单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,航海应用海洋气象学,*,航海应用海洋气象学,按,STCW,公约以及中华人民共和国,2005,年,海船船员适任考证评估大纲,要求,参照有关高校的现行教材编写,并着重于驾驶员在实际应用方面的,知识和技能2006,浙江省交通职业技术学院航运学院,庄钠,2024/11/8,1,航海应用海洋气象学,航海应用海洋气象学 按STCW公约以及中华,航海应用海洋气象学,教学目的与要求:,使学生能掌握气象学与海洋学基础知识及其在航海中的运用;能使人、财、物趋利避害让学生能达到,STCW78/95,公约规定甲类一等驾驶员的要求并依照,我国今年实行的,海船船员适任考试和评估大纲,教学内容与安排:(,包括作业),大气与海洋概述,4,大气运动 演万象,8,云与降水及雾,6,气旋与反气旋(综述),2,西风带高空天气系统,4,气团与锋,3,锋面气旋及中小系统,3,热带气旋及有关系统,6,气象与水文要素测报,3,气象 水文传真图,6,海浪 海流 海冰,3,气象、水文预报,6,气象导航,6,潮汐与潮流,6,机动(包括:课堂作业、讨论、测验、实作等),14,(总计,80,小时),2024/11/8,2,航海应用海洋气象学,航海应用海洋气象学 教学目的与要求:2023/1,大气与海洋概述,大气,:,组成:干洁空气 水汽 杂质,干,洁空气:,N,2,O,2,ArCO,2,(99.99%),NeHeO,3,H,2,(,d,绝对不稳定,,m,绝对稳定,,m,d,,,条件性不稳定。
逆温层:能抑制空气对流的发展气温随高度增加而上升称逆温,0,浓 广 厚 长 场变,39,月逐北,锋面雾 雨雾 暖锋前固囚 逆 中浓 广 中 长 锋消 四季,蒸汽雾 汽雾 冷气暖水面,15,中淡 局 薄 陆晨,温升 秋冬常见,(惟有蒸汽雾不怕风大)海长,要重点研究平流雾,5,成因及风场变,雾就散我国三雾区雷、东、黄,我国,海雾分布,南窄北宽,100/400km,,南早北晚,,245,逐月起,,8,月后逐退注意世界雾的区域季节也有规律,需要时多集资料加以研究预测海雾方法:干湿球法,露点,-,海温图解法,t,d,-t,w,2C,,或接收表层水温,和地面图,对有关水文气象要素进行分析,也可判断发,生雾的可能性2024/11/8,13,航海应用海洋气象学,海洋上的雾 P8795雾 本质上同,大家来探讨气象学,2-233-103-31,先是对大气微团单兵动作进行研讨(小定理),大气微团物理量:温、压、湿、风向、速;说明他们的标准度量方法水平运动:五力、三风从何而来,什么作用?风在摩檫层中有什么不同?,垂直运动:,m,1hPa/h,成为突发灾害旋族群,有时会沿锋面形成多个不同发展阶段的一串气旋锋面气旋天气模式:,由冷暖锋交合而成的锋面气旋各部分别保留各锋面天气特征 在北半球:心部(北)如锢囚锋,前部(东)如暖锋,后部(西)如冷锋,暖区(南部)如冷锋前暖锋后,当然在交合运动中会因各种条件,演变得复杂些。
尤其在西北太平洋和西北大西洋在暖湿条件下会生成灾害性天气台风、飓风还可预报避离预防,而气象炸弹却难料,更具突发性,强锋面气旋风浪分布,:,北弱南强,尤以冷锋前风竟达,2030m/s,、浪达,37m,高锋面气旋的移动,:,路径:温带极锋区是锋面气旋源地,随槽前,WSW,气流移向,ENE,;,速度:,15100Km/h,生快,亡慢,减弱快,增强慢,春快夏慢我国有,东北低压 黄河气旋 江淮气旋 东海气旋 特别当心后者热低压,出现在暖季大陆沙漠盆地海上无,局地少动无锋面,干则扬风沙2024/11/8,19,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋(2)锋面气旋 P104112锋面气旋,气旋与反气旋,(,3,),中小尺度天气系统,P120124,中小尺度天气系统,由于有限范围的热力、地形引起局域底层空,气较 强的抬升,上层空气下沉加强对流,在暖湿条件造成强对流,云相伴出现,积雨云下地面发生雷雨风暴,乃至夏日出现冰雹,有,时数个连成一线或出现更强烈涡旋成龙卷,这些灾害天气虽范围不,大,时间短暂,但难预料,突发性强,易成损害,宜用雷达早期远,距发现及时躲避雷暴,:成因热对流,三抬升:锋面 辐合 地形;发展三阶段:升 降 散,。
