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【气象地理】“诸葛亮借东风”是如何成功的?人工如何影响天气?五种逆温成因及示意图!西北太平洋副热带高压对我国降水的影响!

赤壁之战诸葛亮“借”东风的故事大家都耳熟能详,不过,这东风,当然不是诸葛亮“借”来的,只能说,他对赤壁一带天气规律的认识比曹操深刻、具体的多。

在京剧《群英会》中,曹操有句唱词“我只说十一月东风少见”,显然是后悔赤壁之战中,自己对气象判断失误,吃了大亏。

今天我们就从气象和天气规律的角度,试着做一点分析,和大家一起讨论。

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帮了大忙的锋面气旋

从赤壁之战中,长江江面盛吹东南大风,到后来曹军败走华容道又遇上倾盆大雨,这在天气形势上看来,当时很像是一次 锋面气旋天气

锋面气旋在我国,春季最多,秋季较少。

它是一个发展深厚的低气压系统,其中心气压低,四周气压高。空气从外围向中心流动,呈反时针方向旋转。所以,处于气旋前部(即东部)的地方,吹东南风;气旋后部(西部),吹西北风。

锋面气旋示意图 图片来源:网络

气旋内部盛行辐合上升气流,能造成大片降雨区。因此, 当连续吹东南风时,往往预示天气将要变坏。天气谚语说:“东南风雨祖宗,西北风一场空”和“东风雨,西风晴”是有一定实际意义的。

我国沿海大部分地区夏季多东南风,冬季多西北风,这种因季节而改变的盛行风向,叫做季风。

随着这种盛行风向的转变,带来了明显不同的天气和气候,当冬季风盛行时,气流从西北方大陆上流过来,这时的空气是寒冷干燥,降水很少;当夏季风盛行时,气流从东南方海洋上流过来,这时的空气是温暖潮湿,降水增多。

02

偏爱我国东南地区的季风

季风现象在世界上最为明显的要算亚洲东部和南部,所以 我国东南地区就成了强大的季风区

这里冬季和夏季的风向几乎是相反的,例如上海1月偏北风(包括西北风,北风和东北风)为62%,也就是观测100次风向,有62次是偏北风,7月偏南风为57%;广州1月偏北风为55%,7月偏南风为52%。

由冬夏季风引起不同的天气和气候特点,最主要而明显的就是 冬季干燥,夏季多雨

为什么我国东南地区季风特别明显呢?这要从季风形成的原因谈起。

我们知道,冬季和夏季海陆气温是不同的,冬季海洋比陆地暖,夏季海洋比陆地冷。温度不同了,气压也是不同的。冬季大陆上气温低些气压高些,海洋上气温高些气压低些,而夏季相反。

既然 海陆之间发生气压差异,空气就要从气压高的地方向气压低的地方流动,于是形成了冬夏季海陆之间不同的风向,冬季由陆向海,夏季由海向陆。

当一个地方受到移动的闭合的高气压中心影响时,风向是顺时针转变的

就是说,当冷高压开始移到海上,高气压后部盛行的东南风就会暂时控制长江中下游地区。由于冬季冷高压南下过程中移动迅速,尾随南侵的后一股冷空气很快又到;所以,东南风持续的时间很短,人们往往忽略。

而诸葛亮的家就住在离赤壁不远的南阳,是掌握这次东南风出现前的征兆的,所以他准确地作出了中期天气预报。但为了唬弄周瑜,他却设坛祭神“借东风”。

03

处处留意,你也能看风识天气

东风送湿西风干,南风吹暖北风寒”。这则谚语流传在长江中下游一带,它说明不同的风会带来冷暖干湿不同的天气。

长江中下游地区东临海洋,西连大陆,这里的风东吹西刮、南来北往,担负着交流寒暖、运送水汽的任务。东风湿、南风暖,暖湿的东南风为云雨的产生提供了丰富的水汽条件,只要一有上升的机会就会凝云致雨。

