氣團與鋒知識講解

氣團與鋒氣團

氣團的定義：氣團是指氣象要素（主要指溫度和濕度）水平分布比較均勻的大范圍空氣團。

在同一氣團中，各地氣象要素的垂直分布（穩(wěn)定度），幾乎相同，天氣現(xiàn)象也大致一樣。水平尺度可達幾千公里垂直范圍可達幾公里到十幾公里，常常從地面伸展到對流層頂。大氣科學學院苗春生氣團形成的條件

1.性質(zhì)比較均勻的廣闊地球表面，是氣團獲得比較均勻?qū)傩缘氖滓獥l件。

2.空氣運動?？諝廨椛⑦\動使得大氣中的溫度濕度的水平梯度減小，增加大氣中溫、濕特性的水平均勻性。大氣科學學院苗春生氣團變性含義：當氣團在廣大的源地上取得大致與源地相同的物理屬性后，離開源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時，兩者間又產(chǎn)生了熱量與水分的交換，氣團的物理屬性逐漸發(fā)生變化。這種變化稱氣團變性。氣團的變性氣團的分類

分類標準1、地理分類、2、熱力分類

地理分類（氣團源地的地理位置和下墊面性質(zhì)）北極氣團（冰洋氣團）極地氣團熱帶氣團赤道氣團（赤道海洋氣團）極地大陸氣團極地海洋氣團熱帶大陸氣團熱帶海洋氣團氣團

熱力分類（氣團的相對溫度）氣團冷氣團暖氣團我國境內(nèi)的氣團與氣團天氣

冬季西伯利亞氣團（絕大部分地區(qū)）熱帶海洋氣團（華南、華東、云南）西伯利亞氣團熱帶海洋氣團冷氣團：氣團向比它暖的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度下降

暖氣團：氣團向比它冷的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度升高.冷暖氣團是相對而言的，他們之間可以相互轉(zhuǎn)換，其過程就是氣團變性的過程熱帶太平洋氣團（東部地區(qū)）、熱帶大陸氣團

（西部地區(qū)）、赤道氣團（長江以南地區(qū)）、西伯利亞氣團（長城以北、大西北）、極地太平洋氣團（東北地區(qū)）

夏季西伯利亞氣團熱帶太平洋氣團極地太平洋氣團赤道氣團熱帶大陸氣團干旱強降水區(qū)域性降水鋒的概念和鋒面的坡度一、鋒的概念大氣科學學院苗春生大規(guī)模氣流匯合區(qū)可能有不同性質(zhì)的氣團相遇，天氣圖上表現(xiàn)為溫度的水平梯度加大。鋒的定義：冷暖氣團相遇，存在一個狹窄過渡區(qū)域，此過渡區(qū)域隨高度往冷空氣一側(cè)傾斜，該狹窄過渡區(qū)域稱為“鋒“。鋒區(qū)的定義：密度不同的兩個氣團之間的過渡區(qū)，等壓面圖上溫度水平梯度大而窄的區(qū)域，隨高度向冷區(qū)傾斜，是一個等溫線的密集帶。鋒面與空中某一平面相交的區(qū)域

(上界和下界之間的區(qū)域)。

。溫度梯度大鋒的概念和鋒面的坡度鋒面的定義：鋒的長度遠大于鋒的寬度，忽略鋒的寬度，冷暖界面趨于重合，此面稱為“鋒面”。(圖2.1b)鋒面的空間結(jié)構(gòu)鋒線的定義：鋒面與地面的交線稱為"鋒線"xyz二，鋒面坡度二、鋒面的坡度大氣科學學院苗春生鋒面的坡度數(shù)學公式：馬古列斯坡度公式大氣科學學院苗春生鋒面的坡度公式討論：1.其他條件不變，鋒面坡度是隨緯度增高而增大，當鋒面南移時，坡度變小，在赤道，鋒面不存在。，鋒面兩側(cè)溫差越大坡度越??；3.當鋒面兩側(cè)風速差，鋒面坡度，鋒面不存在垂直面，沒有鋒面水平面，沒有鋒面鋒面兩側(cè)平行于地轉(zhuǎn)風風速具有氣旋性切變。鋒面處于低壓槽中與相互聯(lián)系，有相互抵消作用但溫差大，往往風速差就大，而可使坡度增大，兩者抵消，鋒面坡度變化不大。北方1/50-1/200,南方1/200-1/500三、鋒的分類大氣科學學院苗春生按鋒在移動過程中冷暖氣團所占的主次地位鋒分為：冷鋒，暖鋒，準靜止鋒，錮囚鋒。按鋒伸展的不同高度分為：對流層鋒，地面鋒，高空鋒。按氣團的地理類型，鋒分為北極鋒，極鋒，副熱帶鋒。123大氣環(huán)流

