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热带气象学

科普小知识2021-11-23 10:46:38
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热带气象学是论述低纬度(约南北纬30度之间)地区大气运动现象和规律的气象学分支学科。低纬度低层大气对全球大气环流具有热源和水汽源的性质,热带的气象状况对全球大气环流具有重要的影响。

1、简介

【热带气象学】(tropicalmeteorology)是论述低纬度(约南北纬30度之间)地区大气运动现象和规律的气象学分支学科。低纬度低层大气对全球大气环流具有热源和水汽源的性质,热带的气象状况对全球大气环流具有重要的影响。

2、成因

热带气象学热带地-气系统净得到热量,几乎全部被地表吸收,其上空的大气却依然在损失热量。地表所得到的热量,只有一小部分通过湍流的方式直接传输给大气,大部分通过地表(洋面)的水分蒸发变为潜热,再通过大气中水汽的凝结过程以释放潜热的方式将热量输入大气。

3、危害

热带气象学所研究的内容主要有以下三个方面:气象预报图大气环流热带大气环流的形成和变化,是热带大气本身的动力和热力特性、海陆热力差异、青藏高原等大地形的动力和热力作用,以及南北半球环流相互作用等因子共同作用的结果。北半球的夏季,热带大气环流的主要成员有:低空的东北信风和西南季风以及由这些气流组成的热带辐合带和季风槽(见季风低压;高空的东风环流以及南亚高压、墨西哥高压(见副热带高压)和两个大洋中部槽(见热带对流层上部槽)。高空的东风环流和低空的季风环流中都存在急流,并常有比较固定的越赤道通道,可进行南北两半球的质量、水汽和能量的交换。在北半球的冬季,高空为副热带西风急流,而低空则为东北信风和偏北的冬季季风。天气系统气象卫星探测和理论研究的结果,发现了热带地区许多新的天气系统。依热带天气系统水平尺度的大小构成了一个连续波谱:10公里尺度的主要是对流云胞,如积雨云系;100公里尺度的则主要是由许多积雨云聚集所成的云团;尺度达千公里的,主要为台风、季风低压、对流层中部气旋或副热带气旋、东风波和赤道涡旋(如赤道反气旋);尺度在千公里至万公里之间的天气系统,在对流层中,主要是受海陆地形作用而形成的准定常槽脊(如季风槽)、热带辐合带、赤道缓冲带、高空南亚高压、大洋中部槽等,在平流层中,主要是赤道附近的开尔文波和罗斯比-重力混合波(见热带平流层波动)。此外,在热带和温带之间还有副热带高压。就时间尺度而言,也发现了一个波谱,如周期为1天、4~6天、准双周(近于14天)、40~50天、25个月、36~38个月的热带大气振荡。这些振荡是由一个或数个天气系统单独或联合作用所致。周期为一天的波,主要是对流云胞的活动,4~6天的,主要有东风波、季风低压或平流层罗斯比-重力混合波等热带系统活动;准双周振荡,主要有季风槽和信风的强弱振荡、高空南亚高压、平流层开尔文波等的活动;40~50天的周期振荡者,尚待研究;周期达25个月的振荡,一般认为是由平流层开尔文波和罗斯比-重力混合波的动能上传所造成的;至于周期36个月的振荡,则可能是热带海洋-大气或海洋-大陆的耦合振荡所造成的。这些不同的空间和时间尺度的天气系统及其相互影响,是热带气象学研究的重点。分析和预报热带天气分析除用天气图进行流线分析外,还有卫星云图分析,此外风的铅直和水平切变分析、速度位势场分析和层结稳定度分析等,也均已用于日常业务工作中。热带天气预报方法,已广泛应用统计预报方法和数值预报方法。前者如台风路径的相似预报,后者如正压模式(见正压大气)数值预报。

4、防御措施

谢义炳对热带大气环流研究早在15世纪末,阿拉伯水手们已在印度洋的贸易航线上注意到了季风的变化规律,中国宋代著名文学家苏轼也曾记述了季风现象(见梅雨)。近代热带气象学的研究起始于第二次世界大战期间,美国气象学家H.里尔首先在热带天气分析、热带大气环流和东风波的研究等方面作出了贡献,写出了第一本近代的《热带气象学》专著。随后,J.G.查尼和郭晓岚对热带大气动力学、J·皮耶克尼斯对热带海-气相互作用、柳井迪雄对热带波动的分析研究、联邦德国气象学家H.弗洛恩对热带大气环流、印度气象学家T.N.克里希纳穆蒂对热带季风的研究,均作出了贡献。中国近代热带气象学的研究,起始于竺可桢在20世纪20年代对台风的研究和30年代对季风的研究。

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