如何用程序预计天气(常见天气系统的判读技巧)
【典例1】
阅读图文资料,完成下列要求。
下图为春季T时刻亚洲部分地区的海平面气压分布图。
(1)指出控制图示区域的两个气压系统及位置关系。
(2)T时刻该区域的锋面数量发生了变化。推测T时刻前该区域锋面的数量,并分别说明锋面形成的原因。
(3)预测P点将要发生的天气变化。
(4)说明该区域春季天气系统活跃的原因。
【答案】 (1)高压;低压;高压位于低压西北。
(2)3个。在低压(气旋)中,四周空气汇集,北上的暖空气与南下的冷空气之间形成锋面,气旋逆时针旋转,形成冷锋和暖锋两个锋面。(冷)高压内的冷空气东移南下,形成冷锋。
(3)暖锋过境,降水概率高,气温升高;暖空气控制,天气转好,气温较高;冷锋过境,气温下降,可能有降水,风力加强;冷空气控制,晴朗,气温较低。
(4)中低纬升温快,(高纬尚未明显增温,)南北温差加大,气压梯度大,大气运动快(冬季风与夏季风转换期,天气系统交替控制)。
【解析】 第(1)题,根据等压线的数值可以直接判断出图中西北部有一高压系统,中部有一低压系统。第(2)题,由图可知,T时刻北部的冷锋锋面并不完全与低压槽吻合,说明该冷锋不是与低压系统相伴形成的,因此在T时刻之前应该是2个冷锋,1个暖锋,共3个锋面。原因一方面从低压中心冷暖气团的辐合角度来解释,另一方面从北部冷空气南下来解释。第(3)题,从图中可以看出P点位于暖锋的锋前,因此P点将经历暖锋过境天气,即气温上升、气压下降和阴雨天气;之后又会经历冷锋过境,即气温下降,气压升高。第(4)题,注意题目限定词“该区域春季”。由图可知,该区域位于中纬度地区,春季该区域升温快,而且此时较高纬度地区气温较低,则南、北温差大,气压梯度大;且春季为冬季风与夏季风的转换期,天气系统交替控制,大气运动快,因此天气系统活跃。
【典例2】
飞机飞过暖锋前缘晴朗的天空时,其排出的水汽常凝结成白色云带。这种云带能较长时间存在,人们常以此来预报暖锋的到来。下图为某时刻某区域等压线分布图。完成1~2题。
1.飞机尾部凝结的云带能较长时间存在的主要原因是( )
A.受强紫外线照射
B.处在逆温层之中
C.处在强烈对流中
D.受冷锋云系挤压
2.符合甲地沿线剖面天气系统分布的是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
【答案】 1.B 2.C
【解析】1.由题干“飞机尾部凝结的云带能较长时间存在”可知,机尾部凝结的云不容易扩散,所以处在逆温层之中,B正确。受强紫外线照射对飞机尾部凝结的云长时间存在没有影响,A错误。强烈对流运动,加速云的消失,C错误。受冷锋云系挤压,风力较大,云易消失,D错误。故选B。
2.由图中等压线图,甲位于995hpa低气压中心附近可知,此处是锋面气旋,甲地东侧为暖锋,西侧为冷锋。C正确,A、B、D错误,故选C。
【技巧点拨】
1.锋面天气特征
(1)冷锋与暖锋
(2)典型准静止锋
2.气旋和反气旋
判断指标 |
气旋 |
反气旋 |
气压分布 |
中心气压低于四周 |
中心气压高于四周 |
气流垂直运动方向 |
上升 |
下沉 |
天气 |
多阴雨天气 |
多晴朗天气 |
水平气流运动特点 |
由四周向中心辐合 |
由中心向四周辐散 |
水平气流旋转方向 |
北半球呈逆时针,南半球呈顺时针 |
北半球呈顺时针,南半球呈逆时针 |
对我国的影响 |
夏秋季节台风给我国东南沿海地区带来狂风、暴雨、风暴潮 |
伏旱造成我国长江中下游地区高温干燥 |
3.锋面气旋
在中高纬度地区,由于冷、暖气团频繁相遇,锋面系统活跃,当与气旋系统结合时,形成锋面气旋。受气旋辐合上升气流影响,锋面上的气流上升更加强烈,往往带来云雨甚至暴雨、大风天气。
(1)不论北半球还是南半球,锋面气旋的中心一定是低气压中心。
(2)锋面的移动方向与所在半球气旋的水平气流方向一致。
(3)受海陆分布的影响,锋面气旋主要形成于北半球中高纬度地区。
(4)成熟的锋面气旋系统往往左侧为冷锋系统,右侧为暖锋系统,即“左冷右暖”判断原则。
4.天气系统与天气的判断方法
(1)图像法——把握等压线分布图的特点
①依据等压线分布,判断气压场类型,确定天气状况:
a.高压中心→气流下沉→多晴朗天气。
b.低压中心→气流上升→多阴雨天气。
c.高压脊(等压线由高压中心向外凸出的部分)→多晴朗天气。
d.低压槽(等压线由低压中心向外凸出的部分)→多阴雨天气。
②依据等压线的数值分布及疏密状况,判断某地风力、风向:
a.风向:依据等压线数值变化由高压指向低压且垂直于等压线,画出水平气压梯度力的方向,南半球将其左偏,北半球将其右偏即可。
