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文档简介
第四章中纬度天气系统本章内容§4.1锋面系统§4.2温带气旋与反气旋§4.3西风带高空环流系统§4.1锋面系统§4.1.1锋面基本特征气团、锋的定义、空间尺度、分类§4.1.2锋面结构模型不连续面、锋面坡度公式§4.1.3锋面天气锋面附近气象要素特征热力场----温度、
、
se风场、气压场、变压场、垂直运动锋面天气§4.1.4锋生、锋消和锋的移动锋生函数、锋生公式、我国锋生概况、锋的移动§4.1.1锋面基本特征气团:在一定的范围内,大气的物理属性相对比较均匀的大块空气。在同一气团中,气象要素几乎相同,天气现象也大致一样水平尺度:几百~几千公里垂直尺度:几~十几公里气团形成的条件大范围性质一致的下垫面地球表面的空气属性传给大气适当稳定的大气环流条件使空气团能长时间稳定在下垫面上高压系统——稳定,且水平范围大。低压系统——不稳定,且水平范围小。气团变性气团物理属性的变化称为气团的变性气团变性的原因气团离开源地移到另一个地方,在移动过程中,与所经过的下垫面不断发生水汽、热量等的交换,引起原有气团物理属性和天气特征的改变。冷气团变性快,还是暖气团变性快?暖气团变性慢 冷气团变性快气团类别(根据气团源地的三个因素)纬度冰洋气团(A=Arctic,AA=Antartic)极地气团(P=Polar)热带气团(T=Tropical)赤道气团(E=Equatorial)海陆海洋性气团(m=maritime)大陆性气团(c=continental)温度冷气团暖气团气团分为七类冰洋大陆气团(cA,cAA)冰洋海洋气团(mA,mAA)极地大陆气团(cP)极地海洋气团(mP)热带大陆气团(cT)热带海洋气团(mT)赤道气团(E)影响我国的气团1.极地大陆气团:干冷 2.极地海洋气团:湿冷 3.热带海洋气团:暖湿 4.热带大陆气团:暖干 5.印度洋的赤道气团:暖湿气团的分布鄂霍次克海气团(mP)热带海洋气团(mT)热带海洋气团(mT)西伯利亚气团(cP)中国气团(cT)青藏气团(cT)中亚气团(cT)热带海洋气团(mT)锋的定义冷暖气团之间的狭窄过渡带,称为锋面,有时也称为锋区。锋面与地面的交线称锋线。锋面和锋线统称为锋。图4.1锋面的空间结构锋的长度(沿锋面的尺度),几百~几千km锋的宽度(跨锋面的尺度),近地面几十公里,高层200~400km。锋的厚度,1~2km,(例外,极锋从地面伸展到对流层顶)700hPa地面冷气团暖气团高空锋区地面锋位于北半球中纬度地区的地面锋线与高空锋区的相对位置2、锋的分类锋的分类根据其着眼点的不同,有如下分类
气团源地冰洋锋极锋热带锋冰洋气团极地气团热带气团赤道气团锋的伸展高度地面锋:低层锋,700hPa以下高空锋:500hPa以上,不接地对流层锋:地面—对流层顶
锋的移动方向冷锋暖锋准静止锋锢囚锋冷锋:冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动,称为冷锋(图4.2a)。
