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  第十四章锋面气旋及中小尺度系统sect锋面气旋概述sect锋面气旋的天气结构和活动规律sect我国近海和日本近海的锋面气旋sect中小尺度系统mdash雷暴、飑线和龙卷sect锋面气旋概述气旋定义definitionofcyclone北半球逆时针旋转(南半球顺时针旋转)的水平空气涡旋称气旋。而由闭合等压线围成的中心气压比四周低的系统称低压。前者是从流场定义后者是从气压场定义。除低纬度地区外两者可以相互换用。地面气旋气流北半球地面流场为逆时针旋转向中心辐合南半球地面气旋流场为顺时针旋转向中心辐合。北半球南半球气旋强度和范围强度(Intensity):气旋以低压中心气压值来表示。中心气压值越低表示气旋越强中心气压值越高表示气旋越弱。地面气旋中心气压值一般在hPa之间强气旋有时可低于hPa。水平范围(HorizontalCoverage):以地面图上最外围的闭合等压线围成区域的平均直径表示平均为Km大的达Km。当气旋中心气压值随时间降低时称气旋发展(Developing)或加深(Deepening)反之当气旋中心气压值随时间升高时称气旋减弱(Weakening)或填塞(Filling)。气旋的分类根据气旋形成和活动的地理区域将气旋分为温带气旋(ExtratropicalCyclone)和热带气旋(TropicalCyclone)。根据气旋的热力结构将气旋分为锋面气旋(FrontalCyclone)和无锋面气旋。无锋面气旋包括热带气旋和热低压。锋面气旋的生命史初生阶段:从发生波动到绘出第一条闭合等压线又称波动阶段。高纬冷低纬暖随着锋面波动出现冷空气向南侵袭暖空气向北扩张开始出现冷、暖锋及锋面降水。地面图上可分析出一条闭合等压线沿暖气流方向移动h可移十几个经距。发展阶段:波动振幅加大冷、暖锋进一步发展中心气压继续下降出现多根闭合等压线锋面降水增强雨区扩大。气旋沿暖气流方向移动h可移十个经距左右。锢囚阶段:冷暖锋相遇出现锢囚中心气压降到最低辐合最强降水强度合范围增大锋速增大移速大大减慢。消亡阶段:气旋与锋脱离变成一个冷性低涡受摩擦辐合作用慢慢填塞。锋面气旋发展演变的温压场特征波动阶段:高空锋区呈波动式温度槽落后于高度槽气旋位于高空槽前气旋前部的暖平流使其减压其后部的冷平流使其加压槽前正涡度平流槽后负涡度平流。这两种因子联合作用的结果使地面气旋一面向前移动一面向前发展。地面摩擦作用很小。发展阶段:高空槽已加深且出现闭合中心温度槽仍落后于高度槽但位相更接近温度平流和涡度平流的联合作用使气旋继续发展并向前移动。地面摩擦作用增大但不占主导地位。锢囚阶段:高空槽进一步出现闭合中心温度槽趋于高度槽气旋发展到最强阶段出现锢囚温度平流变小涡度平流减弱移动缓慢。摩擦作用相对增大成为主要因子。消亡阶段:温压场重合冷暖平流趋于零气旋变为一个冷性低压锋面脱离气旋由于摩擦辐合作用气旋逐渐填塞而消亡。锋面气旋发展演变各阶段北半球锋面气旋示意图南半球锋面气旋示意图锋面气旋的卫星云图特征一个发展成熟的锋面气旋在不同阶段的云图特征(理想化)气旋再生和气旋族气旋再生:衰亡的气旋在一定条件下又重新发展起来的过程称为气旋的再生。再生的情况有三种:⑴副冷锋加入后再生⑵气旋入如海后加深引起再生⑶两个锢囚气旋合并加强。气旋族:在一条锋上一连串出现两个或两个以上气旋称为气旋族。气旋族与高空长波槽和锋区相对应气旋族中的一个锋面气旋都和高空长波槽前的一个短波槽相对应。爆发性气旋爆发性气旋:当温带气旋发展速度达到DeltaP(timessinphisin)ge(phi:气旋中心所在纬度DeltaP:气旋中心气压h降压幅度单位为hPa)时称为爆发性气旋。船舶采用定义法:即气旋中心不论在哪一纬度上其中心气压的加深率只要h达到hPa或h达到hPa就定义为爆发性气旋。爆发性气旋俗称ldquo气象炸弹rdquo是冬半年中高纬度洋面强烈发展的锋面气旋。它常伴有大范围的~级强风速具有很大的摧毁力严重威胁远洋的航行安全。