飞行气象学：第3章 云和降水

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1、中国民航大学中国民航大学飞行技术学院飞行技术学院第第1页页第三章第三章第三章第三章云和降水云和降水云和降水云和降水中国民航大学 飞行技术学院第 2页飞行气象学飞行气象学 一、云形成的条件二、大气的垂直运动 三、云的分类四、云的外貌特征五、云与降水的关系六、云的观测七、云和降水对飞行的影响主要内容中国民航大学 飞行技术学院第 3页飞行气象学飞行气象学一一云形成的条件云形成的条件充足的水汽充足的水汽 充分的冷却充分的冷却足够的凝结核足够的凝结核形成条件形成条件中国民航大学 飞行技术学院第 4页飞行气象学飞行气象学二二大气的垂直运动大气的垂直运动空气垂直运动的形成原因空空气气块块所所受受的的力力中国

2、民航大学 飞行技术学院第 5页飞行气象学飞行气象学二、垂直运动的种类二、垂直运动的种类（一）（一）对流对流（二）系统性垂直运动（二）系统性垂直运动 （三）大气波动（三）大气波动 （四）大气乱流（四）大气乱流 中国民航大学 飞行技术学院第 6页飞行气象学飞行气象学1.对流对流1.1.对流的概念和特征对流的概念和特征 对对流流是是指指由由于于空空气气块块与与周周围围大大气气有有温温度度差差异异而而产产生生的的,强强烈烈而而比比较有规则的升降运动较有规则的升降运动中国民航大学 飞行技术学院第 7页飞行气象学飞行气象学对流的特征对流的特征 1.1.垂直速度大，一般为垂直速度大，一般为1 110m/s1

3、0m/s；2.2.水平范围小，一般是水平范围小，一般是几千米到几十千米几千米到几十千米；3.3.持续时间短，一般为持续时间短，一般为几十分钟到几小时几十分钟到几小时中国民航大学 飞行技术学院第 8页飞行气象学飞行气象学对流产生的原因是气块温度与周对流产生的原因是气块温度与周围大气温度有差异围大气温度有差异 当空气块温度高于周围大气温度当空气块温度高于周围大气温度时，它将获得向上的加速度；反之时，它将获得向上的加速度；反之则获得向下的加速度。则获得向下的加速度。2.2.对流产生的原因对流产生的原因中国民航大学 飞行技术学院第 9页飞行气象学飞行气象学2、系统性垂直运动、系统性垂直运动概念：概念：

4、大大范范围围空空气气有有规规则则的的升升降降运运动动称称为为系系统性垂直运动。统性垂直运动。中国民航大学 飞行技术学院第 10页飞行气象学飞行气象学系统性垂直运动的特点系统性垂直运动的特点 垂直速度小，垂直速度小，为为1 110cm/s10cm/s，水平范围大，水平范围大，几百几千公里，几百几千公里，持续时间长，持续时间长，为为十几小时十几小时几天几天。中国民航大学 飞行技术学院第 11页飞行气象学飞行气象学系统性垂直运动出现的地区系统性垂直运动出现的地区 大范围空气的水平气流辐合、辐散区大范围空气的水平气流辐合、辐散区冷、暖空气交锋区冷、暖空气交锋区地形抬升地形抬升中国民航大学 飞行技术学院

5、第 12页飞行气象学飞行气象学低层气流辐合引起上升运动低层气流辐合引起上升运动中国民航大学 飞行技术学院第 13页飞行气象学飞行气象学摩擦层中低压区和高压区的气流摩擦层中低压区和高压区的气流中国民航大学 飞行技术学院第 14页飞行气象学飞行气象学3、大、大气气波波动动两层密度不同的空气发生相对运动，两层密度不同的空气发生相对运动，在其交界面上会出现波动。这种波在其交界面上会出现波动。这种波动常出现在等温层和逆温层界面动常出现在等温层和逆温层界面上上中国民航大学 飞行技术学院第 15页飞行气象学飞行气象学4、大气乱流、大气乱流 大大气气乱乱流流是是指指空空气气不不规规则则的的涡涡旋旋运运动动，又