冷锋所经之处,冷空气代替暖空气,使该地区气温下降。冷锋实例:华北冷锋鞍形特征暖锋所经之处,暖空气代替冷空气,该地区气温升高。暖锋:暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧 移动,称为暖锋(图4.2b)。暖锋实例:东北低压和江淮气旋中的暖锋现代锋面气旋系统准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面移动缓慢或相对静止,称为准静止锋(图4.2c)。(6小时移动在1个纬距之内)锋面在某一地区来回摆动。两条锋面相遇时,迫使暖空气被抬离地面,凌驾在上空。锋前锋后都是冷气团。锢囚锋:由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇叠并而成的锋,称为锢囚锋。锋后的冷气团比锋前的冷气团更冷冷式锢囚锋锋后的冷气团比锋前的冷气团暖暖式锢囚锋锋前后的冷气团温差较小中性锢囚锋锢囚锋实例:浙闽地形锢囚锋锋的分类小结§4.1.2锋面结构模型不连续面:其两侧距离为无限小的两个点上的某物理量A的数值不相等(即不连续),这样的面称为不连续面。物理量不连续物理量一阶导数不连续COLDWARM不连续面COLDWARM过渡带不连续面+过渡带(Sanders,1955;Shapiro,1984,1985)2、过渡带锋面结构(高空急流,斜压不稳定)1、不连续面结构(极锋理论,冷暖气团的交界面)COLDWARM3.重力流结构(ShapiroandKeyser,1990)图4.7锋面近似为物质面由于湍流、辐射、分子扩散等作用,锋面两侧的密度水平分布是连续的,但在天气图上,因图的比例尺太小,狭窄的锋区表现为一条线,锋区两侧有密度不连续(成为密度的零级不连续)。为了便于理论上的处理,气象上常假设锋面是一个物质面。哪些要素?锋面是不连续面
锋面是不连续面
a.锋面是气象要素T、ρ、沿锋面的风速
的零级不连续面
b.气压是连续的
c.垂直于锋线的地转风(分量)是连续的为什么?锋面是向冷空气一侧倾斜的过渡带700hPa地面冷气团暖气团
锋面是向冷空气一侧倾斜的过渡带因为当冷暖空气相遇后,由于冷空气密度大,暖气团的密度小,冷气团向暖气团的下方楔入,力图抬升暖气团,迫使冷暖气团的交界面趋于水平。但当冷空气向暖空气下方伸进时,地转偏向力随之起作用,它不断地改变冷空气的运动方向,使之逐渐与地面锋线平行,使得冷空气的抬举作用就减少了。当地转偏向力与气压梯度力最后达到平衡时,锋就成倾斜状态。
锋面坡度设x轴由暖气团指向冷气团,y轴平行地面锋线,
暖冷相减得∴得到锋面坡度
由静力方程和地转风方程代入状态方程(注意Pc=Pw
)得设
∵在实际计算中v*
比较小,可略去.∴(4.8)______Margules锋面坡度公式1)锋面的坡度与
f成正比,高纬锋面坡度大于低纬
冷锋南下时,锋面坡度逐渐减小。赤道上,即无锋面
2)锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比,温度差越大,坡度越小
,
即无锋面3)锋面的坡度与锋两侧平行于锋的地转风分量差成正比4)锋面坡度与平均温度成正比
T*越高,坡度越大,冬季坡度小于夏季风呈气旋性切变(vc-vw>0)风速差(风速切变)越大,坡度越大
北方(高纬)锋面坡度南方(低纬)锋面坡度注意:冷锋的坡度大于暖锋和静止锋习题位于45
N的地面锋,锋后冷气团为NE风5米/秒,锋前暖气团为SW风10米/秒,冷空气的温度为-5℃,暖空气的温度为0℃,试求锋面坡度(注:锋面为东北—西南走向)。§4.1.3锋面天气锋面是向冷空气倾斜的过渡带,其附近的气象要素、云系和降水的分布都与锋面的这种结构特征有关。锋面附近的气象要素锋面附近的云和降水分布1、锋面附近气象要素特征(1)温度场特征锋区内水平温度梯度很大,通常5-10ºC/100km,而一般气团内为1-2ºC/100km。地面图上,温差大的地区等压面图上,等温线密集的区域锋区随高度增加向冷空气一侧倾斜。高空等温线的走向与地面锋线的走向近于平行。地面锋线与高空锋区的相对位置700hPa地面冷气团暖气团高空温压形势与地面锋系锋区内垂直温度梯度很小(逆温、等温和微弱降温)。图4.8锋面附近的等温线和等位温线垂直分布图4.9冷锋后侧温度随高度的变化锋区()(2)位温场特征在垂直剖面上,等θ线在锋层内最为密集;与锋区的上下界近于平行。图4.8锋面附近的等温线和等位温线垂直分布定锋的依据取对数,再对z求偏导等θ线密集在对流层中,一般0﹤
