淮地域，在锋面上形成多个持续气旋波，那么气旋移到的地方就会形成梅雨天气。
2.反气旋
在气压场上是高压中心,其范围比气旋大很多，其最多层闭合圈直径常常超过2000km，小的也有数百km。
反气旋越强，其中心气压值越高，一样在1020～1030hpa，最高可达18>080以上。
反气旋中心气压随时刻升高时称为反气旋“增强”，随时刻降低称为“减弱”。
在北半球，反气旋内的气流呈顺时针旋转，在近地层反气旋中气流是下沉辐散，因此在反气旋操纵的地域天气晴朗少云，风力不大，天气专门好。
冷性反气旋：
冬季大陆显现的为冷性反气旋，适应上称冷性高压，中高纬度常见，冬季最频繁。
一样带来大量冷空气，造成大风降温的寒潮天气，降温幅度超过10℃以上。
暖性反气旋：
夏日海洋显现的为暖性反气旋，一样在副热带显现的副热带高压确实是暖高压，它一年常在。
副高的强度和位置是随季节而移动，在北半球夏日较强，位置偏西偏北，冬季较弱，偏东偏南。
阻碍我国的副高主若是西太平洋高压的西部，即西太平洋高压脊，那个系统对我国气候阻碍超级大。
反气旋分为：
冷性反气旋和暖性反气旋。
（1）西太平洋高压脊不同部位上的天气不同。
高压脊内部：
有壮大辐散下沉气流，显现晴朗少云天气，风小，天气十分酷热，干旱少雨（P155，图。
中国三大火炉城市（南京，武汉，重庆）正好在最热的7、8月份处于高压脊内部，故专门热。
高压脊西北侧：
常与西风带上的西风槽相遇，形成暖空气在冷空气上爬升，上升气流强烈，造成阴雨天气，成为我国大部份地域一年的要紧降雨来源，因此对我国超级重要。
高压脊南侧：
高压是顺时针旋转，其南侧盛行东风，若是没低压系统时天气晴好，但如果是有台风等热带天气系统活动时，将造成雷暴雨、大风，水汽充沛，热量大。
（2）对我国大陆天气的阻碍P152
我国大陆要紧降雨带的季节性移动与副高脊线的季节性移动有着紧密相关。
每一年从冬到夏脊线由南往北移动，从夏到冬脊线又由北往南撤回。
P153，图
因此在把握副高一样长期活动规律基础上，还必需把握个别年份特殊活动规律才能做好我国各地旱或涝的中、长期预报，为农业生产、国家政府决策部门、水利部门、保险部门等的气象效劳工作。
每一年4-5月份中央电视台天气形势预报栏都要分析副高活动情形。
西风槽和切变线
1.西风槽（书P132-133）
前面讲大气环流是曾讲到30°周围有一副热带高压带在其北侧的中高纬度大片地域盛行西风称为西风带。
西风气流不是直线前进，而是常产生波动。
这种波动形成脊和槽，凹下去的叫槽线，凸出来的叫脊线。
（1）槽前：
从低纬走向高纬，因此能带来暖湿的西南气流。
空气作上升运动，对应地面有冷暖锋和气旋活动，因此本地天气转变猛烈有阴雨天气发生。
（2）槽后；从高纬走向低纬，带来又干又冷的西北气流，空气作下沉运动，对应地面是冷高压活动的地址。
因此一样槽前天气变坏，云量增多，增厚，有降雨天气。
槽后天气变好，晴朗，少云，起风。
在天气预报中，分析西风槽对准确预报天气很有益处。
2.东风波（书P144）
副热带高压南侧刮的是东风，在东风带内，也有波动产生产生，这种波动是从东往西扰动的，称东风波。
象倒槽（正好与西风槽相反），槽前是东南风，槽后是东北风。
它易产生云雨天气，易进展成热带气旋乃至变成台风。
3.切变线（书P132）
发生在1500m～3500m高空上的天气系统（相当于850hpa～700hpa天气图，500hpa图就没有了）。
这种天气系统上，风向和风速发生反时针方向转变的不持续线叫切变线。
依照切变线上风场及其移动方向的不同，切变线又可分为三类：
（1）冷锋式切变线
