内容正文:
常见天气系统(高三一轮复习讲义)
知识点一 锋与天气
1. 天气与气团
(1)天气
概念:一个地方短时间内近地面大气的物理状况(气温、湿度、气压、风等)及其变化的总称。
原理区分:天气是短时间、多变;气候是长时间、平均状态。比如"今天大风降温"属于天气;"夏季高温多雨"属于气候。
主要要素:气温、气压、风、云、降水、雾等。
(2)气团
概念:水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均匀,垂直方向物理性质也相似的大范围空气。
①空间规模:水平可达几百到几千千米,垂直厚度几千米至十几千米。
②分类依据:按气团本身温度和下垫面(地面)温度对比,分为冷气团、暖气团。
类型
温度
密度
气压
湿度
物理原理
冷气团
低
大
高
小
空气遇冷收缩,分子密度变大,同等条件下气压偏高;气温低,容纳水汽能力弱,湿度小
暖气团
高
小
低
大
空气受热膨胀,分子密度变小;气温高,空气可以容纳更多水汽,湿度大
重要提醒:冷暖气团是相对概念,不是看绝对温度。夏季也可以有冷气团,冬季也会有暖气团,对比的是气团和流经地区地表的温度。
2. 锋的基础原理
当性质不同的冷气团、暖气团移动相遇,两者不会直接混合,因为密度差异大:冷气团密度大,沉在下方;暖气团密度小,浮在上方,两者之间形成一个倾斜的交界面,就是锋面。
①锋面:冷暖气团的交界面,锋面向冷气团一侧倾斜。
②锋线:锋面与地面相交的那条线。
③锋 = 锋面 + 锋线。
④锋前:锋线前进方向的前方;锋后:锋线前进方向的后方。
降水原理:锋面降水的水汽全部来自暖气团。暖气团抬升,海拔升高 → 气压降低 → 空气膨胀冷却 → 气温下降,水汽达到饱和,水汽凝结,形成云、雨。锋面两侧温度、气压、湿度差异巨大,所以锋面附近多大风、云、降水等剧烈天气。
3. 冷锋
(1)定义:冷气团势力强,主动向暖气团方向移动形成的锋。
(2)运动原理:冷气团像楔子一样插入暖气团底部,强迫暖气团被迫抬升。因为冷气团移动速度快(快行冷锋),暖气团抬升速度快,水汽快速冷却凝结。
(3)锋面符号:三角形,三角尖角指向锋移动的方向。
(4)雨区位置:降水主要集中在锋后,锋前有少量降水;雨区范围比较窄。
项目
过境前(受暖气团控制)
过境时(锋面经过本地)
过境后(受冷气团控制)
气温
气温较高
明显下降
气温持续降低
气压
气压较低
气压开始升高
气压升高
天气状况
天气晴朗
大风、降温;若暖气团水汽充足则出现雨雪;水汽少则大风扬尘、沙尘暴
天气转晴,寒冷干燥
4.我国典型冷锋现象原理:
(1)北方冬春沙尘暴(快行冷锋):春季地表升温快,土壤解冻,地表干燥疏松;暖气团水汽含量很少。冷锋过来只有大风,暖气团抬升无法形成降雨;大风卷起地表沙土,形成沙尘暴。
(2)北方夏季暴雨:夏季暖气团水汽充足,快行冷锋快速抬升暖气团,形成短时强降雨。
(3)冬季寒潮:强冷锋南下,带来大幅度降温、大风。
(4)俗语:一场秋雨一场寒,秋天冷锋过后,气温一步步降低。
5. 暖锋
(1)定义:暖气团势力强,主动向冷气团移动形成的锋。
(2)运动原理:暖气团主动向着冷气团推进,暖气团沿着冷气团的顶面缓慢爬升,上升速度慢,水汽慢慢冷却凝结。
(3)锋面符号:半圆形,半圆指向锋前进方向。
(4)雨区位置:降水主要在锋前;雨区范围宽,持续时间长。
项目
过境前(受冷气团控制)
过境时(锋面经过本地)
过境后(受暖气团控制)
气温
气温较低
逐渐升高
气温升高
气压
气压较高
逐渐降低
气压降低
天气状况