b.风力:等压线稀疏,风力较小,反之则大。
③依据等压线弯曲或符号,判断锋面类型:
a.锋面多出现于低压槽位置,在一个低气压中往往偏右侧的低压槽上形成暖锋,偏左侧的低压槽上形成冷锋。
b.从符号上看,锋线上标黑三角的是冷锋,标黑半圆的是暖锋。
(2)特征法——把握不同天气系统的天气特征
天气系统 |
冷锋活动 |
暖锋或准静止锋 |
台风活动(气旋系统) |
高压控制 |
锋面气旋活动 |
天气特征 |
大风、降温、阴雨天气 |
连续性 降水 |
沿海地区风暴潮、大风、特大暴雨天气 |
晴空万里 |
低压中心和低压槽上多降水 |
【变式演练1】
我国南方地区春季经常出现室内地板、墙体等物体回潮出水现象,称为南风天。南风天出现的条件是室内物体温度低于空气露点(露点是指在空气中水汽含量不变,保持气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和时的温度)。下图是广州市某地2012年2月11日20:00至16日19:00室内地板温度、气温、露点逐时变化曲线,据此完成1~2题。
1.推测最有可能出现南风天的大致时间范围是( )
A.11日22:00-12日11:00
B.12日11:00-13日18:00
C.13日18:00-16日00:00
D.16日00:00-16日19:00
2.下列对南风天的认识,符合实际的是( )
A.南风天时,墙壁上的水珠来自墙壁本身
B.南风天时,人们的直观感受是室内温暖,室外冰冷
C.从天气系统角度看,南风天属于冷锋天气
D.当空气露点低于室内温度时,南风天就会逐渐结束
【答案】 1.C 2.D
【解析】1.根据材料信息“南风天出现的条件是室内物体温度低于空气露点”可知,当露点高于室内温度是,就出现回南天。根据图示信息可知13日18:00出现露点高于室内温度,一直持续到16日01:00,说明期间为回南天,C正确,ABD错误。所以选C。
2.根据材料信息可知,南风天时,墙壁上的水珠来自空气,A错误;南风天时,人们的直观感受是室内冰冷,室外温暖,B错误;从天气系统角度看,南风天属于暖锋天气,C错误;当空气露点低于室内温度时,水汽不再凝结,南风天就会逐渐结束,D正确。所以选D。
【点睛】
回南天是天气返潮现象,一般出现在春季的二三月份,主要是因为冷空气走后,暖湿气流迅速反攻,致使气温回升,空气湿度加大,一些冰冷的物体表面遇到暖湿气流后,容易产生水珠。
【变式演练2】
云贵高原北侧与四川盆地交界地带常出现一种地方性天气——“锢囚低涡”。较强的偏北风遇到秦岭阻挡分支南下,一支绕流四川盆地,一直绕流江汉平原,两支气流在贵州北部辐合而形成“锢囚低涡”,其强度较小,但带来的降水量较大。下图是一次“锢囚低涡”控制下的天气形势图。读图完成1~3题。
1.“锢囚低涡”形成过程中( )
A.渭河平原麦收正忙
B.四川盆地阴雨连绵
C.云贵高原草木枯黄
D.江汉平原气温骤降
2.贵州北部的“锢囚低涡”强度小,降水量大的原因( )
①受位置、地形因素的影响,冷空气势力相对较弱②本地暖气流及东支回流湿度较大
③上升气流强烈④“低涡”控制时间较长
A.①②③
B.①②④
C.①③④
D.②③④
3.“锢囚低涡”过境后,贵州北部( )
A.风速增长
B.气温升高
C.气压升高
D.温差减小
【答案】1.D 2.B 3.C
【解析】3.根据图片信息,“锢囚低涡”形成过程中,需要两股冷空气南下到云贵高原,此时渭河平原位于高压中心,气温低,不可能收麦正忙,A项错误。四川盆地此时在高压控制下,大部分地区天气较为晴朗,B项错误。云贵高原还未收到了冷空气影响,并且由于纬度低,不会轻易出现草木枯黄的现象,C项错误。江汉平原此时冷锋已经过境,气温降低,气压升高,D项正确。
4.根据题意,贵州北部的“锢囚低涡”强度小,降水量大。强度小,说明冷暖气流的强度较小,不存在较大的温差,①正确,③错误。而降水量大,则是空气湿度大并且持续时间长,②④正确。故B项正确,ACD项错误。故选B。
5.“锢囚低涡”过境后,贵州北部收到冷气团控制,气温降低,气压升高,风速降低,上升气流减少,日温差增大。C项正确,ABD项错误。故选C。
【变式演练3】
位于锋面上下的风向往往存在明显差异。下图为我国东部地区两测站位于冷、暖锋面下方时﹐自下而上垂直方向不同高度测得的风向、风速变化图。完成1~2题。
1.有关测站上空锋面类型、锋面位置、风向变化的描述正确的是( )
A.冷锋距地面1.5~2.0千米锋下西北风,锋上东南风
B.冷锋距地面2.0~2.5千米锋下东南风,锋上西北风
