第一节常见天气现象及成因讲义2026-2027学年高二上学期 中图版选择性必修一

第一节常见天气现象及成因讲义 ▍ 学习导航 知识板块 核心内容 能力要求 气团与锋 锋的概念、分类；冷锋、暖锋、准静止锋的成因与天气特征 判读锋面示意图与天气过程 气旋与反气旋 高、低气压的气流结构与天气差异；左右手法则 绘制南北半球气流图 锋面气旋 低压槽中的冷、暖锋分布与雨区规律 分析天气图、判读天气形势 天气图 地面天气图的表示方法与实际应用 从等压线图分析风力与天气 ▍ 本章要点 ● 1 气团与锋——冷暖气团相遇的产物 ● 1.1 气团：大范围的空气团块 温度、湿度、气压等物理属性比较均匀、相似的大团空气，称为气团。气团的尺度可达几百至几千公里，在其控制下的广大地区，天气特征大致相同。 ◆ 气团的两种分类方式 分类依据 类型 主要特征 温度特征 冷气团 / 暖气团 相对概念，取决于气团与其流经地区下垫面的温度对比 湿度特征 海洋性气团 / 大陆性气团 海洋性气团湿润，大陆性气团干燥 ● 1.2 锋：冷暖气团的过渡带 冷暖性质不同的气团相遇时，它们之间的过渡带称为锋。锋面是冷暖气团的交界面，与地面相交的线称为锋线（也常简称为“锋”）。锋的长度可达数千公里，宽度却只有几十公里，锋两侧的温度、气压、湿度与风速差异显著，因此天气剧烈。 图1-1 冷锋、暖锋的形成过程及气象特征对比示意图 ◆ 锋的命名与分类 锋的命名由占主导地位的气团决定。按主导气团与锋面的移动方式，锋分为三类： 类型 主导气团 移动特征 锋面坡度 冷锋 冷气团主导 冷气团主动推向暖气团 较大（快行冷锋可达 1/40~1/80） 暖锋 暖气团主导 暖气团主动推向冷气团 较小（约 1/150） 准静止锋 势均力敌 冷暖气团势力相当或遇地形阻挡 最小，移动幅度极小 概念辨析 锋前、锋后的划分依据是锋面的移动方向，即以主动前进气团的移动方向为准：沿锋线前进方向，前方为锋前，后方为锋后。所以冷锋的雨区主要在锋后，暖锋的雨区主要在锋前。 ● 1.3 冷锋：冷气团主动推进 冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动，即为冷锋。冷气团密度大、位置偏下，其前缘插入暖气团下方，迫使暖气团沿锋面快速抬升。暖气团在抬升过程中冷却，水汽凝结，形成云和降水。冷锋活动范围遍及我国各地，是影响我国最重要的天气系统之一。 ◆ 冷锋的分类：慢行冷锋与快行冷锋 类型 移动速度 暖气团抬升方式 过境时天气 慢行（缓行）冷锋 较慢 沿锋面平稳缓慢滑升 云层增厚增宽，连续性降水，与暖锋相似 快行（急行）冷锋 很快 被冷空气急剧强迫抬升 乌云翻滚、狂风大作、雷电暴雨，历时短暂 ◆ 冷锋过境的天气过程 阶段 控制气团 天气特征 过境前 单一暖气团 气温较高、气压较低，天气温暖晴朗 过境时 冷暖气团交汇 常出现大风、降温及雨、雪天气，雨区主要在锋后 过境后 单一冷气团 气温下降、气压升高，天气转晴 图1-2 冷锋过境前后的气温与气压变化曲线 ◆ 我国冷锋的天气实例 • 北方夏季的暴雨：快行冷锋迫使暖湿气流剧烈抬升，形成积雨云与短时强降水。 • 冬春季节的大风与沙尘暴：暖气团干燥，不易成云致雨，主要表现为大风、降温，地面裸露时形成沙尘暴。 • 冬季爆发的寒潮：强冷空气大规模南下，气温骤降可达 10℃ 甚至 20℃ 以上，常伴随偏北大风，降温可持续数天。 