天气晴朗
云层不断变厚,出现连续性降水(阴雨绵绵,强度不大,时间久)
天气转晴,温暖湿润
我国实例:我国东北地区、长江中下游春季多暖锋活动;俗语一场春雨一场暖,暖锋过境后气温回升。
6. 冷锋与暖锋的区分方法
(1)看气团运动箭头:哪个气团主动向前推进,就是什么锋。冷气团主动 = 冷锋;暖气团主动 = 暖锋。
(2)看符号:三角 = 冷锋;半圆 = 暖锋。
(3)看锋面坡度:冷锋移动快,挤压作用强,锋面坡度陡;暖锋爬升缓慢,锋面坡度缓。
(4)看雨区位置:冷后暖前。冷锋雨区主要在锋后,范围窄;暖锋雨区主要在锋前,范围宽。
(5)看气温、气压变化。
(6)依据天气特征判断。
①经历大风、降温、雨、雪等天气过程的是冷锋过境。一般情况下,冷锋过境导致的天气变化相对剧烈、明显。
②经历阴雨、升温等天气过程的是暖锋过境。一般情况下,暖锋过境导致的天气变化较为温和。
(2024·广东卷,13~14)下图为珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季上、下行气流运动状况示意图。据此回答(1)~(2)题。
(1)若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇,则该地( )
A.大气下沉气流增强
B.冰面的流水作用减弱
C.局地降水概率增加
D.下行风焚风效应减弱
(2)近30年来,该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势,由此可引起P地附近( )
A.年均气温趋于降低 B.冰川消融加快
C.年降水量趋于增加 D.湖泊效应增强
【答案】 (1)C (2)A
【解析】 第(1)题,由题干“若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇”可知,暖季时高海拔地区的冷空气吹向下方,与低海拔地区暖湿气流在图中P地附近交汇,冷暖气流交汇,暖气流上升,气流在上升过程中,海拔升高,气温降低,且与冷空气相遇,水汽易凝结形成降水,致使局地降水概率增加,C正确;暖季上升气流较强,再加上下行冷气流的抬升作用,大气上升气流会增强,下沉气流减弱,A错误;该地位于珠穆朗玛峰南坡,是阳坡,暖季时气温较高,冰川融化导致冰面的流水作用增强,B错误;下行风受冰面冷却辐射影响,性质寒冷,并非背风坡的下沉气流,不会形成焚风效应,D错误。第(2)题,由题干“近30年来,该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势”可知,更强的下行气流加强了高海拔地区的冷空气吹向下方,由此可能引起P地附近年均气温趋于降低,这种区域降温可在一定程度上阻止冰川的融化,导致冰川消融减慢,A正确,B错误;更强的下行气流也降低了区域风辐合的高度,从而减少了P地附近的降水量,导致P地附近年降水量趋于减少,C错误;湖泊效应指水库(人造湖泊)对气候的调节作用,水体热容量大,可为周边供应水分,可使水库附近的平均气温升高,气温日较差和年较差变小,更强的下行气流引起的区域降温会导致湖泊效应减弱,D错误。
7. 准静止锋
(1)定义:冷暖气团势力大体相当,势均力敌;或者锋面移动过程中受到高大地形阻挡,锋面移动速度极慢,甚至来回摆动,称为准静止锋。
(2)天气原理:锋面长时间停留在同一个区域,暖气团持续抬升,会带来长时间连续性阴雨天气。
准静止锋
发生时间
形成原理
典型天气现象
江淮准静止锋
6月中旬—7月上旬