爆发性气旋的源地北太平洋爆发性气旋主要发生在E以东W以西N以北的洋面上。东亚大陆及邻近海域很少有气旋作爆发性发展而在其东侧的西北太平洋海面(~N~E)是爆发性气旋的高发海域约占。爆发性气旋的时空分布~年各月爆发性气旋发生频数气旋作爆发性发展前后中心气压变化分布(单位:hPa)sect锋面气旋的天气结构和活动规律锋面气旋的天气模式北半球锋面气旋南半球锋面气旋锋面气旋的天气模式(暖锋前天气)云系:云依次为Ci,Cs,As,Ns。降水:锋前~百公里连续性降水。气温:逐渐升高。气压:逐渐下降最大负变压在锋前。能见度:西区差有雾。风:在北半球锋前E~SE锋后S~SW过境顺转。在南半球锋前E~EN锋后N~NW过境逆转。一般锋前风力大于锋后。风速~级。浪:海浪中浪锋面气旋的天气模式(暖区天气)云系和降水:若来自热带海洋气团水汽充沛出现St、Sc大片平流雾或毛毛雨若来自热带大陆气团干燥少云无降水。气温:升高。气压:缓慢降低。能见度:差。风:北半球吹S~SW南半球吹N~NW。风速~级。海浪:在低压中心SSW~海里为大浪区。锋面气旋的天气模式(冷锋后天气)云系:第Ⅰ型冷锋Ns、As、Cs、Ci第Ⅱ型冷锋出现积状云Cb。降水:第Ⅰ型冷锋连续性降水。第Ⅱ型冷锋阵性降水。气温:迅速下降。气压:迅速升高。能见度:变好。风:在北半球吹N~NW在南半球吹S~SW。风速~级。浪:中到大浪。当测到风向随时间作顺时针变化船舶通过气旋的低纬一侧(南侧)当出现云系依次为:CiCsAsNs时船舶通过气旋的高纬一侧(北侧)。当测到风向随时间作逆时针变化船舶通过气旋的高纬一侧(北侧)。当出现云系依次为:CiCsAsNsAcCb时船舶通过气旋的低纬一侧(南侧)。锋面气旋中的波浪分布特征风浪特征:⑴气旋区中的风、浪分布不对称⑵气旋南侧的强风、大浪大于北侧⑶最大的强风中心和大浪中心出现在气旋中心南南西方向海里处。风浪中部和东部太平洋锋面气旋在太平洋中部和东部生成的气旋一般向东北方向移动最终移至北美的东岸和阿拉斯加湾平均移速Kn最大频率出现在月。冬季北美的太平洋沿岸的气旋发展最强烈活动最频繁。东方美食夏季中心强度减弱活动明显减少范围向北收缩。北大西洋锋面气旋影响北大西洋的锋面气旋主要来自北美大陆和美国的东部沿岸冬季主要有三条路径:()气旋在N之间自西向东沿着与纬圈平行的路径移动进入大西洋后向东北方向移动。()在美国中部向南移动然后向东北朝着圣劳伦斯湾移去。()在美国的东部沿岸和墨西哥湾产生后向东北方向朝着纽芬兰移去。季节变化:冬春季发生频率高强度大夏季明显减少路径偏北。东亚锋面气旋的源地锋面气旋的生成区大体分为三个区域:蒙古气旋生成区、江淮气旋生成区和沿海气旋生成区。蒙古气旋生成区位于N之间的区域即黄河以北、贝加尔湖以南的广大地区气旋称为北方气旋。包括蒙古气旋、东北气旋和黄河气旋江淮气旋生成区位于N之间的区域属南支锋区气旋沿海气旋生成区较为宽阔在~N~E区域中有一条西南东北走向的带状海域是高发区其中包括东海北部、日本南部海域、黄渤海、日本海和千岛群岛附近洋面生成的气旋冬春偏多约占全年%。东亚气旋的移动路径和移速①蒙古、东北气旋先是向东南而后折向偏东移动穿过鄂霍次克海继续东移到阿留申群岛有的进入白令海有的移入阿拉斯加湾最后锢囚消失。②产生于江淮、黄河流域的气旋入黄海、渤海得到发展向东北方向移动进入日本海进一步发展然后移至阿留申群岛附近进入白令海或阿拉斯加湾。③东海气旋、江淮气旋的一部分和产生于日本南部海面的气旋向东北方向移动经日本南部海面发展移过阿留申群岛南岸一部分到达白令海锢囚消失另一部分到达阿拉斯加湾或北美沿岸。上述气旋若移动过程中并不消失的话最终都要移至阿留申群岛附近以及以东洋面在那里锢囚消失。平均移速Kmh慢的Kmh快的达Kmh左右。一般初生快锢囚消亡慢春季快夏季慢。东亚气旋的移动路径sect我国近海和日本近海的锋面气旋我国近海的锋面气旋mdash黄河气旋黄河气旋:指产生于黄河流域的气旋。影响黄河下游、辽东半岛、渤海。黄海北部和南部的洋面。