天气学课程学习方法指导及参考

天气学课程学习要求和主要内容（基本原理部分）

? 课程目的与基本要求:

? 通过本课程的学习, 增强学生对发生在大气中的各种天气现象和天气过

程的物理本质及其演变规律的认识, 结合《天气学分析》的训练，使学生初步建立和掌握天气图分析的方法和分析过程、分析思路, 了解各种天气系统的空间结构, 以及它们发生、发展和移动、演变过程的物理机制和预报方法

教学中总的思路：

? 《天气学原理》是一门注重于培养学生理解天气变化规律、有利于通过天

气图分析提高实际综合分析能力的课程。其着眼点体现在：建立天气系统的概念，了解天气系统时、空三维立体结构特征以及天气系统位置的移动和强度变化的规律。该课程注重对大气动力学理论与实际天气系统变化规律的结合，不要求对公式的具体推导。

天气系统的概念

? 什么是天气系统；

? - 天气系统的时空尺度特征；

? - 大气中存在许多不同时空尺度的系统 ? - 正确理解天气系统的特征尺度。

气团和锋

? 要点： - 气团的概念； ? - 气团的形成； ? - 气团的分类； ? - 气团变性； ? - 气团源地。 ? 重点：

? - 气团的概念 ? 难点：

? - 深刻理解气团的形成和变化 锋

? 要点：

? - 锋的空间特征、不连续面的概念、锋面坡度、锋的强度； ? - 锋的分类；

? - 锋附近要素场的分布特征； ? - 锋的移动、锋面天气； ? - 锋强度的变化。 ? 重点：

? - 锋的空间结构特征；

? - 锋附近要素场的分布特征；

? ? ? ? ? - 锋的移动和锋强度的变化。 难点：

- 锋附近要素场的分布特征； - 锋强度的变化。

难中之难：锋的综合分析能力

温带气旋和反气旋

? - 气旋、反气旋的定义、分类；

? - 气旋、反气旋的气候路径和活动规律； ? - 气旋、反气旋的强度。 ? - 涡度的概念；

? - 自然坐标中的涡度表达形式！；

? - 从天气图上判断涡度的分布和变化！； ? - 平流（温度平流、涡度平流）！！！；

? - 涡度平流及在天气图上分析涡度平流。 ? - 影响位势倾向的因素及物理意义； ? - 垂直运动的分布特点及影响因素；

? - 影响地面气旋、反气旋发展的因素及物理意义。 ? –锋面气旋的生成； ? –锋面气旋的发展模型

? –影响中国气旋活动的特点 ? 重点及难点：

? - 从天气图上判断涡度的分布和变化； ? - 涡度平流及在天气图上分析涡度平流

? - 涡度平流、温度平流和非绝热加热对位势高度和垂直运动的影响作用。 ? - 涡度平流、温度平流和非绝热加热等因素对地面气旋发展的影响。 ? - 利用位势倾向方程判断等压面图上槽、脊振幅的变化 ? - 利用ω方程判断垂直天气图上垂直速度的分布；

? - 利用地面气旋、反气旋发展方程判断温带气旋、反气旋的变化。 ? 重点：

? - 静止锋上波动对锋面气旋发生发展的过程、空间结构及变化

? - 北方气旋、南方气旋的季节变化特点及地域性特征。从锋面气旋的共性

中掌握各地气旋的特点 ? 要点：

? - 大气纬向平均环流场的特征；- 大气平均经向环流特征； ? - 大气平均层环流特征；- 海平面环流特征。

? - 太阳辐射分布的影响；- 地球（自）旋转的影响；

? - 角动量输送的影响；- 海陆分布与高原大地形的影响。

? - 大气环流季节变化的时间特征；- 大气环流季节变化的空间特征； ? - 行星锋区的时空分布特征；- 行星锋区的季节变化特征； ? - 急流的形成；- 行星锋区与急流的关系； ? - 行星锋区、急流与地面气旋分布的关系。