冷鋒

鋒面在移動過程中，冷氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向暖氣團一側(cè)移動，這種鋒面稱為冷鋒，鋒面坡度大。冷鋒過境后，冷氣團占據(jù)了原來暖氣團所在的位置。

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暖鋒

鋒面在移動過程中，若暖氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向冷氣團一側(cè)移動，這種鋒面稱為暖鋒，鋒面坡度小。

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準靜止鋒

當冷暖氣團勢力相當（或受地形阻擋），鋒面移動（南北擺動）很少時，稱為（準）靜止鋒。

昆明

錮囚鋒

暖氣團、較冷氣團和更冷氣團（三種性質(zhì)不同的氣團）相遇時先構(gòu)成兩個鋒面，然后其中一個鋒面追上另一個鋒面，即形成錮囚。xz－y一、鋒面附近溫度場的特征1、水平溫度場特征①地面圖：鋒附近溫度水平梯度大，平均約5-6℃/100公里②高空圖高空鋒區(qū)為等溫線的密集帶，該密集帶向冷區(qū)傾斜，與地面鋒線平行。錮囚鋒在高空圖上有暖舌，暖舌兩側(cè)等溫線密集。鋒面附近氣象要素場的特征大氣科學學院苗春生2．鋒附近垂直溫度分布特征在鋒區(qū)中，溫度的垂直梯度較小有時會出現(xiàn)“風區(qū)逆溫”現(xiàn)象。探空曲線大氣科學學院苗春生3．鋒附近位溫分布特征鋒附近等位溫線近于與鋒冷暖界線平行，鋒內(nèi)（鋒區(qū)）等位溫線相當密集，存在等位溫線密集帶二、以密度的零級不連續(xù)面模擬鋒面時，鋒面附近氣壓場，風場和變壓場特征1．氣壓場特征1.鋒區(qū)處于低壓槽中；2.等壓線通過鋒面時產(chǎn)生折角，其折角指向高壓。3.等壓線呈氣旋性彎曲。風場特征鋒面附近應(yīng)具有氣旋式風切變，地面鋒線也是氣流的輻合線。隱槽風是氣旋式輔合2.變壓場特征暖鋒前的變壓代數(shù)值小于暖鋒后的變壓代數(shù)值。冷鋒前的變壓代數(shù)值小于冷鋒后。--對冷、暖鋒來說皆有：鋒前變壓代數(shù)值小于鋒后變壓代數(shù)值

暖舌在鋒前，零線在鋒前四、鋒面附近的濕度場特征大氣科學學院苗春生一般說來，暖空氣來自南方比較潮濕的地區(qū)或洋面上，氣溫高，飽和水汽壓大，露點高，冷空氣來自北方內(nèi)陸，氣溫低，水汽含量小，露點溫度也低，所以鋒面附近露點溫度差異比溫度差異顯著五、鋒面天氣1.鋒附近云和降水特征Ⅰ.冷鋒

a.鋒前壞天氣：

700百帕高空槽線位于地面鋒線附近或鋒前時，鋒前由較遠處向鋒線一般依次出現(xiàn)下列云系：卷云，卷層云，高層云（或復(fù)積云），降水性高層云（或雨層云或?qū)臃e云）。高空槽和冷鋒過境，偏北風加大，云層變薄，天氣轉(zhuǎn)好。大氣科學學院苗春生