特点:一年各季均可发生夏半年(月)最频繁多造成大风水汽充沛时有大雨和暴雨。路径:⑴气旋东移入海不大发展⑵向东北方向沿山东半岛入海也不大发展⑶自北北东方向经渤海进入东北地区气旋往往得到发展。我国近海的锋面气旋mdash江淮气旋江淮气旋:指发生在江淮流域和湘赣地区的锋面气旋。特点:春季和初夏出现较多造成范围较大的降水和沿海大风。在冷锋前和暖锋后形成很低的碎雨云和锋面雾使能见度恶劣影响海上船舶安全。路径:一条是向东北东经东海北部到日本海南部附近另一条是想北北东经黄海到日本海。我国近海的锋面气旋mdash东海气旋东海气旋:指东海海域发生、发展的气旋。形成时中心气压不低边向东北方向移动边发展到达日本南部海面迅速加深有时作爆发性发展并伴有级以上大风天气变化剧烈。移到千岛群岛以东洋面气压降到hpa最终在阿留申一带锢囚消失。特点:春季最多冬季次之夏秋两季最少后部的偏北大风影响我国沿海降水区主要分布在气旋中心附近。路径:先向东北偏东方向移动到日本南部加深发展有东北东转为东北方向移动影响朝鲜和日本的天气带来大风和降水。日本海低压日本海低压:产生于黄海、东海的低压移至日本海后迅速加深发展引起日本地区吹强劲地西南风海况恶劣。春季较多。双低压双低压:当发生于黄海的低压进入日本海并迅速发展时同时发生于东海的低压朝日本南部沿岸移动形成双低压的形势。两大压逐渐接近在北海道以东迅速加深常常达到台风的强度。热低压热低压是浅薄而移动缓慢的暖性低压系统是近地层的无锋面气旋。通常出现在夏季内陆地区由于近地层空气受热不均匀而形成。大陆的热低压日变化明显夜间和早晨弱白天强午后达最强。sect中小尺度系统mdash雷暴、飑线和龙卷雷暴定义:指积雨云中发生的雷电交加的激烈放电现象。通常伴有暴雨、阵性大风、有时有冰雹、龙卷等灾害性天气。雷暴的地区性和季节性:雷暴低纬度出现的次数多于中纬度中纬度又多于高纬度。季节变化明显夏季多春秋少冬季没有。雷暴形成的条件:充沛的水汽不稳定的大气层结。雷暴的发展雷暴的生命史:()发展阶段(积云阶段):低层气流辐合上升气流发展形成积云体。()成熟阶段:上升气流不断发展雨滴增大产生降水地面形成雷暴高压。()消散阶段:云体中的下沉运动占据了主导地位雷暴云减弱消散。雷暴过境时的天气特征:气压涌升气温急降风向突变风力猛增雷电交加阵性降水持续时间几十分钟。雷暴及雷暴高压飑线(Squallline)飑线定义:有若干排列成行的雷暴单体或雷暴群组成的狭窄强对流天气系统。范围:宽度小于Km长度几十公里到几百公里。生命史:几十分钟到十几小时。飑线的天气特征:飑线与雷暴高压相伴而产生高压的前沿就是飑线。天气现象:雷暴、暴雨、阵性大风、冰雹和龙卷。天气要素:风向突变风速剧增气压猛升气温陡降。飑线天气形式飑线与冷锋的比较飑线尺度:中尺度天气系统几十到几百公里。天气:天气恶劣变化剧烈而短促。移速:比较快是冷锋的~倍。生命史:几十分钟到十几小时。日变化:明显上午弱午后强傍晚弱。性质:在气团内部发生发展冷锋天气尺度达数千公里。大范围持久坏天气。平均移速~Kmh。数天。无明显日变化。两种性质不同的气团的交接面。龙卷(Spont)定义:是大气中一种小范围、强烈对流旋转的空气涡旋。一般与强对流云相伴出现。发生在水面上称水龙卷在陆上称陆龙卷。范围:小尺度系统水平几十到几百米最大不超过Km。垂直~米。形状:在对流云底如同ldquo象鼻子rdquo一样的漏斗状云柱。龙卷的天气特征范围小:水龙卷直径为~米陆龙卷稍大~米高度~米。生命期短:一般为几分钟到几十分钟。风力大:自中心到米处风速最大ms的风速不足为奇最大近ms。直线移动:移动路径多为直线平均移速ms移动距离为几百米到几公里。破坏力强:破坏力巨大给局部地区带来严重的灾难。年月日上海出现的一次龙卷一座三层楼卷倒一座钢筋水泥的层楼被削去一角一个重达吨的储油罐拔起米吹离米之远。中心气压极低:中心气压可降至hpa以下甚至达到hpa。龙卷云系

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