（2）暖锋式切变线（3）准静止锋式切变线
§灾害性天气
灾害性天气包括三大类：
水分、温度和气流异样引发的灾害性天气。
一、水分异样引发的灾害性天气
1．旱灾：
是我国最严峻的农业气象灾害（约占50%以上）
（1）旱灾和
（2）干热风
二、洪涝灾：
是仅次于旱灾的的灾害
（1）华南春天低温连阴雨、
（2）江淮流域“梅雨”和（3）各地各类局部洪涝灾
3、冰雹P164
4、冰雪灾
二、温度异样引发的灾害性天气
一、低温：
（1）寒潮、
（2）倒春寒
（3）低温冷害、（4）霜冻P169
二、热害：
（1）热浪、
（2）干热风
三、气流异样引发的灾害性天气
一、大风
２、台风
3、龙卷风
4、雷暴大风（飑线）
全世界自然灾害
中国要紧农业气象灾害
中国农业生产的基础设施薄弱,抗灾能力差,对气象环境的依托性专门大,尚未完全摆脱靠天用饭的掉队局面。
季风气候区,冬夏日风每一年的进退时刻、强度和阻碍范围不同,造成各地气温、降水等气象环境条件的年际转变专门大,干旱、洪涝、低温冷害、霜冻、冰雹、高温等气象灾害频繁发生,对国民经济专门是农业生产造成了极不利的阻碍。
1 气象灾害对农业生产的阻碍
据统计,在全国每一年自然灾害致使的损失中,气象灾害及其衍生灾害占60%以上。
从1951年至1980年的30年内,我国粮食单产年际波动平均为%,最大年份高达%。
由于气象灾害的频繁发生和抗御气象灾害能力和技术的低下,使得我国农业生产始终处于不稳固状态,年际转变专门大。
我国要紧农业气象灾害的发生区域及危害
中国地处东亚季风区,是世界上的“气候脆弱区”之一,也是农业气象灾害严峻多发地域。
要紧农业气象灾害的多发区域及危害如表。
要紧农业气象灾害的地域散布及危害
名称
要紧发生地域和受害对象
危害的要紧形式
旱害
全国各地都有发生,北方春旱严峻,长江流域、江南和江淮之间伏旱较多,水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、林果等受害
长期无雨或降水显著偏少,作物、果树、林木根系吸收不到足够水分补偿蒸腾支出,引发生长滞缓、萎蔫、落花、落果、干枯死亡;严峻干旱使河井干枯,人畜饮水困难
低温冷害
夏日低温
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、宁夏及河北等省玉米、水稻、大豆、高粱、谷子等
夏日温度比常年明显偏低,阻碍作物正常生长发育,延迟发育期,引发不育和部份不育,造成大量秕粒或不结实
秋季低温
长江流域及华南地域晚稻和双季晚稻
低温使生育期推延,阻碍扬花、授粉及受精进程,结实率降低
冬季寒害
荔枝、龙眼、芒果、香蕉等华南地域亚热带经济作物
越冬期冻害、花芽分化期冻害和花期低温阴雨引发果树冻伤、死亡,座果率下降,产量、品质大幅度降低
倒春寒
长江流域和华北地域水稻、小麦、棉苗、高粱等
春天温度下降到比常年明显偏低,延长作物生育期,长期低温条件下,引发烂种、烂芽
要紧农业气象灾害的地域散布及危害
（2）
名称
要紧发生地域和受害对象
危害的要紧形式
涝害
长江中下游及华南、华北、东北等地域水稻、小麦、油菜、玉米、大豆、高粱、谷子等
雨水过于集中,地面积水,土壤中产生有毒物质危害根系,使叶片变红,生长滞缓,造成减产
霜冻
西北、华北、东北、华东、中南、华南地域冬小麦、棉花、玉米、水稻、甘薯、高粱及蔬菜水果等
在温暖时期内,土壤、植株表面及近地层短时刻降到0℃以下的低温,引发植株体内的水分形成冰晶,致使细胞脱水和原生质胶体物质凝固,造成作物死亡
冻害