所以,有 “要问雨远近,但看东南风”、“白天东南风,夜晚湿布衣”的说法。

在冬半年,冷空气强于暖空气,西北风常把锋面云雨带推向南方海洋。这时长江中下游地区在单一的冷空气控制下,天气晴朗,正象谚语所说的“秋后西北田里干”、“春西北,晒破头;冬西北,必转晴。”

如果这时刮起东南风,但刮不长,这就是 “南风吹到底,北风来还礼”,预示锋面云雨带影响到本地,天将变阴,“要问雨远近,但看东南风”。

这样看来,诸葛亮在冬初的十一月份,根据长江中下游地区当时的天气变化,预测将有东南大风出现,并进一步推断天气还要恶化,还是符合天气演变规律的。

不过, 随着全球变暖,亚洲季风格局正在改变,科学家们也正在研究探讨背后的机理及变化原因,期待早日揭晓

趋利避害!气象部门开出了一个天气“药方”

呼风唤雨、改变天气、趋利避害是人类自古以来追寻的梦想,人们为此一直在努力地探索,当人类社会步入现代,科技进步使这一梦想部分得以实现,让人工影响天气成为可能。

人工影响天气是指在一定的有利时机和条件下,通过人工催化等技术手段,对局部区域内大气中的物理过程施加影响,使其发生某种变化从而达到减轻或避免气象灾害的一种科技措施。

在我国很多地区利用飞机或高炮、火箭等运载工具向云中播撒碘化银、干冰等催化剂进行的人工增雨、防雹作业;在一些农田进行的人工防霜以及在机场进行的人工消雾等。

人工影响天气目前主要有以下几种方法

人工增雨(雪)、人工防雹、人工消云减雨、人工消雾、人工防霜冻等。

人工影响天气不是万能的。人工影响天气作业是有前提条件的,不仅需要一定的宏观天气条件,还需要满足云中的微物理条件。

首先要有云,有云才有雨,但不是所有的云都有降水潜力,只有那些云水资源丰富的云系才有开发利用的价值。一般来说,云层厚度要大于2公里,对冷云而言,云中要有过冷水含量较丰厚的区域。

其次要有降水天气过程,有水汽输送和上升气流区。人工影响天气主要对地形云、对流云、层状云、积状云和层积混合云进行催化剂播撒作业,要选择合适的作业时机、合适的作业部位、合适的催化剂量,作业才有实际效果。

我国人工增雨作业主要集中在春夏秋三季,人工防雹作业主要在夏季初秋,部分地区开展冬季人工增雪作业。因此,人工增雨并不是想增就能增的。

以人工增雨、人工消雹为例,说说人工影响天气

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人工增雨不是人为的制造雨

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人工消雹是怎么回事?

人工消雹就是向云中施放碘化银等催化剂,使云中冰晶数目增多,冰晶形成雹胚时会消耗大量的过冷云滴,结果使所有的雹胚都无法长得太大。雹块下降时有的会融化,这就形成了水滴,或者缩小成小冰雹,于是消雹的目的就达到啦!

耶!学了这么多知识哦!下次如果遇到干旱了,你希望气象部门进行增雨来缓解,如果烈日当空,一点云都没有的条件下,那是完全不可能的!

一般情况下

对流层大气温度随着高度增加而下降

可是在某些天气条件下

地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象

气象学上称之为“逆温”

发生逆温现象的大气层称为“逆温层”

在气象学上

逆温被分为

辐射逆温、锋面逆温

平流逆温、地形逆温

乱流逆温……

辐射逆温

在天晴风小的夜间,地面的热量向空间散失很快,地表温度迅速下降,地面空气受其影响也随着下降,越近地面的空气受其影响越大,于是就出现近地面层空气随高度升高而升高的辐射逆温。