C.暖锋距地面2.0~2.5千米锋下西南风,锋上东北风
D.暖锋距地面1.5~2.0千米锋下东南风,锋上西南风
2.与测站周边近地面等压线分布最接近的是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
【答案】 1.D 2.C
【解析】1.锋面位于东部地区,甲地近地面是东南风,锋面应该向西北移动,应该是暖锋;乙地近地面是东北风,锋面向西南移动,东北风来自高纬度,气温较低,应该是冷锋。“位于锋面上下的风向往往存在明显差异”,甲锋面风向变化最明显的高度范围是1.5米-2.0米之间,乙锋面风向变化最明显的高度范围是2.0米-2.5米之间。冷锋距地面1.5~2.0千米锋下以东北风为主,不是西北风,锋上是西南风,A错误。冷锋距地面2.0~2.5千米锋下由偏北风变为西南风,锋上西南风,B错误。暖锋距地面2.0~2.5千米锋下东南风,锋上西南风,C错误。暖锋距地面1.5~2.0千米锋下东南风,锋上西南风,D正确。故选D。
2.由上题解析可知,甲地为暖锋过境,乙地为冷锋过境。由图中等压线a>b>c可知,③图中天气系统为低压系统,甲地位于北半球,且位于该天气系统的右侧,可知甲地此时为暖锋过境。C正确;①图中天气系统为低压系统,甲地位于北半球,且位于该天气系统的左侧,可知甲地此时为冷锋过境,A错误;②图为高压系统,此时乙地风和日丽,与题意不符,B错误;由④图可知时乙风向为东南风,与题意不符,D错误;故选C。
【变式演练4】
2021年5月14日20时39分,武汉市蔡甸区突发龙卷风,导致部分房屋受损、大量树木折断,多名人员伤亡。龙卷风是一种不常见的、小尺度、突发性的天气系统,一般在强对流天气下产生,影响范围较小,但旋转速度特别快,能把地面的物品卷扬到空中,是一种比较强的灾害天气。据此完成1~3题。
1.有利于龙卷风形成的条件有( )
①暖湿空气交汇提供对流条件 ②高空、低空不同方向的强风 ③降温幅度大的晴朗夜晚
④地形较平坦,利于气流旋转 ⑤多山地,狭管强风易生成
A.①②③ B.②④⑤ C.①②④ D.③④⑤
2.下列正确反映龙卷风的形成顺序的是( )
A.②③④①
B.②④③①
C.③②④①
D.④②③①
3.当龙卷风发生时,以下自救方式合理的是( )
A.在野外时,就近寻找低洼地伏于地面
B.行驶时,沿与龙卷风路线平行方向行进
C.如在室内,躲在迎龙卷风方向墙壁处
D.在野外时,应抱住大树、木桩等固定物
【答案】 1.C 2.B 3.A
【解析】1.由材料信息可知,龙卷风是一种不常见的、小尺度、突发性的天气系统,一般在强对流天气下产生,影响范围较小,但旋转速度特别快,能把地面的物品卷扬到空中,是一种比较强的灾害天气。龙卷风的形成需要有冷暖湿空气交汇提供对流条件,也要求高空和低空有不同方向的强风,还需要有较平坦的地形,①②④正确,C正确。降温幅度较大不利于空气对流运动,风力较小,③错误,AD错误。山地地区摩力较大,对风力减弱作用较大,不利于龙风的形成,④错误,B错误。故选C。
2.据材料信息“龙卷风是一种很少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在强烈的不稳定的天气状况下由空气对流运动造成的、强烈的、小范围的空气涡旋”可知,冷暖湿空气交汇,大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强;由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋;随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强;同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心;龙卷核心中强度足以使龙卷一直伸展到地面;当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷风,所以B正确,ACD错误。故选B。
3.由所学知识可知,野外遭遇龙卷风时,以最快的速度朝与龙卷风前进路线垂直的方向逃离,来不及逃离的,要迅速找一个低地趴下,A正确。驾车外出遇到龙卷风时,不要沿与龙卷风路线平行方向行进,应该与其路线垂直,B错误。如果人在室内,要避开窗户、门和房子的外墙,躲到与龙卷风方向相反的小房间内抱头蹲下,C错误。遇到龙卷风时,一定要远离大树、电线杆、简易房等,以免被砸、被压或触电,D错误。故选A。
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