雷暴高压:,雷暴云下下沉饱和气流,,m,小,比周围冷,堆成冷性高压下击暴流:,强大下沉气流到地面转为水平气流,其速度数倍增长成灾飑线,:,Cb,群排成带称飑线,过境时风向突变,风速猛增,气温陡降,气压骤升龙卷,:特征:范围小,时间短,气压低,风力强,破坏大,移动快2024/11/8,20,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋(3)中小尺度天气系统 P12012,气旋与反气旋,(,4,),P112120,反气旋,:主要讨论温带反气旋(,冷高,)、副热带反气旋(副高)冷高压,P112,在北半球是个顺时针旋转的冷气团,在南半球则反时针旋转,范围覆盖几百,几千,Km,,中心气压,10201040hPa,,最高记录达,1083.3hPa,,边缘等压线密度大,地面风力最大达,30m/s,,亚洲冷高是世上最强大的冷反气旋生在高空锋区(行星锋区)下方,高空温度场落后于高度场,地面高压脊在高空高压脊前部,前(东)部对应空中冷槽有冷平流南下补充干冷空气,加上大的冷下垫面辐射冷却强烈降温,冷空气大量堆积,地面气压升高而形成冷高当高空脊与地面冷高中心重合时冷平流盛冷高强;东南前缘是通过气旋的锋带,冷锋附近,气温显降,偏北风大伴有雨雪,冬半年寒潮天气剧烈;内(中)部温压梯度小,干冷下沉晴,逆温波状云,风微辐射雾;后(西)部对应空中暖脊有暖平流北上带来暖湿空气,当高空温度脊超前高度脊时,地面冷高处高空暖平流下,始减弱,偏南风,温升湿增,春夏有平流雾、层云、毛毛雨。
在高空气流引导下东移南下,多用,700hPa,气流预报其移动,花样多:整移、伸脊、离母、分裂、消失、或变性入海,与副热带高压合并从贝加尔湖经蒙古过河套达东南沿海,全年平均每,4,天有一次冷空气2024/11/8,21,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋 (4)P112120反,气旋与反气旋,(,5,),P114116,寒潮,:,冷空气东移南下,原标准为:,24h,内降温,10C,以上,同时日最低温,度在,5C,以下后来补充规定:长江中下游,48h,降温,10C,以上,最低,气温达,4 C,以下,并陆上有,57,级海上有,68,级大风称,寒潮三型:,小槽发展(经向)型 槽脊东移(纬向)型 横槽(阻塞高压崩溃)型;,两条件:,一、,有冷空气酝酿聚集过程,二、有引导冷空气侵入的适当流场源地:,多从新地岛东西两侧,少由冰岛洋面,偶有源自西伯利亚或蒙古;,路径:,随,500hPa,高空槽,700hPa,气流,经关键区(西伯利亚草原南部和哈萨克斯坦丘陵东部)沿中西东三路东进南下,过我国需,34,天左右;,范围:,受伊朗高原和青藏高原阻隔,难入南亚,但东进袭日本,南下复盖东南亚,,12,月能达南海,越赤道,甚至影响南半球。
北美在加拿大形成冷高,爆发寒潮影响达墨西哥南半球只有澳大利亚大陆有寒潮过程特征,:冷高的气压梯度线密集在冷锋西北侧,冷锋过境,偏南风转偏北风,黄、渤、东海多为,NNW,风,南海多为,NE,风,风力大增,海上,68,级,最大,1011,级,能持续,12,天,气温剧降,伴雨雪,强寒潮会带来恶劣天气,即使夏天不成寒潮,而强冷空气也会引起剧烈天气2024/11/8,22,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋 (5)P1141,气旋与反气旋,(,6,),P116120,副热带高压,:赤道空气升高向高纬,因地转偏力而向东,主要是动力原,因,使得高空空气水平辐合,在副热带下沉地面气压升高,地面水平,辐散,形成行星尺度的永久性副高,在大洋上也不能忽视热力原因太平洋副高,中心位于,30N35N,、,150W160W,夏威夷东北海面;与暖区中心并不重合,高压随高度减弱,到,200hPa,成长波大槽,东西部不对称,天气各异让我们来分析、归纳东、东南部,中心上空脊线附近相应的垂直环流是赤道带上升,副热带下沉的信风环流,高层辐合,低层辐散,稳定少变,晴空万里,风微气暖,边缘,NNE,风,干冷气流涌升,有时有层云或雾,受控陆地久旱会成沙漠;常把副高中心视作也是东部中心。