辐射逆温的厚度可以从几米到几十米,最高可达数百米。

辐射逆温以秋冬季出现的最多,强度也最大,近地面的空气常因气温降低,水汽凝结而形成大雾。秋冬季早晨的雾多且浓就是这个道理。

锋面逆温

当冷暖空气相遇时,它们之间会出现一个向冷空气一侧倾斜的界面,这个界面实际上是冷暖空气的过渡区,较轻的暖空气往往爬在较重的冷空气背上,这样过渡区里的气温自然就会出现下冷上暖的逆温现象。

锋面逆温一般出现在几百米到几千米的高空,只有锋面与地面相交的时候,锋面逆温才出现在地面。

平流逆温

当暖空气吹向地面和海面,遇到比它更冷的,它底层的热量会被吸收,因而下冷上热,形成了温度随高度升高而升高的平流逆温。

平流逆温的厚度一般可达数百米,少数可达1000米。

地形逆温

它主要由地形造成,主要发生在盆地和谷地中,由于山坡散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的暖空气被冷气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象。

这种逆温现象主要发生在晚上。

还有一种情况是,冬半年冷空气在向低纬度地区运动过程中,因冷空气较冷重,把地势较低盆地和谷地地区填满(形成冷空气湖),而盆地上空是暖空气,在盆地上空暖空气与盆地内冷空气交界的大气层形成逆温现象。这种逆温现象发生在冬半年。

乱流逆温

乱流逆温一听名字就大概能够猜测到它发生在乱流运动时。地面的摩擦作用导致了空气流动不规律,这被称为乱流运动。

乱流运动在稳定的大气里能把乱流层上部的热量往下传送。这样,乱流层上部的气温便会降低,而乱流层以上的气层温度并无变化,这样在他们之间就会出现逆温。

它的高度通常在乱流层的顶部离地面几百米到1000多米的低空。

看似简单的“逆温”

实则有着不小的学问

以上几种

你都了解了吗?

逆温影响

积极影响

①可以抑制沙尘暴的发生,因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。

②逆温出现在高空,对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸,飞行平稳。同时,万里晴空提高了能见度,使飞行更加安全。

③可应用于谷物种植,提高产量及质量。

消极影响

主要影响:大气污染

不管是何种原因形成的逆温,都会对空气质量产生很大影响,它阻碍了空气的垂直对流运动,妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散,几十米甚至几百米厚的逆温层像一层厚厚的被子罩在城市的上空,近地面的污染物“无路可走”,只好“原地不动”,越积越厚,烟尘遮天蔽日,空气污染势必加重。谭老师地理工作室综合整理

同时,空气污染中毒事件大都与逆温有关。如果连续出现几天逆温,空气污染物就会大量积累,易发生空气污染中毒事件。

如美国的工业小镇多诺拉,于1948年10月连续4天逆温,工厂及居民排放的空气污染物硫氧化物和烟尘不能及时扩散,使只有14000人的小镇,4天内有5900人患病,20多人死亡。1952年发生在英国伦敦的烟雾事件也是与大雾和逆温有关,工厂和千家万户排出的烟尘、二氧化硫滞留在城市上空,4天内有5000人死亡。发生在比利时的马斯河谷烟雾事件和发生在洛杉矶的洛杉矶光化学烟雾事件等均与逆温天气有关。

今年北方雨水比往年偏多的厉害,跟西北太平洋副热带高压位置偏北有关,今天就以此为微专题,奉献给大家。

补充说明:前两天听课的时候,一个老师讲气压带和风带,把副热带高气压带简称为副高,这是不对的,只有西北太平洋的副热高气压带才可以简称副高,或者说副高是特指西北太平洋的副热带高压,其他地方的都不能这么简称,这也是大家讲课时需要注意的一个点。

【微专题】西北太平洋副热带高压

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阅读图文材料,完成下列各题。

西北太平洋副热带高压(简称副高)是影响我国东部地区夏季天气和气候的一个重要环流系统。副高的活动是我国天气预报员进行夏季天气预报所必须关注的。用以表征副高特征的指标很多,其中500百帕(平均约5 500米高空)等压面高度分布图中588线(即500百帕等压面在此处出现的高度为5 880米)包围的区域常常用来表征副高的位置。下图为夏季某时刻500百帕等压面的高度分布状况。