西北、华北、华东、中南地域冬小麦、油菜、蔬菜及葡萄、柑桔、油茶、茶树等经济果木
冬季强寒潮攻击下,温度急剧降到0℃以下,引发植株体冰冻或丧失一切生理活动,造成植株地上部份局部或全数死亡
雹灾
全国各地都有发生,青藏高原和祁连山区雹日最多,危害夏秋作物、果木和家畜
砸伤、砸死作物和家畜,砸坏温室、塑料棚和衡宇
干热风
河南、河北、山东、安徽、山西、陕西、宁夏及苏北和甘肃河西走廊、新疆吐鲁番盆地小麦
高温、低湿伴有必然风力,作物蒸腾失水,根系供水不及,叶片青枯,颖壳发白,炸芒至枯死
水稻高温逼熟
长江中下游地域及华南地域早、中稻
阻碍开花、授粉,降低结实率;灌浆遇高温,加速根叶衰老,降低粒重
20世纪90年代气象灾害对农业的阻碍
进入20世纪80年代,我国大部地域呈现增暖趋势。
而到90年代,这一趋势更为明显,要紧气象灾害的发生频率及强度在1950～1999年间的5个10年中,10年平均值均居第一名,对农业生产造成了严峻阻碍。
干旱和洪涝对农业生产的阻碍
中国是世界上干旱和洪涝灾害频繁而严峻的国家之一。
由于年降水的时空散布不均,往往又形成南涝北旱、北涝南旱、先涝后旱、先旱后涝等特点。
旱涝灾害交替是造成我国农业生产不稳固的要紧缘故,其中干旱是我国最为严峻的农业气象灾害,它发生频率高,散布广,面积大,持续时刻长。
各类灾害对农业的阻碍程度中,干旱居第一名,占62%;洪涝居第二位,占24%，风雹8%，其它共计6%。
农业干旱防御与调控
应用农业生产气象信息效劳保障系统,依照不同气候类型地域、不同作物及其不同生育时期干旱的发生规律和危害机理,重点进展利用气象信息的非工程性节水农业技术,包括依照气象条件、作物状况和土壤特性确信的优化浇灌模型和浇灌日程表决策系统。
华北地域采取土壤增墒保墒抗旱技术,提高作物水分利用效率;
西北半干旱地域采取抑蒸技术和集水技术,对已有抗旱技术组装配套,形成综合技术体系;
南方地域采取防御伏旱、季节性干旱的综合应变技术。
一、寒潮
1.概念：
大范围强冷空气活动引发气温下降。
寒潮是一种大规模的冷空气活动进程。
我国国家气象局规定：
由于冷空气的侵袭，使气温在24小时内下降10℃以上，最低气温降至5℃以下，同时伴有六级左右的大风，作为发布寒潮警报的标准。
长江中下游及其以北地域48小时内降温10℃以上，长江中下游最低气温≤4℃（春秋季改成江淮地域最低气温≤4℃），陆地上3个大行政区有5级以上大风，渤海、黄海、东海前后有7级以上大风，作为寒潮警报标准。
若是上述地域48小时内降温14℃以上，其余同上，那么为强寒潮警报标准。
2.寒潮源地及线路：
（1）东路：
从蒙古到内蒙古及东北，
（2）中路（西北路）：
蒙古到河套南下
（3）西路，
从头疆青海西藏入侵南下。
3.寒潮对农业生产的阻碍：
①春天的寒潮使农作物严峻冻害，尤其晚春时节，常常使幼嫩作物和果树造成严峻危害。
②秋季寒潮虽不如春天强烈，但初霜冻往往阻碍作物的成熟
③冬季强寒潮造成酷寒，危害越冬作物，北方大风雪还会使牧区家畜受到冻饿死亡。
益处：
可冻死一些病虫，降雪对越冬作物有利，渔民还可利用大风天，鱼虾集群浮游的适应抓捕捞。
二、霜冻
1.概念：
霜和霜冻有不同的概念。
霜是指温度在0℃以下，水汽达到饱和凝华形成的白色结晶，是一种天气现象。
仅指0℃以下的水汽凝华现象。
霜冻——指气温在大于0℃的温暖季节里，土壤表面或植物表面温度短时刻内降到0℃或0℃以下，引发植物冻害或死亡。
因此霜冻是一种灾害性天气，霜冻是不是发生由两个方面一起决定：
一是温度下降程度，二是植物抗低温能力。
不同作物受霜冻的温度是不同的，例如：