﹤
d,即θ随高度增加而增大,但在锋区内,
≤0或
﹥0但很小,所以(
d-
)比一般气团内大很多,使锋区内
θ/
z比周围大得多,所以等θ线密集。图4.9冷锋后侧温度随高度的变化锋区()假定锋面是物质面,即其两侧的冷、暖空气只能沿锋面上下滑动。而在干绝热条件下,θ是守恒的,于是沿锋面滑动的空气的位温将保持不变,因而锋面必将是等θ面。锋面并非物质面,水汽凝结现象也经常发生
近似平行在近地面,非绝热影响较大,等θ面与锋面有较大夹角。等θ线平行于锋面假相当位温场(θse)
在实际大气中,考虑水汽凝结的影响,可用θse代替θ进行分析,同样可得:锋区中等θse线密集,锋区与等θse线平行,θse随高度迅速增大,在锋区附近,中低层冷锋前有舌状高值区,冷锋后有舌状低值区。
假相当位温垂直分布(虚线为等温线,细实线为等θse线,粗实线为锋的上下界)(3)气压场和风场
①气压场由锋面坡度公式故锋面两侧气压梯度不连续。锋面位于气压槽中,等压线通过锋面时呈气旋式弯曲,其折角指向高压。②风场水平切变
地面锋位于气压槽中,锋线附近的风场有气旋式切变,地面摩擦使风与等压线成一交角,在锋面附近形成辐合区。风切变,是指大气中两点间风速和风向的剧烈变化。西北风偏西风东南风偏西风冷锋暖锋垂直切变风速的垂直切变:因为锋区内水平温度梯度很大,所以热成风很大,故风速在垂直方向切变很大。风向的垂直切变:地面冷锋之后的测站,自低层至高空,通过锋层时风向作逆时针旋转,对应有冷平流;地面暖锋之前的测站,自低层至高空通过锋层,风向作顺时针旋转,对应有暖平流。(4)变压场
冷锋后有三小时正变压暖锋前有三小时负变压图4.11锋附近的变压分布(a)冷锋(b)暖锋特征:不论冷暖锋,锋后的变压代数值一定大于锋前的变压代数值。(注意,实际情况包括了日变化值。)气压变化的物理意义:代入连续方程:边界条件:时,;
即
第一项第二项
——气压倾向方程第一项为密度平流项,(气压变化的热力因子)
a.若,气柱为暖平流则地面减压
b.若,气柱为冷平流则地面增压暖锋前暖平流,负变压明显。冷锋后冷平流,正变压明显。第二项为水平速度散度项(动力因子)。若气柱辐散为主,质量减少。则地面减压。若气柱辐合为主,质量增加。
则地面增压。锋面移动越快,锋面坡度越大,锋两侧冷暖气团间的温差越大,则暖锋前的负变压和冷锋后的正变压也就越大,反之越小。准静止锋由于其移动性较小,所以它附近的气压变化小。锢囚锋前多为三小时负变压,锢囚锋后多为三小时正变压。暖式锢囚锋,正变压常扩展到地面锋线之前;冷式锢囚锋,负变压常扩展到地面锋线之后。4.11(5)垂直运动锋附近存在大规模的垂直运动,所以与大范围的
云雨区相对应。锋面抬升作用水平方向上垂直于锋线的风速与锋面的移动速度不相等时,空气沿锋面作上升或下沉运动摩擦辐合作用地面锋线附近空气辐合而产生上升运动空中槽的作用锋面处于槽前时,锋上有上升运动;锋面处于槽后时,锋上有下沉运动。温度平流的作用暖锋锋区附近有暖平流,有上升运动;冷锋锋区附近有冷平流,有下沉运动。暖锋:冷暖空气两侧整层均为上升运动。冷锋:冷空气一侧为下沉运动,低层有微弱的上升运动,暖空气一侧有时整层皆为上升运动;有时高层为下沉运动,低层为上升运动。暖气团暖气团暖气团冷气团冷气团冷气团锋附近垂直运动示意图暖锋冷锋冷锋2、锋面天气锋面天气主要指锋附近的云和降水的分布。影响锋面云系和降水的主要因素有垂直运动水汽和层结稳定度