b.鋒后壞天氣：

700百帕高空槽線位于地面鋒線的后面，暖空氣濕而穩(wěn)定，鋒前天氣由晴轉(zhuǎn)多云天氣，冷鋒過后，風雨交加，700百帕高槽過后大雨即停，轉(zhuǎn)為中云天氣，500百帕高空槽過后才會轉(zhuǎn)為晴或高云天氣。大氣科學學院苗春生Ⅱ.暖鋒暖鋒上的云系常常有幾層云組成，降水發(fā)生在鋒前還是鋒后，主要視暖鋒低空的輻合程度和高空槽線的位置決定。若暖鋒低層輻合明顯，且700百帕槽線或氣旋性曲率大的地方大致在地面暖鋒上空，則暖鋒前降水較大。大氣科學學院苗春生Ⅲ.準靜止鋒

a.無降水或僅有層積云和雨量極小的零星降水，多半處于高壓控制下，鋒上暖空氣沒有顯著的云，在鋒面穩(wěn)定層下有冷濕空氣沿地形抬升而形成層積云，鋒上暖空氣較干，沿鋒面沒有明顯的云系出現(xiàn)(圖2.16a)b.有顯著降水，鋒上暖空氣有較強的上升運動。準靜止鋒停滯某地區(qū)時，就使該地區(qū)產(chǎn)生連陰雨天氣(圖2.16b)大氣科學學院苗春生Ⅳ.錮囚鋒天氣最惡劣的地區(qū)及降水區(qū)多位于錮囚鋒附近，云系多為高層云，復(fù)高積云和層積云等。降水寬度一般從地面鋒線至700百帕槽線。大氣科學學院苗春生2.鋒面天氣輸送帶模式輸送帶是指以天氣系統(tǒng)為坐標系的相對氣流，他們是系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生云和雨區(qū)的主要氣流。3.暖輸送帶

暖輸送帶是一支既暖又濕的氣流，它通常位于冷鋒前方的邊界層內(nèi)，輸送帶方向主要是與冷鋒平行，但其中有少量的分量與鋒面垂直，這種分量產(chǎn)生了兩種完全不同的鋒面天氣結(jié)構(gòu)。大氣科學學院苗春生Ⅰ.向后上滑暖輸送帶這類暖輸送帶的上升發(fā)生在冷鋒附近和冷鋒上方。在地面鋒線附近的鋒面坡度比較陡，冷鋒前方邊界層中的暖空氣受到強烈抬升，在其附近形成具有幾米/秒上升速度的狹長帶狀區(qū)域，常稱為線對流區(qū)。地面鋒線附近強烈抬升作用，一般只限于2-3公里以內(nèi)，再向上暖空氣沿冷鋒楔的上方滑升，上升速度僅為幾十厘米/秒。在線對流區(qū)形成窄的暴雨帶；寬廣的中小雨區(qū)，它擴展到冷鋒后相當大的范圍。大氣科學學院苗春生Ⅱ.向前上滑暖輸送帶這類暖輸送帶的上升發(fā)生在地面冷鋒前方的暖區(qū)，在暖鋒上方傾斜上升。在冷鋒的上方的暖空氣從對流層下部下沉具有很低的濕球位溫，具有很低濕球位溫空氣疊置在暖輸送帶上方時，兩支氣流疊加處建立了位勢不穩(wěn)定區(qū)，如果有足夠的觸發(fā)抬升作用，將有對流發(fā)生，有可能有深對流發(fā)生。如圖2.19，高空冷鋒前頭，暖濕空氣的厚度突然增加，形成有組織的對流云帶，尾隨弱的暖鋒降水之后出現(xiàn)大的對流性降水。冷鋒過境，氣旋中心附近可能出現(xiàn)深對流，在淺層濕區(qū)，出現(xiàn)小雨或?qū)α餍越邓?。大氣科學學院苗春生4.冷輸送帶冷輸送帶是形成鋒面云系的次要氣流，這支氣流主要來源于氣旋東北部的反氣旋輻散流出的氣流，位于地面暖鋒前和暖輸送帶之下，相對移動的氣流向西運動，使原為冷干的空氣，因接收從暖輸送帶中落下來降水物迅速蒸發(fā)而變濕。當冷輸送帶空氣繼續(xù)向西接近氣旋中心或接近暖鋒地面鋒線時，摩擦輻合上升增強，可能與暖輸送帶合并并作反氣旋旋轉(zhuǎn)上升，形成大尺度逗點云系的一個組成部分。鋒面分析大氣科學學院苗春生