易错提醒 锋面经过时一定会带来天气变化，但不一定产生降水。若暖气团比较干燥（如我国冬春季节），即使有锋面活动，也可能只有大风、降温而无降水。“一场秋雨一场寒，十场秋雨身上棉”描述的正是冷锋过境后气温逐次下降的过程。 ● 1.4 暖锋：暖气团主动爬升 暖锋是暖气团起主导作用、推动锋面向冷气团一侧移动的锋。暖气团密度小，沿锋面缓慢、持续地爬升到冷气团之上。因暖空气多含较充沛的水汽，且上升速度缓慢而持久，水汽在漫长的抬升过程中不断凝结，故降水强度较小、范围较广、持续时间较长。 ◆ 暖锋过境的天气过程 阶段 控制气团 天气特征 过境前 单一冷气团 气温较低、气压较高，天气低温晴朗 过境时 暖空气爬升 多为连续性降水或雾，雨区主要在锋前，雨带宽度可达 300~400 公里 过境后 单一暖气团 气温升高、气压下降，天气转晴 夏季暖空气不稳定时，暖锋上也可能出现积雨云与雷阵雨；春季暖气团水汽偏少时，则可能只出现高云而少有降水。明显的暖锋在我国出现较少，大多伴随气旋出现：春秋季多见于江淮流域和东北地区，夏季多出现在黄河流域。 图1-3 暖锋过境前后的天气变化对比 “一场春雨一场暖——暖锋过境后暖气团占据原地，气温逐次回升。” ● 1.5 准静止锋：势均力敌下的连绵阴雨 当冷、暖气团势力相当，任何一方都没有足够力量推动另一方，或遇高大地形阻挡时，锋面移动幅度很小、相对静止，称为准静止锋。气象预报上通常以天气图上 6 小时内锋面位置无明显变化作为判断准静止锋的依据。准静止锋锋面坡度最小，在同一区域徘徊数日至旬月，过境时常形成降水强度小、阴雨连绵的天气。 ◆ 我国主要的准静止锋 名称 出现季节与位置 成因 天气表现 江淮准静止锋 每年夏初，长江中下游至淮河流域 海洋暖湿气流与大陆南下冷空气交锋对峙 形成“梅雨”，连绵阴雨 华南（南岭）准静止锋 多出现于冬春，南岭或南海地区 南下冷锋减速停滞演变而成 长时阴雨，春夏季可生暴雨 昆明（云贵）准静止锋 冬半年，贵阳与昆明之间 变性极地大陆气团与西南气流受云贵高原地形阻滞 昆明晴朗、贵阳阴雨 天山准静止锋 冬春季，准噶尔盆地 冷锋进入盆地后被天山阻挡停滞 阴雾或微雪天气 图1-4 昆明准静止锋位置及剖面示意图 图1-5 江淮准静止锋及中国梅雨监测区示意图 昆明准静止锋又称云贵准静止锋。冬季来自西北的冷空气长途跋涉翻越高原，受重重山脉阻隔而势力大减，在西南气流作用下来回摆动，呈现准静止状态，并由冷锋转变而来。受其影响，西南一侧的云南大部受单一暖气团控制，即使冬季也常碧空如洗、阳光充足；而贵阳一带则位于冷气团一侧，多阴雨冷湿天气，故有“四季无寒暑，一雨便成冬”之说。 重点归纳 三类锋面对比速记： ① 冷锋——冷主动、快、降水多在锋后，过境后“气温降、气压升”； ② 暖锋——暖主动、慢、连续性降水多在锋前，过境后“气温升、气压降”； ③ 准静止锋——势均力敌或受地形阻挡，阴雨连绵、徘徊不去。 ▍ 本章要点 ● 2 气旋与反气旋——气压系统中的气流与天气 ● 2.1 高、低气压系统的基本规律 同一水平面上，中心气压高于四周的称为高气压（反气旋），中心气压低于四周的称为低气压（气旋）。气压梯度力由高压指向低压，再加上地转偏向力的作用，使近地面气流在水平方向上发生旋转，并叠加垂直方向的运动，从而决定了天气状况。 图2-1 气旋与反气旋气流方向及天气对比示意图 ● 2.2 气旋（低压系统） ◆ 气流特征 • 水平方向：气流由四周向中心辐合（“北逆南顺”——北半球逆时针、南半球顺时针）。 • 垂直方向：中心气流辐合上升，上升过程中冷却，水汽易凝结。 • 天气：中心及附近地区多阴雨天气。 ◆ 南北半球对照 对比项 北半球气旋 南半球气旋 旋转方向 逆时针 顺时针 东部风向 偏南风 偏北风 西部风向 偏北风 偏南风 ◆ 我国典型实例 夏秋之交我国东南沿海的台风，就是一种强烈发展的热带气旋，常带来狂风、暴雨与风暴潮。 ● 2.3 反气旋（高压系统） ◆ 气流特征 • 水平方向：气流由中心向四周辐散（“北顺南逆”——北半球顺时针、南半球逆时针）。 • 垂直方向：中心气流下沉，下沉增温，水汽不易凝结。 • 天气：控制地区多晴朗、干燥天气，大气稳定。 ◆ 我国典型实例 夏季长江流域的伏旱天气、秋季我国北方的“秋高气爽”，以及冬季北方干冷的天气，都与反气旋（高压）控制有关。 图2-2 北半球气旋与反气旋气流分布对比 ● 2.4 气旋与反气旋的系统对照 对比项 气旋（低压系统） 反气旋（高压系统） 气压分布 中心低、四周高 中心高、四周低 北半球水平气流 逆时针流向中心辐合 顺时针由中心辐散 南半球水平气流 顺时针流向中心辐合 逆时针由中心辐散 中心垂直气流 上升 下沉 天气状况 多阴雨天气 多晴朗干燥天气 过境时气压变化 气压降低 气压升高 我国典型实例 东南沿海台风 长江流域伏旱、北方秋高气爽 判读技巧：左右手法则 掌心朝上握拳，拇指代表垂直气流方向，四指弯曲方向代表水平气流的旋转方向： · 气旋——北半球用右手，拇指向上（上升），四指呈逆时针；南半球用左手，四指呈顺时针。 · 反气旋——北半球用右手，拇指向向下（下沉），四指呈顺时针；南半球用左手，四指呈逆时针。 ● 2.5 等压线疏密与风力大小 等压线分布越密集的地区，气压梯度力越大，风速越大；等压线越稀疏的地区，气压梯度力越小，风速越小。因此，在天气图上通过比较等压线的疏密，即可大致判断风力的强弱。 ● 2.6 热带气旋：强烈发展的气旋 热带气旋是形成于热带或副热带洋面上的强烈发展的气旋。按中心附近最大风力，西北太平洋和南海海域称为台风，大西洋和东太平洋称为飓风。其能量主要来自海洋水汽凝结释放的潜热，中心气流强烈上升，外围气流螺旋向内，常伴随狂风、暴雨和风暴潮。 ▍ 本章要点 ● 3 锋面气旋——中纬度天气的“大舞台” ● 3.1 什么是锋面气旋 在中高纬度地区，气旋往往与锋面联系在一起，称为锋面气旋（也称温带气旋）。它是中纬度地区最典型的天气系统，覆盖范围可达几百至数千公里，其结构和天气演变远比单一的锋或气旋复杂。 图3-1 北半球锋面气旋及冷锋、暖锋分布示意图 ● 3.2 锋面气旋的结构 以北半球锋面气旋为例，其结构可概括为以下要点： • 中心：低气压中心，气流辐合上升。 • 气团分布：北侧为冷气团，南侧为暖气团。 • 锋面分布：西侧低压槽发育冷锋，东侧低压槽发育暖锋——即“左冷右暖”。 • 旋转方向：北半球逆时针旋转并整体向低压中心辐合。 ● 3.3 锋面气旋的判读五步法 步骤 判读内容 具体方法 一、定中心 低气压中心 等压线闭合，气压数值由中心向四周升高 二、定低压槽 两条低压槽 从低气压中心延伸出的狭长低压区域 三、定锋面位置 锋面在低压槽 锋面只出现在低压槽，锋线与槽线重合；高压脊绝无锋面 四、定气团性质 冷暖气团分布 依据纬度高低与风向：北侧（高纬）为冷气团，南侧（低纬）为暖气团 五、定锋面类型 左冷锋、右暖锋 沿气旋旋转方向，冷气团一侧为冷锋，暖气团主动爬升一侧为暖锋 ● 3.4 雨区分布规律 锋面气旋的降水主要分布在冷气团一侧： • 冷锋的锋后（冷锋后侧、锋线附近）多出现大风、降水。 • 暖锋的锋前（冷气团一侧）多连续性阴雨。 • 气旋中心及低压槽附近也多阴雨天气。 记忆口诀 北半球锋面气旋判读：北逆南顺、左冷右暖、锋随旋走、雨在冷气团。 原因：低压槽处气流辐合明显，冷暖气流交汇碰撞剧烈，易形成锋面；高压脊两侧气流辐散、冷暖气流分离，故不可能形成锋面。 ● 3.5 锋面气旋的发展与消亡：锢囚过程 锋面气旋的发生、发展大致经历初生、发展、锢囚、消亡四个阶段。随着冷锋移动速度快于暖锋，冷锋最终追上暖锋，冷锋后和暖锋前的冷空气汇合，将中间的暖气团抬升到高空，这一过程称为锢囚。锢囚阶段气旋发展至最盛：中心气压降至最低，云雨范围增大、强度加强，天气变化最为剧烈；此后地面被冷空气占据，气旋逐渐减弱消亡。 ▍ 本章要点 ● 4 天气图——天气预报的重要工具 ● 4.1 天气图的概念与分类 天气图是填有各地同一时间气象要素的特制地图，用于揭示主要天气系统与天气现象分布特征之间的相互关系，是气象部门分析和预报天气的重要工具。按高度分为地面天气图和高空天气图。 ● 4.2 地面天气图的应用与表示方法 ◆ 应用 用于分析某地区某时的地面天气系统和大气状况，如高压、低压、锋面的位置与移动趋势。 ◆ 常用表示方法 要素 表示方法 气温 红色数字标注 气压 黑色数字标注 等压线 黑色曲线，闭合中心为高压或低压 锋面 带符号的线：冷锋用三角锯齿（指向移动方向），暖锋用半圆（指向移动方向），准静止锋两侧均标符号 图4-1 地面天气图示例（等压线、锋面符号与气压分布） ● 4.3 利用天气图分析常见天气现象 分析对象 判读要点 对应天气 高压（反气旋）控制区 中心气压高、气流下沉增温 晴朗、干燥 低压（气旋）控制区 中心气压低、气流上升 阴雨天气 锋面附近 冷锋锋后、暖锋锋前 大风、降温、降水 等压线疏密 等压线越密，气压梯度力越大 风力越大 ▍ 本章要点 ● 5 知识整合与巩固练习 ● 5.1 全章知识框架 知识主线 关键要点 气团 温度、湿度、气压等物理属性均匀相似的大团空气；按温度分冷暖，按湿度分海洋性/大陆性 锋 冷暖气团的过渡带；按主导气团分为冷锋、暖锋、准静止锋 冷锋 冷主动、雨在锋后，过境后气温降、气压升；快行冷锋带来暴雨、大风、沙尘暴与寒潮 暖锋 暖主动、连续性降水在锋前，过境后气温升、气压降 准静止锋 势均力敌或地形阻挡，阴雨连绵；江淮梅雨、昆明准静止锋、华南静止锋、天山静止锋 气旋与反气旋 气旋北逆南顺、上升、多阴雨；反气旋北顺南逆、下沉、多晴朗 锋面气旋 低压槽中左冷右暖，雨在冷气团一侧；经历初生—发展—锢囚—消亡 天气图 气温、气压、等压线、锋面符号的综合判读 ● 5.2 易错清零 • “所有锋面都伴有降水”——错误。能否形成降水取决于暖气团是否含充足水汽。 • “暖气团控制地区会形成降水”——错误。单一气团控制下天气晴朗，暖气团控制区不会形成降水。 • “反气旋中心气流上升，易形成阴雨”——错误。反气旋中心气流下沉，易形成晴朗天气。 • “锋面气旋常出现在低纬度地区”——错误。锋面气旋主要活动于中纬度（温带）地区。 • “高压脊处易形成锋面”——错误。只有低压槽处才能形成锋面，高压脊不可能。 学科网（北京）股份有限公司 $