锋面云系和降水的形成,主要是暖气团沿着锋面爬升时,由于绝热冷却作用使水汽发生凝结的结果。锋面附近出现什么样的天气,主要决定于暖气团的水汽含量和层结稳定度。层结稳定和水汽含量多的暖空气沿锋面爬升时,可形成层状云和连续性降水,若暖空气水汽含量大和层结不稳定则可形成对流性云和阵性降水。暖锋天气暖锋是向冷气团方向移动的,在它移动过程中,暖空气—方面向冷空气方向移动,另—方面又沿着锋面向上滑升。
暖锋主要的云系和降
水出现在锋前暖气团冷气团锋前连续性降水,雨区宽300~400km从离锋线最远的地方看,其云序为卷云、卷层云、高层云、雨层云等层状云。靠近地面锋线附近处,云最低、最厚,离锋线越远,云就越薄越高。暖锋到来之前12-48小时的高空卷云夏季,当暖空气层结不稳定且湿度很大时,在暖锋上可产生积云和积雨云,常伴有雷阵雨天气。当暖空气干燥,水汽含量很少时,锋上只出现一些中、高云,甚至无云。冷锋天气根据冷锋和高空槽的配置、移动速度和锋上垂直运动等特点,可将冷锋分为
缓行冷锋(第一型冷锋)
急行冷锋(第二型冷锋)缓行冷锋地面锋线位于高空槽前部,锋面坡度不大,约为1/100,移动速度较慢,暖空气沿着冷空气向上滑升。主要云系和降水分布与暖锋大体相似,只是云雨区出现在地面锋线后面,云系排列次序与暖锋相反。由于此型冷锋坡度通常比暖锋大,云区和降水区比暖锋窄。冷气团暖气团锋后连续性降水,雨区宽150-200km,不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水地面锋线过后开始降水,风速突然增大,天气恶劣,待高空槽过后,降水逐渐停止,天气开始转晴。这种冷锋在中国冬半年比较常见。但若暖空气比较干燥,锋上云系中就可能不出现雨层云或高层云。如中国东北和西北高纬地区,锋上仅有卷层云,但常有降雪现象。当暖空气处于对流性不稳定时,在锋线附近可有浓积云和积雨云发展,出现雷阵雨天气。这种情况在中国夏季比较常见。天气特征急行冷锋地面锋线一般位于高空槽线附近或槽后,其坡度大,约为1/70,移动较快,其低层锋面特别陡峭,有时甚至向前突出成一个冷空气“鼻子”,使前方的暖空气产生激烈的上升运动。在高空,这时冷锋往往处于西风带低槽后,冷平流较强,暖空气沿锋面下滑,出现下沉气流。云系及降水区分布于地面锋线附近,云雨区比较狭窄,一般约为几十公里到一百公里。暖气团冷气团主要形成浓积云和积雨云,在积雨云前常有卷积云和高积云。积雨云区很窄,只有几十公里,降水一般呈阵性。在地面锋线移近时,由于冷空气的冲击,往住形成强烈发展的积雨云,沿着锋线排列成一条狭窄的积雨云带,顶部常可达10公里以上,而宽度则仅仅有数十公里。这种积雨云带之间一般多有空隙。当这种冷锋来临时,常常是狂风暴雨,乌云满天,且有雷电现象,待锋面过后不久,天气即转晴朗。这种冷锋天气在中国夏半年比较常见。冷锋锋前云如果暖空气比较稳定时,云系分布和暖锋相似,为层状云系。当锋面来临时,也是先见卷云、卷层云,以后云层逐渐增厚变低,在临近锋线时有时有降水。待锋线一过,云消雨散,仅风速突然增大,有大风出现。这种冷锋天气多出现在中国冬半年。如果暖空气比较干燥,可能只出现少量高云和中云,而无降水现象,在锋后常出现大风和风沙现象,称为“干冷锋”。