夏季风带来的暖湿气流与北方南下冷空气在长江中下游相遇,两者势力均衡,僵持不下
梅雨,"黄梅时节家家雨"
昆明准静止锋
冬半年(冬季为主)
北方冷空气南下,受到云贵高原地形阻挡,冷空气滞留在贵州一侧;西南暖气流在昆明一侧;锋面徘徊于昆明、贵阳之间
贵阳:"天无三日晴",多阴雨冷湿;昆明受暖气团控制,四季如春
华南准静止锋
冬、春季
冷空气南下到达华南之后势力减弱,加上南岭山地阻挡,锋面停滞
清明时节雨纷纷
天山准静止锋
冬、春季
冷锋西进进入准噶尔盆地,被天山山脉阻挡,锋面停滞在天山北麓
天山北坡持续微雪、大雾天气
(2025·安徽模拟)阅读图文材料,回答下列问题。
我国是频受锋面系统影响的国家,下垫面状况的不同,形成了不同锋面系统,导致天气的复杂性。下图为某年某月下旬我国部分地区天气状况图。
(1)分析分布于乌蒙山、南岭、武夷山一带的锋面系统的形成原因。
(2)描述并分析该锋面系统带来的天气现象。
(3)推测图示区域该锋面系统常见的季节,并作出合理解释。
【答案】 (1)冷气团南下过程中,受到乌蒙山、南岭、武夷山三座山脉的阻挡,势力减弱,移动速度减慢;南方暖湿气流北上,与冷气团在山脉附近相遇,冷暖气团势力相当,形成徘徊不前的准静止锋。
(2)暖气团缓缓地沿冷气团爬升,锋面坡度较小,形成宽广的云层和降水带,冷气团一侧降水范围广;该锋面系统为徘徊不前的准静止锋,长时间的滞留使冷气团一侧产生持续性降水天气;因阴雨连绵,冷气团一侧白天与夜晚气温下降,天气渐冷,形成上暖下冷的逆温层,出现弥漫的大雾天气。暖气团一侧受单一暖气团控制,天气晴朗。
(3)冬季、春季和秋末。冬季,冬季风南下过程中,势力减弱,加上山脉的阻挡,形成准静止锋;春季和秋末,冬季风势力较弱,移动速度缓慢,受南岭等山脉阻挡,易形成准静止锋。
【解析】 第(1)题,冷气团通常源于高纬度地区,在向南移动过程中,山脉对冷空气起到阻挡作用,使其势力减弱,移动速度减慢。与此同时,来自南方的暖湿气流向北流动。当暖湿气流与被山脉削弱了势力的冷空气在山脉附近相遇时,由于冷气团移动受阻,速度减慢,暖湿气流也不能快速推动冷气团前进,二者势力相当,形成了准静止锋。第(2)题,在准静止锋中,暖湿气团密度小,会缓缓地沿冷气团爬升。因锋面坡度较小,暖湿空气爬升的范围较广,所以形成了宽广的云层和降水带。在冷气团一侧,暖湿空气爬升过程中水汽冷却凝结,产生降水,且准静止锋移动缓慢,长期在同一区域徘徊,导致冷气团一侧出现持续性降水天气。由于长时间的阴雨天气,冷气团一侧白天太阳辐射被云层削弱,地面获得热量少,夜晚地面辐射散热快,气温下降明显,从而形成上暖下冷的逆温层。逆温层使得空气稳定,水汽不易扩散,容易出现弥漫的大雾天气。暖气团一侧因为受单一的暖湿气团控制,没有冷暖气团交汇带来的复杂天气变化,所以天气晴朗。第(3)题,冬季:冬季时,冬季风(即冷气团)从高纬度地区向南推进。在南下过程中,势力逐渐减弱,再加上南岭等山脉的阻挡,冬季风的前进受到阻碍,移动速度变慢。此时暖湿气流虽然相对较弱,但与势力被削弱的冬季风相遇时,容易形成冷暖气团势力相当的情况,进而形成准静止锋。春季和秋末:春季和秋末,冬季风的势力相比冬季较弱,移动速度也变得缓慢。在向南推进的过程中,同样会受到山脉的阻挡。这种情况下,暖湿气流与冬季风相遇,也容易因势力相对均衡,形成准静止锋。
8. 我国锋面雨带推移规律
原理:夏季风(暖气团)北上推动雨带向北移动;秋季冬季风(冷气团)变强,推动雨带向南撤退。北进靠暖锋,南撤靠冷锋。
(1)正常推移时间线
