导语:锋面气旋发生和发展是什么呢?其实锋面气旋是大气中一种重要的天气系统,其产生源于不同温度、湿度和密度的气团相互作用。当冷暖气团相遇时,在边界形成一条锋面,而在这一锋面上,气旋便开始悄然酝酿,下面就一起去看看锋面气旋的形成原因吧!
锋面气旋发生和发展
锋面气旋
锋面气旋的发生、发展与高空锋区密切联系。当高空锋区上出现波状扰动并达到一定尺度(几千千米),而且具有明显风速切变时,波动可演变成不稳定波,振幅继续增大,终于形成气旋和反气旋,这种由锋面波动发展成的气旋,称第一类(A类)气旋。而由地面弱低压(或倒槽)与高空槽相遇并在高空槽作用下,地面低压得到发展并产生锋面,这样发展起来的锋面气旋称第二类(B类)气旋。两类气旋在起始发生条件上虽有区别,但形成后的发展过程却有某些相似,都同高空温压场结构和演变密切相关。
锋面气旋发展的高空温压场理想模式是:高空温度槽落后于高度槽以及气旋始终处于高空槽的前方。前者导致高空槽前出现暖平流,槽后出现冷平流,后者引起高空槽前气流辐散,槽后气流辐合。根据静力平衡和质量守恒原理,暖平流会引起地面系统热力减压,冷平流引起热力加压,气流辐散会造成地面系统动力减压,气流辐合会造成动力加压。因而高空槽前的下方既是热力减压区又是动力减压区,是有利于地面气旋发生、发展的区域。而高空槽后方是热力和动力加压区,有利于地面反气旋的发生发展。大量资料证明,只有发生在高空槽前的气旋和高空槽后的反气旋才能得到发展和壮大,否则,气旋和反气旋难以形成,即使形成也将不断减弱以至消失。
每个锋面气旋的生命史和演变过程,因所处条件不同而有差别,但是气旋的演变阶段和各个阶段的主要特征又有许多共同之处。根据实际经验(主要是西欧的),通常把锋面气旋的演变过程分为四个阶段。
(1)初生(波动)阶段:a、b、c,高空温压场结构是温度槽落后于高度槽,而且高空槽位于地面气旋中心的后方。随着锋面波动的开始和发展,冷空气逐渐向暖空气方向侵袭,暖空气向冷空气方向扩展,在波动前方形成暖锋,波动后方形成冷锋。围绕着波动产生了气旋式环流,环流中心气压下降,地面图上出现一根闭合等压线,锋面上生成波状的带状云系。卫星云图上出现与高空槽相对应的逗点云系。
(2)成熟阶段:d、e、f,高空温压场波动振幅增大,温度槽进一步接近高度槽,气旋中心气压继续下降,气旋式环流不断加强,冷暖锋进一步发展,出现系统性云系和降水。卫星云图上云带突出部分更加明显,并在移动方向的一侧边缘处有纤维状卷曲结构,表明高空有辐散气流,气旋在发展。气旋后部(箭头处)有凹向中心的曲率,预兆将出现干舌。
(3)锢囚阶段:g、n、i,高空槽进一步发展,出现闭合中心。高空温度槽更移近高度槽,地面图上冷锋较强并与暖锋相遇形成锢囚锋。这阶段气旋中心气压值降至最低,气旋环流达到最强,云雨范围扩展,风力增大,天气发展到最盛期。卫星云图上,云系出现螺旋状结构,锋面云带北侧出现一条从冷区伸向气旋中心的干舌,当干舌伸到气旋中心时,水汽供应被切断,气旋不再发展。
锋面气旋
(4)消亡阶段:j、k、l,高空温压场近于重合,成为一个深厚的冷低压。气旋低层被冷空气所占据,与锋面脱离成为冷涡旋,环流减弱、气压升高、范围扩大,云雨随之减少。在卫星云图上螺旋状云系消散,成为零乱的对流性云区。上述锋面气旋发展阶段是比较典型的情况。实际上有些气旋在生成后并未经历全部发展阶段就消亡了,也有的气旋发展到锢囚之后,又有冷空气加入并未消亡,反而又重新加强起来。因而,气旋的发展过程由于条件的差异而有不同。锋面气旋的生命史一般是5天左右。活动在北大西洋和欧洲的气旋,锢囚阶段缓慢,生命史往往超过5天,而活动在东亚地区的气旋,波动和成熟阶段较短,生命史大多在3天左右。
锋面气旋的形成原因
锋面波动。这是锋面气旋形成的主要原因之一,当锋面(冷气团和暖气团的交界处)在特定条件下产生波动时,如准静止锋或缓慢移动的冷锋,这些波动在适宜的环流条件下逐渐加深和发展,最终形成锋面气旋。
气压动力变化。在温压场的某一区域内,如果气压动力变化的速度和加速度的代数值是从中心向四周增加的,气旋生成的可能性就会增加。
气旋性环流。锋波动东段,暖空气向冷空气方向推进,形成暖锋;而西段冷空气向暖空气方向推进,形成冷锋。这种环流伴随着气压的下降,形成低压中心,从而促进气旋的形成。
此外,锋面气旋的形成还与地转偏向力的影响有关,在北半球,由于地转偏向力的影响,气流从高纬度向低纬度流动时偏向右侧,形成冷锋;相反方向流动时形成暖锋。锋面气旋的形成是一个复杂的过程,涉及大气中不同气团的相互作用和地转偏向力的影响。
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