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基础天气学考试辅导资料

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基础天气学考试辅导资料

天气学是研究大气中各种天气现象发生、发展规律以及如何运用这些规律进行天气预报的学科。它不仅是气象学的核心组成部分，也与我们的日常生活、生产活动息息相关。本资料旨在帮助同学们梳理基础天气学的核心知识点，掌握分析问题的基本方法，为考试做好准备。

一、大气的基本状态与运动

这部分是理解天气变化的物理基础，务必扎实掌握。

1.大气的基本特性

*干空气状态方程：描述了气压、温度、密度之间的关系，是进行大气热力过程分析的起点。理解其物理意义及在不同条件下的应用。

*大气的垂直分层：根据温度随高度的变化特征（对流层、平流层、中间层、热层等），各层的主要特点及其对天气现象的影响。对流层是我们关注的重点，其“上冷下热”的特征和强烈的垂直运动是天气现象发生的主要场所。

*大气静力平衡：理解静力平衡的概念及其在大气垂直方向上的普遍意义，它是我们分析气压场和垂直运动的重要前提。

2.气压场与风场

*气压场的表示方法：等压线（面）图，气压系统（高压、低压、高压脊、低压槽、鞍形场）的定义及在等压线图上的特征。

*气压梯度力：大气运动的直接动力，理解其方向和大小。

*地转风：在水平气压梯度力和地转偏向力平衡下的风。掌握其公式、方向判断（白贝罗定律）及其在天气图分析中的意义。理解地转风与等压线平行的原因。

*梯度风：在水平气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力三力平衡下的风。理解其与地转风的异同，以及在高低压系统中的风速大小比较。

*热成风：由于水平温度梯度存在而形成的上下层风的矢量差。掌握热成风方程，理解其物理意义——热成风方向与等温线平行，背热成风而立，高温在右（北半球）。热成风是联系气压场、温度场和风场垂直变化的关键。

*大气的垂直运动：掌握垂直运动的成因（动力因素如辐合辐散、地形强迫；热力因素如对流），垂直运动对天气（特别是降水）形成的重要性。

二、气团与锋

气团和锋是中高纬度地区主要的天气系统，许多重要的天气过程都与锋面活动密切相关。

1.气团

*定义：大范围物理属性（主要指温度、湿度和稳定度）相对均匀的空气块。理解其形成的源地条件（广阔、性质均匀的下垫面和适当的环流条件）。

*分类：按热力性质（冷气团、暖气团）和地理源地（如冰洋气团、极地大陆气团、极地海洋气团、热带大陆气团、热带海洋气团、赤道气团）分类的依据和主要特征。

*气团的变性：气团离开源地后，其物理属性随下垫面性质和环流条件改变而发生变化的过程。理解变性的快慢及其影响因素。

2.锋的基本概念

*定义：冷暖气团之间的狭窄过渡带，其水平尺度与气团相当，垂直尺度相对较小。理解锋区的温度梯度远大于气团内部。

*锋的分类：根据锋在移动过程中冷暖气团的主次地位，分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。

*锋的特征：

*空间结构：理解锋面坡度的概念，锋附近的温度、湿度、气压、风等气象要素的分布特征（如锋面附近的温度不连续、湿度梯度大、气压槽、风的气旋式切变等）。

*天气特征：不同类型锋（冷、暖、准静止、锢囚）的典型云系、降水分布、风场演变及温度变化特征。这部分需要结合实际天气图和案例进行理解，重点掌握锋面降水的成因（如暖湿气流沿锋面抬升）。

三、气旋与反气旋

气旋（低压）和反气旋（高压）是大气中最基本的水平运动系统，对大范围天气有显著影响。

1.气旋

*定义：中心气压低于四周，在北半球（南半球）气流作逆时针（顺时针）旋转的大型水平空气涡旋。

*一般特征：中心气压低，有闭合等压线；水平气流辐合，垂直气流以上升为主，多阴雨天气。

*温带气旋：发生在中高纬度地区的气旋。理解其经典的发展模式（如挪威学派的极锋气旋模型），包括波动阶段、成熟阶段、锢囚阶段和消亡阶段的结构特征和天气演变。关注其与锋面的关系。

*热带气旋：（基础部分一般简要介绍）发生在热带洋面上的强烈气旋性涡旋，其强度等级和主要天气特征（狂风、暴雨、风暴潮）。

2.反气旋

*定义：中心气压高于四周，在北半球（南半球）气流作顺时针（逆时针）旋转的大型水平空气涡旋。

*一般特征：中心气压高，有闭合等压线；水平气流辐散，垂直气流以下沉为主，多晴朗天气。

*分类：按热力结构可分为冷性反气旋（如西伯利亚高压）和暖性反气旋（如副热带高压）。理解其主要成因和天气影响。

四、天气形势与天气过程

天气形势是指大范围环流背景下各种天气系统的分布状况，天气过程则是指天气系统的发生、发展、移动和消亡所伴随的天气变化全过程。

1.天气图：理解常用天气图（地面天气图、高空等压面图）的填绘内容和分析方法，能够识别主要的气压系统、锋面、槽线、脊线等。

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