①4—5月:夏季风登陆华南,雨带停留在华南沿海地区(两广、福建)。
②6月:暖气团北推,雨带抵达长江中下游地区,受江淮准静止锋控制,形成梅雨。
③7—8月:雨带推进到华北、东北;长江中下游地区被副热带高压(反气旋)控制,盛行下沉气流,高温少雨,出现伏旱。
④9月:冬季风势力增强(冷气团变强),锋面快速向南撤退(冷锋活动),北方雨季结束。
⑤10月:雨带彻底退出中国大陆,大陆雨季基本结束。
(2)夏季风强弱异常带来的旱涝灾害
①夏季风势力强:暖气团推进速度快,雨带快速北移 → 北涝南旱(北方降水偏多,南方降水偏少干旱)。
②夏季风势力弱:暖气团推进慢,雨带长期停留在南方 → 北旱南涝。
知识点二 气旋与反气旋(低压、高压系统)
概念辨析:高压、低压描述气压的空间分布状况(静态);气旋、反气旋描述空气的流动运动状况(动态)。气旋 = 低压系统;反气旋 = 高压系统,是同一个天气系统两种角度描述。
1. 气旋(低压系统)
(1)气压特征:等压线闭合,中心气压低,四周气压高。
(2)水平气流运动原理:根据水平气压梯度力,空气由高压流向低压,四周空气向低压中心汇聚;再加上地转偏向力(北半球向右偏,南半球向左偏):
①北半球:四周空气向中心,逆时针方向辐合。
②南半球:四周空气向中心,顺时针方向辐合。
(3)垂直方向气流原理:大量空气从四周汇聚到低压中心,空气堆积,只能向上运动,形成垂直上升气流。
成云致雨原理:空气上升,海拔升高,气压下降,空气膨胀冷却,水汽冷却凝结,容易形成云、降水。气旋控制下多阴雨天气。
典型代表:台风(热带气旋)
(1)形成条件:① 洋面海水温度高于26℃的热带、副热带海洋,海水蒸发提供充足水汽;② 广阔洋面;③ 要有足够地转偏向力(赤道不能生成台风)。
(2)发生季节:北半球夏秋季。
(3)影响:
①不利:狂风、特大暴雨、风暴潮,带来洪涝、摧毁建筑。
②有利:给陆地带来大量淡水,夏季可以缓解长江中下游伏旱高温。
2. 反气旋(高压系统)
(1)气压特征:等压线闭合,中心气压高,四周气压低。
(2)水平气流运动原理:水平气压梯度力使空气由高压中心向四周流出;受地转偏向力偏转:
①北半球:空气向外流出,顺时针方向辐散。
②南半球:空气向外流出,逆时针方向辐散。
(3)垂直方向气流原理:高空空气下沉补充到高压中心,形成下沉气流。
天气原理:空气下沉过程中,海拔不断降低,气压增大,空气被压缩,气温升高(绝热增温);温度升高,空气容纳水汽能力变强,水汽很难凝结。反气旋控制地区晴朗干燥,少云雨。
(4)我国典型反气旋实例:
①蒙古—西伯利亚高压(亚洲高压,冬季):强大冷性反气旋,冷空气源地;冷空气南下,带来寒潮、大风降温。
②西太平洋副热带高压(副高,夏季):暖性反气旋;7—8月控制长江中下游,盛行下沉气流,高温少雨,形成伏旱。
③秋季我国北方:受冷高压控制,天气晴朗干爽,"秋高气爽"。
3. 左右手定则(快速判断气旋、反气旋气流旋转)
(1)北半球用右手:半握拳。大拇指代表垂直气流方向:气旋大拇指向上(上升),反气旋大拇指向下(下沉);四指弯曲指向,就是近地面空气旋转方向。
(2)南半球用左手:动作完全同上。4. 高压脊、低压槽
(1)高压脊:从高压中心向外延伸的狭长区域,类比地形的山脊;脊线上气压高于两侧。原理:高压脊两侧空气向外辐散,冷暖空气不会相遇,无法形成锋面。
(2)低压槽:从低压中心向外延伸出来的狭长区域,类比地形山谷;槽线上气压低于两侧。原理:低压槽两侧空气向槽线汇聚,冷暖气团相遇,可以形成锋面,也就是锋面气旋。
知识点三 拓展:锋面气旋