多出现于中国北方的春季。这种冷锋由北方移到江南地区时,若暖空气中水汽含量丰富,有时也可以产生降水现象。准静止锋天气中国的准静止锋一般是由冷锋演变而成的,它的坡度一般很小(约为1/250)。准静止锋的天气,类似于第—型冷锋,云区、雨区都比暖锋更宽些,降水强度虽比暖锋小,但降水持续时间比暖锋长,往往是连绵细雨不断,准静止锋附近风力很小。北侧:偏北、东北风;南侧:偏南风静止锋北侧连续性降水(连阴雨天气),雨区宽600km不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水在冬半年,当准静止锋的坡度特别小时,由于暖空气滑升到离地面锋线一定距离之处才能凝结成云雨,故云雨区不紧靠地面锋线,而是离锋线有一定距离。在春夏季节,若暖空气层结不稳定,在准静止锋上同样可以出现积雨云和雷阵雨天气,若在低空有切变线或低涡相配合,多有显著的降水现象,有时甚至可产生暴雨。梅雨时期江准流域的准静止锋常出现这种天气。由于准静止锋移动缓慢,当冷暖空气时强时弱时,可使准静止锋在某一地区来回摆动,受它影响的地区可出现长时间的晴雨相间天气。天山静止锋、昆明静止锋冷暖无云、无降水层积云、雨层云少量降水地形静止锋锢囚锋天气锢囚锋常是由两条锋面合并而成,故它的天气就保留原有两条锋的特点。如由两条层状云系合并而成的锢囚锋,它的主要云系也是层状云,且近乎对称地分布于锢囚锋的两侧,这种锢囚锋为暖式锢囚锋。若原来一条锋面是层状云,而另一条锋面是积状云,两者合并锢囚后,层状云和积状云相连在一起,这种锢囚锋为冷式锢囚锋。当锢囚锋形成后,在锢囚点以上的上升运动会进一步发展,云层增厚,降水强度增强,降水区域也不断扩大;而在锢囚点以下则有新的云系产生。随着锢闪锋的进一步发展,暖空气会被抬得更高,所含水汽也因降水而逐渐减少,锢囚点以上的云层就会逐渐变薄而消散。在中国,锢囚锋主要出现在东北和华北地区,在一年当中以春季为最多。保留原来两条锋的一些特征;云层增厚,降水增强,雨区扩大,风力界于两条锋之间。冷式锢囚锋天气分布暖式锢囚锋天气分布3、锋区输送带所谓输送带,是指以天气系统为坐标系的相对气流,它们是系统内产生云和雨区的主要气流。输送带一般分成两类:暖输送带冷输送带。暖输送带暖输送带是指一支位于冷锋前方边界层内的暖湿气流,其运动方向主要与冷锋相平行,但仍有少量分量跨越锋面。跨越锋面的分量虽然少,但它是非地转的,它对锋面附近天气的产生具有很重要的作用,可以产生两类完全不同的锋面天气。根据跨越锋面分量的不同,可将暖输送带分成两类:向后倾斜滑升暖输送带向前倾斜滑升暖输送带向后倾斜滑升
暖输送带这类输送带的上升运动一般发生在冷锋附近和冷锋的上方,锋后有较强的下沉冷干空气。在大气低层,地面冷锋线附近的锋面坡度较陡,冷锋前方的边界层中暖空气在冷锋线前缘附近剧烈上升。在冷锋线前缘附近可以形成具有每秒数米上升速度的狭长带状区域,称为线对流。地面冷锋线附近强烈的抬升运动,一般只限于大气低层2~3km以内,再向上暖空气沿着冷锋楔向上滑升。这两种不同的上升运动区产生了两种不同的降水型,在线对流区可形成窄的暴雨或大雨带;另一种是宽广的中、小雨区,它扩展到冷锋后的相当范围。向前倾斜滑升暖输送带主要上升运动发生在地面冷锋前方的暖区中,继而在暖锋上方倾斜上升。在冷锋的上方,暖空气从对流层下部下沉,具有很低的湿球位温。这支具有低的湿球位温的空气叠置在暖输送带上方时,在这两支气流叠加处建立了位势不稳定区,如果有足够的触发作用,就将有对流发生,甚至可能有深对流发生,但更多见的是发生在对流层中层的浅对流。