6、又称称湍湍流流或或扰扰动动气气流流。乱乱流流涡涡旋旋是是由由大大气气中中的的气气流流切切变变引引起起的的，气气流流切切变变是是指指气气流流间间速度和方向的差异。速度和方向的差异。1 1 热力乱流热力乱流2.2.动力乱流动力乱流中国民航大学 飞行技术学院第 16页飞行气象学飞行气象学二二云的分类云的分类根据上升运动的不同将云分为：根据上升运动的不同将云分为：一、积状云一、积状云 二、层状云二、层状云 三、波状云三、波状云 四、特殊云四、特殊云中国民航大学 飞行技术学院第 17页飞行气象学飞行气象学1、积状、积状云云定义：在对流的上升运动中形成的云称为积状云积状云包括：淡积云、浓积云、积雨云、碎积

7、云。中国民航大学 飞行技术学院第 18页飞行气象学飞行气象学（一）积状云的形成和发展（一）积状云的形成和发展对流高度：对流高度：对流运动能够达到的高度对流运动能够达到的高度凝结高度：凝结高度：开始发生水汽凝结的高度开始发生水汽凝结的高度中国民航大学 飞行技术学院第 19页飞行气象学飞行气象学积状云发展的三个阶段积状云发展的三个阶段1.1.淡积云阶段淡积云阶段2.2.浓积云阶段浓积云阶段3.3.积雨云阶段积雨云阶段中国民航大学 飞行技术学院第 20页飞行气象学飞行气象学对流运动的初期形成淡积云对流运动的初期形成淡积云 中国民航大学 飞行技术学院第 21页飞行气象学飞行气象学对流运动加强形成浓积云

8、对流运动加强形成浓积云中国民航大学 飞行技术学院第 22页飞行气象学飞行气象学对流运动非常旺盛形成积雨云对流运动非常旺盛形成积雨云中国民航大学 飞行技术学院第 23页飞行气象学飞行气象学（二）积状云的特征和天气（二）积状云的特征和天气积状云大多具有孤立分散、底部平积状云大多具有孤立分散、底部平坦和顶部凸起的外貌特征，和明显坦和顶部凸起的外貌特征，和明显的日变化的日变化 。上午为淡积云，中午发展为浓积云上午为淡积云，中午发展为浓积云 下午则成为积雨云，到傍晚逐渐消下午则成为积雨云，到傍晚逐渐消 散，或演变成其他云散，或演变成其他云 中国民航大学 飞行技术学院第 24页飞行气象学飞行气象学二、层状

9、云二、层状云在系统性垂直运动中形成的云称为层在系统性垂直运动中形成的云称为层状云，包括：卷云、卷层云、高层云状云，包括：卷云、卷层云、高层云和雨层云和雨层云 （一）层状云的形成和特征（一）层状云的形成和特征 （二）层状云的演变和天气（二）层状云的演变和天气 中国民航大学 飞行技术学院第 25页飞行气象学飞行气象学（一）层状云的形成和特征（一）层状云的形成和特征层状云主要产生于：层状云主要产生于：低压（或槽）中的水平气流辐合区低压（或槽）中的水平气流辐合区大范围冷暖空气的交锋区大范围冷暖空气的交锋区大型山脉的迎风坡大型山脉的迎风坡中国民航大学 飞行技术学院第 26页飞行气象学飞行气象学层状云的特

10、征层状云的特征层状云的共同特征是层状云的共同特征是：云体向水平方向发展云体向水平方向发展云层均匀、范围广阔云层均匀、范围广阔层状云常连绵几百千米，形成大面积层状云常连绵几百千米，形成大面积的降水的降水中国民航大学 飞行技术学院第 27页飞行气象学飞行气象学冷暖空气交锋区的层状云系冷暖空气交锋区的层状云系中国民航大学 飞行技术学院第 28页飞行气象学飞行气象学卷云卷云中国民航大学 飞行技术学院第 29页飞行气象学飞行气象学卷卷层层云云中国民航大学 飞行技术学院第 30页飞行气象学飞行气象学高层云高层云中国民航大学 飞行技术学院第 31页飞行气象学飞行气象学雨层云雨层云中国民航大学 飞行技术学院第