鋒區(qū)的斜壓性很大，有利于垂直環(huán)流的發(fā)展與能量轉(zhuǎn)換，鋒面附近常有比較劇烈的天氣變化和氣壓系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展。因此鋒區(qū)和鋒線的分析在天氣分析與預(yù)報中占有非常重要的位置。確定鋒面的位置與性質(zhì)的基本思路：（a）按照歷史連續(xù)性原則（根據(jù)過去幾張圖的連續(xù)演變，再結(jié)合地形條件確定）；（b）分析高空鋒區(qū)（在平原地區(qū)分析850，700百帕等壓面，高原地區(qū)分析500百帕等壓面上鋒區(qū)）。大氣科學學院苗春生

一、分析地面圖上各氣象要素場以確定鋒面的位置（一）溫度鋒面的主要特征應(yīng)是鋒面兩側(cè)有明顯的溫差大氣科學學院苗春生（二）露點一般來說，暖空氣來自南方比較潮濕的洋面上，氣溫高，水汽含量多，露點溫度也較高；到我國來的冷空氣一般來自歐亞大陸，溫度低，水汽含量少，露點溫度也低，所以鋒面附近露點差異顯著。在沒有降水發(fā)生的條件下，露點溫度比溫度更為保守，能更好地表達氣團的屬性，對確定鋒的位置很有用，但是如果鋒面附近任一側(cè)有降水發(fā)生，那么鋒面附近的露點差異就不能很好地反映氣團屬性的差異了。大氣科學學院苗春生（三）氣壓與風以溫度的零級不連續(xù)面來模擬鋒面：氣壓是連續(xù)分布的，但是氣壓梯度并不連續(xù)，等壓線通過鋒面時會有折角，而且折角尖端指向高壓，鋒面兩側(cè)有氣旋式切變。如果等壓線與鋒面平行，則鋒面兩側(cè)等壓線密集程度一定不同，而兩側(cè)的風向雖沒有差異，但風速仍有氣旋式切變，這種等壓線相互平行，僅是梯度不同，而風場具有氣旋性切變的氣壓場形式稱為隱槽。大氣科學學院苗春生（四）變壓

1、3小時變壓大氣科學學院苗春生2、24小時變壓和變溫（和）：因為和消除了日變化影響，在地形較復(fù)雜的地區(qū)能較好地反映出冷暖空氣活動的情況。

冷鋒后一般有大的24小時正變壓和24小時負變溫大氣科學學院苗春生（五）云和降水一般在云和降水較明顯的地區(qū)常有鋒面存在大氣科學學院苗春生五、應(yīng)用衛(wèi)星云圖分析鋒面（一）鋒面云系在衛(wèi)星云圖照片上，鋒面往往表現(xiàn)為帶狀云系，稱之為鋒面云帶。尺度：這種云帶一般長達數(shù)千公里；寬度則各處差異很大，窄的只有2到3個緯距，寬的達8個緯距左右，平均為4到5個緯距左右。

鋒可以分為兩類：

暖空氣主動地沿鋒面上升，此類鋒的云帶較寬，我們把具有完整云帶的鋒稱為“活躍的鋒”。冷空氣主動下沉，迫使其前面的暖空氣抬升，云圖上表現(xiàn)為云帶窄，甚至斷裂，也可能沒有云帶，我們把云帶不明顯的鋒稱為“不活躍的鋒”。大氣科學學院苗春生三、應(yīng)用其他資料來分析鋒面（一）探空資料的應(yīng)用