输送带在暖锋区滑升时逐渐发生反气旋式(向右)偏转,在转向区形成向北凸的边界,这就是暖锋云雨区。叠加在暖输送带之上的干、低湿球位温空气的前缘,有时形成很清楚的高空冷锋(或高空露点锋),在高空冷锋的前头,暖湿空气的厚度突然增加,形成有组织的对流云带,尾随弱的暖锋降水之后出现大的对流性降水。高空冷锋过境之后,除了在气旋中心附近可能出现深对流之外,在浅层湿区内,出现小雨或分散的弱对流降水。冷输送带暖输送带支配着中纬度锋面中云和降水的形成,而冷输送带则是形成锋面云系的次要气流。这支气流来源于气旋的东北部的反气旋辐散流出的气流,位于地面暖锋前和暖输送带之下,相对移动的气流向西运动,使原为冷干的空气,因接收从暖输送带中落下来的降水迅速蒸发而变湿。当冷输送带空气继续向西接近气旋中心或接近暖锋地面锋线时,摩擦辐合上升增强,可能与暖输送带合并作反气旋式旋转上升。ConceptualModelofWCBAconceptualmodelofstreamsinamid-latitudecyclone(O.Cooperetal.,2001,IGACNewsletter)PCF-PostcoldfrontairstreamDA-DryairStreamCCB-ColdconveyorbeltWCB-Warmconveyorbelt§4.1.4锋生、锋消和锋的移动1、概念锋生:锋的形成或增强锋消:锋的消失或减弱锋的生消导致锋面附近天气的急剧变化按锋的定义,锋在热力场最主要的特征是锋的两侧温度有显著的差异。因此研究锋生、锋消时,可以从水平温度梯度随时间的变化入手。在等压面图上,某地带内等温线密度随时间增大,则称这个地带有锋生;反之有锋消。通常水平运动、垂直运动和非绝热变化会使得等温线密度随时间变化。锋的生、消也可以从地面图上的要素特征和天气变化来分析,当某地带有锋面特征和天气现象显示出来,或者比以前表现得更清楚和活跃,则为锋生;如果锋面特征和现象比以前模糊和衰退,则为锋消。
气压槽、气旋性切变、变压、温差、云和降水等在等压面图上,等温线即为等位温线,用位温水平梯度的时间变化来讨论锋的生消。锋生函数:
2、锋生函数
物理含义:水平位温梯度随空气质点运动的变化率。Fh>0锋生Fh<0锋消锋生机制的理论说明由热力学方程:或其中Q为非绝热加热.对x求偏导(4.14)对y求偏导(1)非绝热加热沿温度梯度方向的非绝热加热梯度的锋生作用非绝热加热梯度与温度梯度方向一致时有锋生;反之锋消。暖气团一侧的非绝热加热大于冷气团一侧时有锋生。xzWARMCOLD
当冷空气南下移到暖的下垫面上时,下垫面的热量会通过湍流、对流辐射和传导等过程传给其上的冷空气,于是冷空气前部变暖,有利于锋生。
在暖气团一侧发生凝结潜热释放,暖气团增暖,有利于锋生;但若冷气团一侧发生凝结潜热释放,则锋消。取坐标x轴垂直于地面锋线由冷区指向暖区(2)垂直运动作用沿温度梯度方向的垂直运动水平梯度的作用若大气层结稳定,则温度梯度与垂直运动水平梯度一致时有锋消,两者相反时锋生;若大气层结不稳定,则温度梯度与垂直运动水平梯度一致时有锋生,两者相反时锋消。zx若大气层结不稳定,产生锋生
大气层结稳定,产生锋消
取坐标x轴垂直于地面锋线由冷区指向暖区(3)水平运动辐合在已有水平温度梯度情况下水平辐散辐合的作用水平辐合时锋生水平辐散时锋消z水平辐合xxy取坐标x轴垂直于地面锋线由冷区指向暖区垂直于锋面的辐合产生锋生水平变形产生的锋生作用伸展形变切变形变(4)水平变形场的作用设等位温线与x轴的夹角为β伸展形变取典型线性变形场,设x轴为变形场的伸展轴,y轴为收缩轴当等温线与伸展轴的交角小于45º时,等温线将变密集有锋生;当等温线与伸展轴的交角大于45º时,等温线将变稀疏有锋消。(朱乾根等,2007)鞍型场锋生机制