苹果～℃，香蕉，草莓～，西瓜–～，葡萄～℃，西红柿–～，杏～，桔子～等等。
按形成缘故分：
平流霜、辐射霜、混合霜；按形成时刻分：
早霜、晚霜。
（1）平流霜。
（2）辐射霜。
（3）混合霜。
从霜显现时刻来看：
咱们把秋季第一次显现的霜称为昔时的初霜，把第二年春天显现的最后一次霜称为上年的终霜，因此是隔年计算的。
终霜冻至初霜冻之间的日期称无霜期。
4.预防霜冻的方式：
（1）人工施放烟幕；
（2）灌水；
（3）喷水；
（4）覆盖；
（5）直接加热；
（6）吹风,飞机搅动等。
三、冰雹符号“△”
冰雹的直径一样在5～50mm间，大的可达几十cm，目前我国观测最大的是30㎝，比篮球还大，这是1975年在内蒙发觉的大冰雹，老乡说“十八个冰雹就装满一个箩筐”。
1935年5月29日甘肃省某县下了一次冰雹，大小如鸡蛋，地面积雹2尺多深，一直到第9天，地上的冰雹才化掉。
1950年5月29日山西省有25个县下了大冰雹，当场打死10人，伤200余人，牲口死亡就更多了。
近40年来,冰雹频度增高与丛林植被蒙受严峻破坏有直接关系。
冷锋雹是暖湿空气沿锋面强烈上升而形成的,这种冰雹的面积大,次数少。
热成雹是由于丛林植被碰到严峻破坏后,地面吸收强烈的太阳幅射,大量热空气上升而形成的。
陕西镇巴县1949年以来大多数冰雹属于热成雹,他们所经历的线路,均是丛林植被受到严峻破坏的地段。
2002年7月18日下午两时许，宁波余姚突然下起大雨，市区雷雨交加，还不时看到闪电。
一50多岁男子因为爬到工棚顶上固定，被一阵怪风卷到5米多的高空，随后被吹到河对岸，因头部重创而死。
据宁波气象台表示，那时宁波市区风力不到7级，因此这可能是局部性的龙卷风。
四、龙卷风
五、台风
台风的结构
台风的范围专门大，它的直径常从几百千米到上千千米，垂直厚度为10余千米，垂直与水平范围之比约1/50。
台风在水平方向上一样可分为台风外围、台风本体和台风中心三部份。
台风外围是螺旋云带，直径一样为400－600千米，有时可达800－1000千米；台风本体是涡旋区，也叫云墙区，它由一些高大的对流云组成，其直径一样为200千米，有时可达400千米；台风中心到台风眼区，其直径一样为10－60千米，大的超过100千米，小的不到10千米，绝大多数呈园形，也有椭园形或不规那么的。
全世界台风活动概况
台风形成
从台风结构看到，如此庞大的庞然大物，其产生必需具有特有的条件。
一、有广漠的高温、高湿的大气。
热带洋面上的底层大气的温度和湿度要紧决定于海面水温，台风只能形成于海温高于26℃-27℃的暖洋面上，而且在60米深度内的海水水温都要高于26℃-27℃；
二、有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。
而且高层辐散必需超太低层辐合，才能维持足够的上升气流，低层扰动才能不断增强；
三、垂直方向风速不能相差太大，上基层空气相对运动很小，才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保留在台风眼区的空气柱中，形成并增强台风暖中心结构；
四、足够大的地转偏向力作用，地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。
地转偏向力在赤道周围接近于零，向南北两极增大，台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。
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