4.2 锋面气旋

第二节锋面气旋锋面气旋结构一、气旋概述1.气旋的概念中心气压低四周气压高，具有中心辐合流场的水平空气涡旋，称为低压。在北半球，逆时针方向旋转的大型水平空气涡旋称为气旋；在南半球则相反，顺时针方向旋转的大型空气涡旋称为气旋。由于气流从四周向气旋中心辐合，必然产生上升运动，气流升至高空又向四周辐散，这样才能保证低层大气不断地从四周向中心流入，气旋才能存在和发展.所以，气旋存在和发展必须有一个水平运动和垂直运动所组成的环流系统。2.气旋的强度和范围气旋的强度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。一般地面气旋中心气压值在970hPa～1010hPa，强大的气旋中心气压值可低于935hPa。气旋的范围在地面天气图上，是以最外围闭合等压线围成的直径来表示。一般气旋的范围1000KM，最大的2000-3000KM，最小的300-500KM。3.气旋的分类（1）按形成和活动的地理区域分：①热带气旋（热带区域：南北回归线之间是热带）②温带气旋（锋面气旋）（温带区域：南回归线23°26’S到南极圈66°34’S之间，北回归线23°26’N到北极圈66°34’N之间）（2）按热力结构分：①无锋面气旋无锋面气旋包括热带气旋和热低压。②锋面气旋锋面气旋只产生于中高纬地区。二、锋面气旋1.锋面气旋的概念锋面气旋频繁产生和活动于温带地区，故又称为温带气旋。发展强烈的锋面气旋，可带来强烈降水、雷暴、大风等恶劣天气，因此是经常影响中高纬大洋航线天气的主要风暴系统。在发展强盛的锋面气旋中，最大风速可达32.6m/s以上（12级）。从垂直方面看，气旋的高层是气流的辐散区，低层是气流的辐合区。当低层辐合小于高层辐散时，气旋将加深；当低层辐合大于高层辐散时，气旋将填塞。一个发展成熟的锋面气旋，一般是由2-3个气团组成。从平面上看，北半球气旋是一个逆时针旋转的涡旋，中心气压最低，从中心向前方伸出一条暖锋，向后方伸出一条冷锋，冷暖气团之间是暖气团，暖锋前、冷锋后是冷气团。锋面气旋的生命史及发展演变1）初生阶段a(波动阶段):气旋生成以前，有一条准静止锋或缓行冷锋。锋线的北侧是冷空气，偏东风；南侧为暖空气，偏西风。当原来东西走向的锋上产生了南北方向的小波动，冷空气在波峰后向南侵袭，暖空气在波峰前向北推进，于是出现了冷、暖锋。2）发展阶段b:随着波动的不断加大，中心气压继续降低，闭合等压线增加，冷空气进一步向南推进，冷锋附近出现阵雨或阵雪，暖锋前也出现降水，降水区扩大。3）锢囚阶段c:由于冷锋一般比暖锋移动速度快，最后追上暖锋，地面暖空气被抬离地面称为锢囚。锢囚开始时，由于冷、暖锋相遇，锋面抬升作用增强，降水强度及范围均增大。在此阶段，气旋发展最盛，气压最低，风力最强，大风范围也进一步扩大，地面暖区范围不断变窄。4）消亡阶段d:气旋发展到最后阶段，逐渐与锋脱离，变成1个冷性涡旋。在摩擦的作用下，慢慢填塞消失。4.锋面气旋在卫星云图上的特征在锋面气旋不同发展阶段，其卫星云图具有不同的特征，云系变化较为明显。气旋再生气旋再生：趋衰亡的气旋，在一定条件下又重新发展起来的过程，称为气旋再生。⑴副冷锋加入后再生；⑵冬季，气旋入海后加深引起再生。(3)锢囚点处再生。5.锋面气旋天气特征锋面气旋的天气，可以看成是以气旋的空气运动特征为背景的气团天气与锋面天气的综合。北半球锋面气旋南半球锋面气旋暖锋前天气（东部）云系：云依次为Ci,Cs,As,Ns。降水：锋前3～4百公里连续性降水。气温：逐渐升高。气压：逐渐下降，最大负变压在锋前。能见度：雨区差，有雾。风：北半球，锋前E～SE，锋后S～SW，过境顺转。南半球，锋前E～EN，锋后N～NW，过境逆转。风力大小取决于气压梯度。浪:海浪逐渐增大。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：稳定少变。