11、 32页飞行气象学飞行气象学（二）层状云的演变和天气（二）层状云的演变和天气如果出现的层状云由高向低转变，如果出现的层状云由高向低转变，则以后有可能产生降水则以后有可能产生降水 如果层状云是由低向高转变，则如果层状云是由低向高转变，则天气将会转好天气将会转好 中国民航大学 飞行技术学院第 33页飞行气象学飞行气象学三、波状云三、波状云波状云是指由大气波动波状云是指由大气波动 或大气乱流形成的云或大气乱流形成的云 （一）波状云的形成（一）波状云的形成 （二）波状云和天气（二）波状云和天气 中国民航大学 飞行技术学院第 34页飞行气象学飞行气象学1.在波动中形成的波状在波动中形成的波状云波动出现在

12、高空：卷积云波动出现在高空：卷积云 (Cc)(Cc)波动出现在中空：高积云波动出现在中空：高积云 (Ac)(Ac)波动出现在低空：层积云波动出现在低空：层积云 (Sc)(Sc)中国民航大学 飞行技术学院第 35页飞行气象学飞行气象学高空形成卷积云高空形成卷积云中国民航大学 飞行技术学院第 36页飞行气象学飞行气象学中空形成高积云中空形成高积云中国民航大学 飞行技术学院第 37页飞行气象学飞行气象学低空形成层积云低空形成层积云中国民航大学 飞行技术学院第 38页飞行气象学飞行气象学乱流中形成的波状云乱流中形成的波状云层层 云云(St)(St)：逆温层下乱流发展逆温层下乱流发展碎层云碎层云(Fs)

13、(Fs)：空中风大层云分裂空中风大层云分裂碎雨云碎雨云(Fn)(Fn)：降水云下乱流发展降水云下乱流发展中国民航大学 飞行技术学院第 39页飞行气象学飞行气象学层云层云中国民航大学 飞行技术学院第 40页飞行气象学飞行气象学碎层云碎层云中国民航大学 飞行技术学院第 41页飞行气象学飞行气象学碎雨云碎雨云中国民航大学 飞行技术学院第 42页飞行气象学飞行气象学（二）波状云和天气（二）波状云和天气大多数波状云出现时，气层比较稳定，大多数波状云出现时，气层比较稳定，天气少变天气少变 如如果果波波状状云云不不断断加加厚厚，高高度度降降低低，向向蔽蔽光光层层积积云云演演变变，表表示示阴阴雨雨天天气气将将

14、要要来临。来临。中国民航大学 飞行技术学院第 43页飞行气象学飞行气象学瓦块云，晒煞人瓦块云，晒煞人中国民航大学 飞行技术学院第 44页飞行气象学飞行气象学四、特殊状云四、特殊状云1.1.堡状云堡状云2.2.絮状云絮状云3.3.荚状云荚状云中国民航大学 飞行技术学院第 45页飞行气象学飞行气象学堡状云的形成堡状云的形成1.堡状云堡状云中国民航大学 飞行技术学院第 46页飞行气象学飞行气象学堡状层积云堡状层积云中国民航大学 飞行技术学院第 47页飞行气象学飞行气象学堡状云的天气堡状云的天气大气不稳定，可能出现雷阵雨天大气不稳定，可能出现雷阵雨天气气早上城堡云，下午雷雨鸣早上城堡云，下午雷雨鸣中国

15、民航大学 飞行技术学院第 48页飞行气象学飞行气象学2.絮状云絮状云当当中中空空有有强强烈烈的的乱乱流流时时，会会使使高高积积云云个个体体变变得得破破碎碎，状状如如棉棉絮絮团团，形形成成絮积云絮积云在絮状云区飞行飞机颠簸较强烈在絮状云区飞行飞机颠簸较强烈。中国民航大学 飞行技术学院第 49页飞行气象学飞行气象学朝有破絮云，下午雷雨朝有破絮云，下午雷雨鸣中国民航大学 飞行技术学院第 50页飞行气象学飞行气象学3.荚状云荚状云(standinglenticular)天气转变在局部升降气流汇合处，上天气转变在局部升降气流汇合处，上升气流区形成云，上部下沉气流使云升气流区形成云，上部下沉气流使云的边缘变薄而形成豆荚状的云，称荚的边缘变薄而形成豆荚状的云，称荚状云。状云。荚状云通常是晴天的预兆，但如在它荚状云通常是晴天的预兆，但如在它之后出现高层云，也可向阴雨天气转之后出现高层云，也可向阴雨天气转变变 中国民航大学 飞行技术学院第 51页飞行气象学飞行气象学天上豆荚云，地下晒煞人天上豆荚云，地下晒煞人