天气学原理问答题汇编5

另一方面，地面的辐合气流（按涡度方程）必有正涡度生成，以适应该处地面降压所需要的流场。通过上述分析可以看出：主要是高空槽前的正涡度平流促使了地面气旋的发展。也可以说，是上下层涡度平流的差异（地面低压中心涡度平流很弱）促使了地面气旋的发展。我们称它为气压变化的涡度因子。从此过程中，还可以看出：气旋发展必然伴有上升运动。在水汽条件适宜情况下，也必伴有云雨天气。也可以看出：上升运动在高层辐散和低层辐合，使流场和气压场趋向于新的地转平衡过程中，有着不可缺少的作用。这是大气中存在着的非常重要的物理过程特点： 同样的道理，在高空槽后脊前区，为负涡度平流区，有着与槽前脊后区完全相反的物理过程。那个地区存在下沉气流，地面高压加强。 问题：请讨论如图3.12所示的温度场位相落后于气压场情况下，温度平流因子对高低系统发展的物理过程。 现在来看看温度平流（我们也称它为热力因子）对高低空气压场变化和流场变化的作用。我们也来看图3.12中高空槽线上冷平流对槽线发展的作用。冷平流使气柱温度降低，按静力学原理，等压面之间的厚度必减小，如果地面气压场不变化，则高层等压面必下降，高空槽加深。这时气压场与流场不适应，在变化的气压梯度力的作用下，高层产生辐合气流。这个辐合气流：一方面按涡度方程规律产生正涡度流场，以与高层下降的等压面产生地转适应；另一方面使气柱质量增加，地面加压，这样也使地面气压场与流场也不适应了，在加压场的作用下，近地面层产生辐散气流。这个辐散气流：一方面按涡度方程规律产生负涡度流场，以与地面的加压场产生地转适应；另一方面使气柱质量因辐散流出，使地面加压程度得以减弱。在高层辐合，低层辐散区，按质量守恒原理，必有下沉运动。而下沉运动又会绝热增温，部分抵消了冷平流的作用。使高层减压不致太快，使上述的整个变化过程在缓慢中进行，在近似地转平衡状态下进行。 由此可得结论：冷平流使高层降压，低槽加深；使地面加压，同时必伴有下沉运动。同理可得结论：暖平流使高层加压，高压脊加强；使地面降压，同时必伴有上升运动。而且，整个变化过程都在近似地转平衡状态下缓慢中进行，这为我们对大尺度天气预报提供了有利的时间条件。 再注意一下：在地面的低压中心或高压中心上空温度平流接近于零，所以温度平流对地面的气压中心的发展不起直接作用。温度平流只对高空的槽脊发展起直接作用。然而，高空的槽脊发展会使高空的涡度平流因子加强，从而也...