能见度：差。风：北半球吹S～SW；南半球吹N～NW。海上风力较大。浪：在低压SSW300～600海里为大浪区。冷锋后天气（西部）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：下降。气压：升高，最大正变压中心在冷锋后。能见度：海上好，陆上时有风沙。风：北半球吹N～NW大风；南半球吹S～SW大风。风力可达6～9级或以上。浪：海面大浪◄6.船舶通过锋面气旋北半球：当船舶沿AB线迎面穿过锋面气旋的低纬一侧时，将会遇到上述暖锋前、暖区和冷锋后三个天气区，测到风向随时间依次为SE→SW→NW顺时针变化，云系依次为Ci→Cs→As→Ns→St→Cb。气压：先降后平再升；温度：先升后降；能见度:先差后好；风力：先小后大南半球风向随时间逆时针变化（NE→NW→SW）。6.船舶通过锋面气旋北半球：如果船舶沿CD线从锋面气旋中心以北（高纬一侧）通过时：云层很厚：CiCsAsNsAs降水较强：连续性降水。风向：北半球SEENENNW逆时针改变南半球NEESESSW顺时针改变。例题：图为南半球典型锋面气旋示意图，图中B点的风向为：A.SW风B.NW风C.W风D.NE风7.锋面气旋中的风、浪分布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SSW300-600海里处。8.锋面气旋的移向和移速（1）移向锋面气旋形成后，其移动方向主要受西风带基本气流引导，总趋势都是自西向东移动。如东亚气旋移动路径主要有三种情况：一是自西向东，二是自西南向东北，三是先自西南向东南，然后再折向东北。东亚气旋若在移动过程中不消失的话，最终都将移至阿留申群岛附近以及以东洋面，在那里锢囚消失。（2）移速气旋平均移速30km/h～40km/h，慢的15km/h，快的100km/h左右。一般初生和发展阶段移速快，锢囚消亡阶段慢；气旋强度减弱时快，加深时慢；春季最快，夏季最慢。锋面呈南北向时的气旋移动快，锋面呈东西向时的气旋移动慢。三、东亚气旋1.东亚气旋源地东亚及北太平洋锋面气旋的生成区主要有三个：蒙古气旋生成区、江淮气旋生成区和沿海气旋生成区。2.东亚气旋强度的季节变化将中心气压值≤980hPa定为强气旋，981hPa～1000hPa定为中等气旋，＞1000hPa定为弱气旋。强气旋多与强冷空气活动的冷高压相伴而生，冬季气旋东移入海后进一步发展加深，所以强气旋主要集中在海面上。夏季气旋在移动过程中强度变化很小，有些几乎不变，大部分在入海前就减弱消失。东亚气旋是影响我国沿海区域的主要天气系统之一。在其影响下，常常造成沿海地区的暴雨和大风等恶劣天气。东亚气旋的移动路径：锋面气旋形成后，其移动方向主要受西风带基本气流引导，东亚气旋移动路径主要有三种情况：（1）自西向东;（2）自西南向东北;（3）先自西北向东南，然后再折向东北。总趋势都是自西向东移动。六、爆发性气旋爆发性气旋：当温带气旋发展速度达到ΔP/24h×sinφ/sin60≥1（φ：气旋中心所在纬度；ΔP：气旋中心气压24h降压幅度，单位为hPa）时，称为爆发性气旋。也称“气象炸弹”。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24h达到24hPa或12h达到12hPa，就定义为爆发性气旋。例如：我国某地，2013年03月15日00时00分某气旋中心气压992hpa，至2013年03月16日00时00分该气旋中心气压降至968hpa爆发性气旋的源地爆发性气旋俗称“气象炸弹”，是冬半年中高纬度洋面强烈发展的锋面气旋，平均风速都在20m/s以上，有时可达40～60m/s。可达到台风强度。它常伴有大范围的9～11级强风，具有很大的破坏力，使远洋船舶猝不及防。爆发性气旋主要发生在北太平洋和北大西洋的西北部。