大气环流

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 要点：

- 长波与短波的定义；- 大气长波的移动； - 大气长波的空间结构；- 长波调整； - 上、下游效应；- 西风带短波活动 阻塞高压定义； 形成、结构和天气；

-阻塞高压崩溃和消亡过程；- 对中期天气预报的影响；- 对强对流天气的影响。 重点：

- 大气平均环流场的特征

- 影响大气环流的因素及其作用。

- 东亚地区大气环流的季节变化特征及影响因素 - 行星锋区、急流与地面气旋分布相互之间的关系。 - 大气长波的移动；- 大气长波的空间结构； - 长波调整；- 上、下游效应

阻塞高压形成、结构 、崩溃和消亡过程

学习方法比较

? 以上即所谓重点掌握知识点的方法 ? (化整为零, 各个掌握)

? 是否再深入一步?(知识组装, 但如何组装?) 围绕课程的终极目标

? 掌握天气变化规律，并超前预测

天气系统(锋[气团]、气旋[温带、热带]、急流[高空、低空]、槽脊[长波、短波])

时空分布（大气环流、统计特征） 从哪些方面考虑变化（系统移动、锋生消、气旋发展、环流影响因素、位势倾向、地形、高低空配置等）

期中检测思考题

? 1 什么是气团？什么是锋？气团性质的改变是如何发生的？ ? 2 锋的动力学条件和运动学条件 ? 3 等压面上，锋区附近的温度场分布有什么特点？锋区附近的高度场一般

有什么特征？

? 4 如何判断地面图上锋的移动和强度的变化？

? 5 地面气旋或反气旋对应的高空系统是什么？什么原因造成这种配置关

系？

? 6 地面气旋或反气旋的发展变化主要与什么因素有关？地形对气旋和反

气旋有什么影响？

? 7 图示冷暖平流、涡度平流。如何在等压面图上判断槽脊振幅的变化？ ? 8 锋面气旋的形成大概有几种类型？各种类型分别具有什么特点？ ? 9 什么是大气长波？长波的移动受哪些因素影响？ ? 10 北半球大气环流场的分布有什么特征？

? 11 影响大气环流的主要影响因素有哪些？各起什么作用？

? 12 大气环流的季节变化有哪些特征？ ? 13 高空急流和行星锋区有什么联系？

? 14 青藏高原大地形对大气环流形成有什么影响？

参考试题1(原理部分)

一．简答（每题5分，10题共50分）

1、 气团的定义和气团变性的原因。

2、 锋面坡度随纬度变化的特点和原因。 3、 绘图说明切变涡度和曲率涡度。 4、 大气长波在空间的结构特征。 5、 天气预报的几种方法。

6、 绘图说明地面气旋或反起旋发展与高空系统的关系。 7、 比较锋面与风包线的相同和不同。

8、 说明行星锋区与急流及锋面气旋的联系。 9、 简述海平面大气环流的分布特征。 10、 有利强风暴发生发展的环境条件。 二．（10分）说明确定地面锋线的综合分析思路。 三、（10分）什么是锋生和锋消？影响锋生和锋消的因素有哪些？各起什么作用？ 四、（20分）简述大气环流在平均层和经圈剖面上的分布特点及季节变化特点，

并对照说明影响大气环流形成的各种因素及作用。 五、（10分）如何判断等压面上槽脊的发展？试绘图举例说明。

参考考试（思考）题2 气团和锋

1. 什么是气团？什么是锋？气团内部会不会出现锋？

2. 锋的基本特征与结构（包括锋面坡度、热力特征、风场与气压场） 3. 锋为什么倾斜？各类锋的坡度是多大？

4. 马古拉斯锋面坡度公式的推导思路、公式、影响锋面坡度的因子。 5. 根据马古拉斯公式，锋面附近有怎样的水平风场和气压场？ 6. 在锋区的情况下（即T为一阶不连续面），锋附近有怎样的风场与气压场？ 7. 由气压倾向方程说明影响地面气压变化的主要物理因子。冷锋、暖锋、锢

囚锋两侧的变压场的特征。

8. 为何气柱内为暖（冷）平流时，地面气压下降（上升），高空气压上升（下

降）？

9. 影响锋附近垂直运动有哪些因子？冷锋、暖锋有怎样的垂直运动？