核心前提:锋面只能发育在低压槽;高压脊气流辐散,永远不会产生锋面。
1.成因:温带地区的低压(气旋),低压槽两侧分别是冷气团和暖气团;空气向槽线汇聚,冷暖空气交汇,就形成锋面,整体系统叫锋面气旋。蒙古气旋就是我国春季典型锋面气旋,带来沙尘大风。
2.通用规律(不管南北半球):
(1)左冷右暖:低压中心的西侧(左边)是冷锋;东侧(右边)是暖锋。
(2)降水发生在冷气团一侧,暖气团一侧多晴天。
(3)北半球:北边纬度高,是冷气团;南半球:南边纬度高,是冷气团。
原理补充:北半球锋面气旋,气旋逆时针旋转,西侧冷气团主动向南移动,形成冷锋;东侧暖气团主动向北推进,形成暖锋。
(2025·江苏常州三模)下图为某地某月连续两日8时海平面气压分布图(单位:hPa)。据此回答(1)~(2)题。
图1
图2
(1)图示区域热带气旋移动过程中( )
A.低压增强,影响范围扩大
B.与海洋水热交换减弱
C.受西南季风影响,向东移动
D.对我国东部地区影响增强
(2)图示时段内天津附近地区( )
A.暴雨来袭 B.气压降低
C.风力加大 D.云量减少
【答案】 (1)B (2)D
【解析】 第(1)题,读图可知,图中热带气旋向东北方向移动,中心气压升高,等压线变稀疏,说明其势力减弱,与海洋的水热交换减弱,B正确,A错误;主要受高空西风影响,向东移动,与西南季风无关,C错误;图示热带气旋向东北方向移动,对我国东部地区影响减弱,D错误。第(2)题,读图可知,天津附近地区之前受热带气旋外围影响,云量较多,后受高压脊控制,天气晴朗,云量减少,D正确,A错误;图示时段内天津附近地区气压整体升高,B错误;等压线变稀疏,风力减小,C错误。
考向2 锋面气旋与天气
(2025·甘肃白银模拟)“大气河”是大气中强劲的水汽输送通道,一般长达数千千米,宽至数百千米,通常在温带气旋冷锋锋前形成。2023年3月下旬,美国西海岸地区遭遇了持续十余天的“大气河”风暴,部分地区发生暴雨。如图为此次“大气河”风暴形成时北美洲西部局部海域的海平面等压线分布图。读图,回答(1)~(3)题。
(1)“大气河”最可能即将经过图中的( )
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
(2)为A地此次局地暴雨带来暖湿气流的是( )
A.东北风 B.西北风
C.西南风 D.东南风
(3)丙地附近的气流运动方向是( )
A.顺时针辐合上升 B.顺时针辐合下沉
C.逆时针辐合上升 D.逆时针辐合下沉
【答案】 (1)A (2)C (3)C
【解析】 第(1)题,“大气河”通常在温带气旋冷锋锋前形成,图中为温带气旋,其左侧为冷锋,右侧为暖锋。北半球温带气旋呈逆时针旋转,则甲地位于冷锋锋前,故“大气河”最可能即将经过图中的甲地,A正确。第(2)题,A地位于图中水域的东侧。在北半球的气旋中,气流呈逆时针方向旋转,从图中可以看出,来自较低纬度海洋的西南风会将暖湿气流带到A地,为此次局地暴雨提供水汽条件,C正确;东北风从陆地吹来,较为干燥,A错误;西北风从较高纬度吹来,性质寒冷,B错误;东南风一般不会影响到该区域,D错误。第(3)题,丙地位于北半球的低压中心(气旋)附近。在北半球,低压中心(气旋)的气流运动方向是逆时针辐合上升。丙地区附近中心气压低,四周空气向中心辐合,同时空气作上升运动,所以丙地附近气流运动方向是逆时针辐合上升,C正确。
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