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洋面（35～55N，140～170E）是爆发性气旋的高发海域，约占82%。时间从11月到3月为最多。在上述海域航行的船舶，应实时接受气象传真图，加强现场观测，密切关注爆发性气旋动向，做好应对决策。统计西北太平洋海域1987～1996年各月爆发性气旋发生频数。10年中共发生157个爆发性气旋，主要出现在11月至次年4月，约占全年总数的90%，其中冬季（12月至次年2月）频率最高，夏季十分罕见。中心气压骤降，风力猛增，大风区范围迅速扩大是爆发性气旋的主要天气特征。虽然爆发性气旋只占气旋总数的15～20%，但由于强度大，发展快，范围广，难预报，常给海上航行的船舶带来严重威胁，往往造成海难事故。1987～1996年各月爆发性气旋发生频数月份123456789101112总数频数282626113200392227157气旋族(CycloneFamily)：在一条锋系上出现一连串气旋，称为气旋族。多则5个，少则2个，相距1-2千公里，朝着一定的方向移动。我国境内较少，欧洲和大洋上却常见。影响我国海域气旋1、黄河气旋1）多发季节：夏季。2）影响地区：黄河下游、辽东半岛、渤海、黄海北部和中部海面。3）发展路径：沿北北东方向经渤海进入东北地区常能得到发展。4）天气特点：出现较强的大风，风力可达8级以上水汽充沛时，气旋中心附近可出现大到暴雨或雷阵雨（通常降水较少）。影响我国海域气旋2、江淮气旋1）多发季节：春季和初夏，尤以6月份最活跃（江淮梅雨季节）由江淮静止锋上的波动发展而成。2）影响地区：长江中下游、淮河流域和湘赣地区、黄海。3）天气特点：大范围云系和降水，降水区位于700hPa切变线和地面静止锋之间。恶劣能见度：冷锋后和暖锋前碎雨云和锋面雾，春季气旋东部常有平流雾或平流低云、甚至毛毛雨。气旋四周产生大风：暖锋前偏东大风，暖区偏南大风，冷锋后偏北大风。影响我国海域气旋3、东海气旋1）多发季节：春季，其次为冬季。2）影响地区：东海和黄海南部海域。3）发展路径：向东北方向移动，到达日本南部后常会强烈发展。4）天气特点：水汽丰富，多阴雨天气，降水区主要分布在气旋中心附近。气旋后部常突然出现偏北大风，风力以靠近气旋中心的苏南、浙江和福建北部沿海为最强，有时可达7～8级。台湾海峡冷锋过境时风力更大。影响我国海域气旋4、蒙古气旋源于蒙古国的锋面低压系统,春季和秋季最为多见。其移行路径有两条:一是向东进入我国内蒙古,然后经东北平原沿松花江下游继续东移;二是东南移进入我国华北,入渤海再经朝鲜半岛东去。蒙古气旋对我国北方的天气影响很大,主要表现为大风、扬沙和降雨,尤其以大风最为突出。我国北方的春季大风天气多与该气旋影响有关。206下列正确的说法是____________．A．在北半球逆时针方向旋转，在南半球顺时针方向旋转的大型水平空气涡旋称为气旋B．在北半球顺时针方向旋转，在南半球逆时针方向旋转的大型水平空气涡旋成为反气旋C．A、B都对D．A、B都错210下列正确的说法是____________．A．锋面气旋水平尺度一般在1500~2000千米左右．大的可达5000千米以上，小的也有几百千米B．锋面气旋中心气压值一般在1020~1040百帕之间．目前的最高记录是1083.3百帕C．A、B都对D．A、B都错211温带气旋____________．A．频繁产生和活动于温带地区B．是经常影响中高纬大洋航线天气的主要风暴系统C．A、B都对D．A、B都错212强大的锋面气旋可造成地面大风警报的类别包括____________．A．[GW]，[SW]B．[TW]C．A、B都对D．A、B都错213典型锋面气旋的四个发展阶段依次为____________．A．波动阶段、成熟阶段、锢囚阶段、消亡阶段B．波动阶段、锢囚阶段、成熟阶段、消亡阶段C．成熟阶段、波动阶段、锢囚阶段、消亡阶段D．成熟阶段、锢