当等温线与伸展轴的交角小于45º时,等温线将变密有锋生;当等温线与伸展轴的交角大于45º时,等温线将变稀有锋消。但只要交角小于90º,在流场的作用下,等温线将会旋转到交角小于45º。yx切变形变最易导致锋生的温压场模型在锋生作用的早期,等温线并不一定是像图中那样密集,但只要这种气压场形势能维持足够长的时间,则有来自不同地区、不同气团的气流向某一地带汇集,使该地带的温度水平梯度逐渐增大,从而使锋生作用加强。(朱乾根等,2007)3、影响锋生的因子动力因子:大尺度强迫、辐合辐散、垂直运动地形作用物理过程:摩擦耗散、湿物理过程(凝结加热)、感热加热例如大气大尺度运动产生的水平变形和切变变形作用于锋区上,产生非地转的水平辐合及暖空气上升、冷空气下沉运动;如果暖空气中含有水汽,则暖湿空气沿锋面的上升又会发生凝结潜热释放,而降水进入干冷空气后会发生蒸发冷却作用,这非绝热过程有锋生作用;同时凝结加热与蒸发冷却又会引起地面的辐合辐散,再通过辐合辐散项产生锋生或锋消。物理过程动力过程锋生锋生的动力学特征(朱乾根等,2007)水平汇合流场(矢量线)和等温线(虚线)分布垂直于锋区的垂直剖面(实线为等风速线,虚线为等温线,箭头为垂直运动和非地转风分量4、锋生锋消概况
(一)锋生概况南方锋生带:华南到长江流域北方锋生带:河西走廊到东北这两个锋生带是和南北两支高空锋区相对应的。锋生带随高空锋区的季节变化而相应地发生位移。自春到夏,锋生带逐渐北移,自夏到冬,则逐渐南移。南方锋生带:冬半年(10一5月)位于江南地区。春季锋生最频繁,因为这时南下的冷空气势力比冬季弱,而南方暖湿空气已开始加强,东移的高空低槽增多,地面倒V形槽容易发展,有利于锋生。六、七月,锋生带移到长江流域,盛夏时,锋生带移到华北,这时江南极少锋生。九月以后,锋生带又逐渐南移。北方锋生带:冬季,由于这一带经常位于高空脊前槽后,地面反气旋活动频繁,锋生不多。三月以后,这地区的反气旋势力减弱,从西方东移的高空低槽频繁,这时蒙古和我国东北地区常有锋生。五月以后高空锋区北跃中蒙边界一带的锋生又减少。但我国东北地区,这时因常有冷涡存在,涡后强烈的冷平流常在东北及华北地区生成副冷锋。河西地区在夏季锋生较多,这是因为夏季侵入我国的冷空气路径偏西,常沿青藏高原东侧南下,此时,河西地区是冷空气必经之路。冬半年由于冷空气路径偏东,所以春、冬两季在这一带的锋生较少。高空有冷性低槽发展,槽后较强的冷平流使得温度梯度加大,利于冷锋形成冷锋锋生暖锋锋生(朱乾根等,2007)850hPa、700hPa上有暖式切变,切变线南部较强的偏南风与暖的温度脊配合,在较强的暖平流作用下,温度梯度加大,造成暖锋锋生我国有些地区的锋生与地形有关。如天山北坡、南岭北坡和昆明-贵阳-成都一线的坡地等,都是常见的静止锋锋生区。(二)锋消概况中国的锋消区主要在青藏高原以东30
-40
N一带。该地区常处于东亚大槽后部,又处于高原东侧,下沉气流往往较强,有利于锋消。从季节来看,夏半年锋消较多,绝大多数冷锋在中国大陆消失,极少能继续东移入海。太平洋副热带高压脊经常控制中国近海及东南大陆,受下沉气流影响,有利于锋消。此外,夏季冷空气本身不强,而南下又极易变性。5、锋的移动概况:地区差异,锋的移速北方比南方快。平均移速,西北35
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