文档介绍：第六章大气环流变化与长期天气预报
大气环流的变化,是导致天气气候变化的直接原因,如旱涝、低温。
长期天气预报所研究的都是时空尺度较长的天气过程,它所对应的环流演变都是大型环流的演变。
大型环流的描述方法:
一类是天气学方法,即根据天气学原理,把相似的发展阶段归纳为某一环流型,优点是能综合考虑与天气密切相关的大气环流主要成员的特征,不足之处是缺乏客观定量的标准,分型时标准不易掌握。
另一类是天气统计学方法,即计算一组能描述大气环流基本特征的定量指标,优点是能比较定量地描述大气环流形势的基本特征,缺点是由于数学上的困难,目前还不能对大气环流的各种重要成员作统一的数学处理。
第一节大型环流过程的天气学分型
基本假定:大气环流时空连续变化的大型环流过程的总体。环流型就是大气环流连续发展过程中的一些相似的发展阶段,而长期天气趋势主要是由环流型发展演变的特点决定的,长期天气异常的原因在环流型的更迭,也就是一个环流型向另一个环流型的过渡中发生异常。因此,研究某一环流型持续的长短或出现频数的多少以及相互转换规律,是作长期预报的基础。
分型的依据:通常按特定区域来划分。
一、北半球基本环流型
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纬向环流:其基本特征是对流层中部西风平直,基本气流沿纬圈运行;经向气压梯度和温度梯度很大;急流和行星锋区呈纬向分布;热量和水汽的纬际交换被大大抑制。
经向环流:其基本特征是平直的西风被破坏,对流层中部在某特定地区出现准静止的长波槽脊;在这些长波槽脊的前部和后部出现方向几乎相反的纬向温压梯度;急流呈经向分布;热量和水器的纬际交换大大加强。
分型的基本原则:客观高度概括反映出环流形势的最本质的特征。
,一般要考虑空间和时间来年各个方面。空间上按气象台站所在地区,分型的地理范围可定为亚洲或欧亚范围或整个北半球;时间上按不同季节的特点。
:考虑整个北半球中高纬度环流特征,具体分为:
W型(西方型):主要特征为在对流层中盛行自西向东气流;南北空气交换弱,南北温差大;欧洲、大西洋地区的中部气压系统及锋系都是自西向东传播。
E型(东方型或阻塞切断型):主要特征为中纬度盛行的西风环流遭到显著破坏;在欧洲大陆上空形成行星尺度的准静止高压脊和低压槽;极地冷空气沿超级地轴(自东北向西南)侵入欧洲,造成中欧地区寒潮天气。
C型(西欧经向型或子午型):主要特征为槽脊的位相恰好与E型相反;冷空气的主要方向是沿子午线或极地轴(自西北向西南)经过欧洲西部南下。
(主要表征大天气形势和大形势)
(1)天气形势概念:操纵天气性质和其演变特点的大气“基本”状态。。其主要特征是平流层下部引导气流方向及其地理位置来分析。实际上,500hpa和地面气压图来进行分析,按变压中心移动的方向和引导气流的主要方向,又将几个大天气形势归并,这就是“大操纵形势”或大形势。
(2)以欧洲为主和以中欧为主的分型
二、我国的环流分型方法
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(1)分型范围:亚洲、西太平洋、欧洲兼顾,但以亚洲为主,并视具体情况可有伸缩;
(2)西风带副热带兼顾,冬半年以西风带为主,盛夏以副热带为主。
(3)各层环流兼顾,以500hpa长波系统为主;
(4)槽脊位置和各支气流兼顾,以起主要作用的一支引导气流为主;
(5)环流和天气兼顾,以环流为主;
(6)兼顾影响我国的各种天气过程以及各地区的天气,但以影响范围较大的天气过程及大范围灾害天气为主。
:对亚洲及太平洋共划分出十一种环流。
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缺陷:难以找出各型之间的转换规律,但这又是我国所需要的。
第二节大型环流的定量表征方法
目的:环流分型的客观化、定量化,避免主观认为性。
方法:数学模型(微积分、模糊聚类)、设计参数,利用计算机计算。
一、环流指数与指数循环
西风带大型天气系统发展演变的实际启示:
环流指数:定量描述大范围环流的一种特征量。
指数循环:反映环流型交替转换的基本规律。
具体简化为一种特征数量:分别用西风(纬向环流)指数和经向度(经向环流指数)来表示环流强度。
(1)西风(纬向环流)指数:某纬度范围地转西风分量的平均值。
①Rossy的看法:用35o~55oN间的平均西风作为描述大型环流特征的一种指标。
②地转西风分量:式()
③西风指数:式()