西、西北部,实是副高西伸脊发展,随高度反有增强,相应的垂直环流是季风环流,,SSW,风,暖湿气流盛行于暖海流上,西北边缘与西风带交接,多锋面气旋活动,上升运动强,大气不稳定,多雷雨风暴,锋面气旋云系;在,500hPa,高度明显出现较强高压中心位于,25N30N,、,130E140E,日本南海面;东西向脊较长,对我国天气影响较大,尤在夏天被控炎热南侧,是信风气流,风向稳定,风力柔和,天气晴好,南边外是热带辐合云系;当有东风波、热带气旋时,则天气恶劣2024/11/8,23,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋 (6)P116120副,气旋与反气旋,(,7,),热带气旋,(1),P125148,热带气旋,:,热带洋面强烈暖性气旋,对流层中最强的风暴,一个台风的能,量相当,50,万颗原子弹,破坏性大,但没辐射,预防可减少损失最大风速,=5.7 1010,中心气压(,hPa,),;,风向,:,低层辐合,高层辐散,分级及称谓,:,各洋不同,分述如下:,西北太平洋,:热带低压,8,级 热带风暴,9,级 强热带风暴,12,级,北美两岸,:热带低压,8,级 热带风暴,12,级,北印度洋,:低气压,8,级,南半球,:热带扰动,8,级,西北太平洋及南海对热带气旋的编号和命名,:,P126,、,P229,编号前两位是公元年后两位,编号后两位是当年热带气旋出现的序号,我国与亚太,14,个国家共同商定本世纪起启用,140,个热带气旋命名法。
P229,源地与频率,:,热带气旋发生于太平洋东西头、大西洋西头占,63%,,澳大利亚北、印度洋西占,24%,余下,13%,在孟加拉湾、阿拉伯海我国,611,月出现率占,84%,其中,710,月占,68%,;,6,月和,11,月只到南海或经外海北上,不登陆则影响小;北半球多在此时段,南半球多在,13,月P127,图、表,2024/11/8,24,航海应用海洋气象学,气旋与反气旋(7)热带气旋(1)P125148热带气旋:,气旋与反气旋,(,8,),热带气旋,(2),P128133,形成条件:,1,、广阔高温洋面,26.6C,,,2,、对流层垂直切变小,5m/s,,,3,、纬度高于,5,,低于,30,,,4,、有热带低层扰动:热带辐合带涡旋占,85%,,东风波占,15%,,它可作初始扰动,或可激发其他扰动天气结构:,要素对称的水平圆形涡旋,直径,6002000km,,高达,15km,;,1,、气压场:中心气压,20 hPa,、,205hPa,、,5 hPa,低层风向,:,北半球逆时针变化,南半球顺时针变化3,、云和海况:高层辐散眼区气流下沉,风小晴少云,恶浪滔天,;,其外云墙区辐合气流急剧涡旋上升,强积雨云系形成眼壁,随高度增加而外倾,最大降水和风都在这里,对暖心加强起重要作用,海面怒涛,水花飞溅,;,再外由下到上是雨层云 高层云 卷层云,海面狂风狂浪,;,外围则,8,级风积云 高积云 卷云,;,船应尽可能处在气压距平值,30m/s,,长几千,Km,,宽几百,Km,,高几,Km,);在,500hPa,之上称高空急流或在,700hPa,以下称低空急流;分别与地面天气系统或激烈天气现象关系密切。
以上讲的是,西风带的大型扰动,在中高纬盛行西风带大气长波中下层(,700hPa,以下)里,常有波长为,20003000Km,的中型扰动,包括,短波槽脊、切变线,和,低涡,;它们尺度虽小些,作用可直接些,愈小移速愈快,周期愈短,平均每月,46,个,春天更多温度槽后于高度槽时,槽前暖湿,SW,风。