如圖（a）所示：上界濕度一般大于下界。當鋒面逆溫與下沉逆溫很難區(qū)別時，如果逆溫層下有明顯的降溫，而在其上是增溫、等溫或降溫不大（圖b）初步可判斷為鋒面逆溫。（二）高空測風資料的應(yīng)用鋒區(qū)內(nèi)熱成風很大。有冷鋒時風向隨高度逆轉(zhuǎn)；有暖鋒時，風向隨高度順轉(zhuǎn)。如左圖所示，風隨高度逆轉(zhuǎn)，為冷鋒。大氣科學學院苗春生風隨高度順轉(zhuǎn)：暖鋒鋒區(qū)高度上垂直于最大熱成風的風分量很?。簻熟o止鋒大氣科學學院苗春生

如下圖所示：鋒前低層是西南風，冷鋒過后轉(zhuǎn)為西北風，鋒區(qū)位于西北風和西南風的層次里，隨著時間向上抬升。鋒生和鋒消大氣科學學院苗春生一、鋒生、鋒消的概念鋒生是指密度不連續(xù)性形成的一種過程，或是指已有的一條鋒面，其溫度（或位溫）的水平梯度加大的一種過程，而鋒消是指相反的過程。大氣科學學院苗春生鋒生線是一條物質(zhì)線，那么鋒生函數(shù)就可以寫為：，稱為個別鋒生函數(shù)。鋒面生成的條件是：F>0，，；鋒面消失的條件是：F<0，，。

大氣科學學院苗春生把（2.13）代入到（2.12）（2.14）注：右端第一部分表示空氣水平運動對鋒生的作用，第二部分表示垂直運動對鋒生的作用，第三部分表示非絕熱加熱對鋒生的作用ABC大氣科學學院苗春生（一）水平運動的作用等位溫線在有速度輻合的水平流場作用下漸趨變密則為鋒生作用，反之則為鋒消作用。大氣科學學院苗春生物理解釋：暖氣團下沉增溫，冷氣團上升冷卻，溫度對比增加，故鋒生。物理解釋：冷氣團下沉增溫，暖氣團上升冷卻，溫度對比減小，故鋒消。（二）垂直運動作用大氣層結(jié)穩(wěn)定大氣層結(jié)不穩(wěn)定-水汽含量充沛暖濕空氣抬升-凝結(jié)潛熱釋放-暖空氣增暖冷空氣上升絕熱冷卻---鋒生大氣科學學院苗春生（三）非絕熱加熱項冷空氣南下湍流、對流輻射、傳導(dǎo)位溫增加冷暖氣團位溫梯度減?。ㄤh消）暖空氣北上湍流、對流輻射、傳導(dǎo)位溫減小冷暖氣團位溫梯度減?。ㄤh消）大氣科學學院苗春生四、我國鋒生鋒消概況我國境內(nèi)的鋒生區(qū)，可分為南方鋒生帶和北方鋒生帶。---華南到長江流域和河西走廊到東北南方鋒生帶：冬半年（10—5月），位于江南地區(qū)；6、7月，位于長江流域；盛夏時，移到華北；9月以后，又逐漸南移。北方鋒生帶：冬季受反氣旋控制，鋒生不多；3月以后受頻繁東移的西風槽影響，蒙古和東北地區(qū)多有鋒生；5月以后，高空鋒區(qū)北移，中蒙交界鋒生又減少，東北華北地區(qū)受冷渦影響形成副冷鋒，而河西地區(qū)鋒生較多。大氣科學學院苗春生鋒生時的溫壓場形勢：1、高空溫壓場形勢：上空常有低槽移入和發(fā)展，在高空槽前，地面低壓或低壓槽容易獲得發(fā)展，地面氣流輻合加強，導(dǎo)致鋒生。冷鋒鋒生：高空冷性低槽發(fā)展，槽后冷平流暖鋒鋒生：高空暖式切變切變線南部暖平流大氣科學學院苗春生2、地面氣壓場形勢：在地面圖上，鋒生常發(fā)生在低壓或低槽中。例子：（1）東北地區(qū)，低槽加深快，后部冷平流顯著，槽內(nèi)有冷鋒鋒生。（2）江淮氣旋的倒槽鋒生。注：有時候，冷鋒鋒生也不一定在低槽中，而是在