(1)在图中适当位置用阴影标注出副高的范围。

(2)受副高控制的区域其天气一般比较干热,说明理由。

(3)图示时刻,我国华北北部及东北部分地区形成了强降水天气,推测其原因。

【解析】

第(1)题,根据材料可知,500百帕等压面高度分布图中588线包围的区域常常用来表征副高的位置,因此,≥588线的范围即为副高的范围。第(2)题,受副高控制的区域其天气一般比较干热,因为受副高控制时,盛行下沉气流,气流下沉过程中增温,同时不易形成降水,因此,太阳辐射强;副高控制的区域气压梯度小,风力微弱。所以,天气一般比较干热。

第(3)题,读图可知,图示时刻,我国华北北部及东北部分地区位于副高北侧,冷、暖气流在此交汇,易形成大范围的锋面降水区域,所以,形成强降水天气。

【答案】

(1)如下图所示:未将588线范围内用阴影全部标注的、标注超出范围的均不正确。

(2)(受副高控制)盛行下沉气流,气流下沉过程中增温,同时不易形成降水,太阳辐射强;区域内气压梯度小,风力微弱。

(3)(华北北部及东北部分地区)位于副高北侧,当地冷、暖气流交汇易形成大范围锋面降水区域。

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下左图为一般年份西太平洋副高的高压脊活动示意图,右图为某年8月某日的副热带高压脊位置示意图,读图回答问题。

(1)根据左图,说明一般年份副高移动规律及其移动对我国降水的影响。(6分)

(2)读右图,与一般年份相比,此年8月副热带高压脊的位置有何不同?对我国天气有什么影响?(6分)

(3)副高控制区天气闷热少雨,请说明理由(4分)

(4)在副高周边地区多阴雨天气,读图并结合所学知识分析其原因。(2分)

答案解析:

(1)规律:一般年份,副高5月在我国华南登陆,8月到达华北,9月南撤,10月基本退出我国大陆。(任答三点即3分)。影响:在其影响下,锋面雨带自南向北推进,我国自南 向北依次进入雨季。(1分)南方雨季开始早,结束晚,雨季长;北方雨季开始晚,结束早,雨季短。(2分)

(2)不同:大幅度向西偏移,并向南北方向扩展。(4分) 影响:造成我国北涝南旱现象。(2分)

(3)①副高控制区一般纬度较低,气温较高;②副高控制区盛行下沉气流,极难形成降水。(4分)

(4)副高周边地区的湿热气流,与冷空气交汇,多阴雨天气。(2分)

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西太平洋副热带高压(简称副高)是影响我国大陆的重要天气系统。我国东部的主要锋面雨带,通常位于副高脊线以北5~8个纬度距离处,并随副高的北进南退而移动。下图是某同学绘制的副高对我国天气影响示意图。

读图,回答下列问题。

A. 北方的冷空气——这个季节不存在

B. 暖湿气流——气流方向错误

C. 副高控制下天气——晴朗少雨

D. 锋面雨带——锋面雨带在副高北侧

A. 1月份 华南 B. 6月份 长江中下游

C. 8月份 华北 D. 10月份 东北

【答案】

【解析】本题主要考查我国雨带的推移及原因。锋面雨带是影响我国绝大部分地区降水的最主要原因,掌握雨带推移规律和原因是中国自然地理的重要内容。

我国雨带推移规律:4、5月份,雨带到达我国东南沿海;6月份,到达江淮地区,出现长达一个月之久的梅雨;7、8月份,雨带到达东北、华北地区;9月,雨带退回长江以南;10月,雨带退出中国大陆。

综合自地理匠、地理知识精选、中国气象数据网、启慧地理等

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