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天气前锋的特性与气旋发展相关

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:沿着极锋的天气尺度气旋发展会增加温度梯度,并进一步加强扰动的生长。温度梯度的加强和与此相关的天气现象称作锋生作用,其反过程则称为锋消作用。虽然气象图上的锋通常用一条直线表示,但是该过程是在一个区域内完成的。沿着冷空气前锋的上浮气流强度往往比气旋内的空气上浮更加剧烈,常导致强对流的恶劣的天气。除了温和的降雨和降雪外,雷暴也可能在强烈的冷空气前锋出现。

天气前锋的特性与气旋发展相关

沿着极锋的天气尺度气旋发展会增加温度梯度,并进一步加强扰动的生长。这一过程是正非线性。温度梯度的加强和与此相关的天气现象称作锋生作用(frontogenesis),其反过程则称为锋消作用(frontolysis)。虽然气象图上的锋通常用一条直线表示,但是该过程是在一个区域内完成的。锋带(frontal zone)被定义为一个相关大气参数的水平梯度增加的区域。

随着极锋上的波形向东前进,其北侧的冷空气也随之向东漂移,漂移路径上前面的暖空气就会被冷空气替代,这一过程为冷空气前锋。

冷空气前锋总是在锋带厚度的尺度上(即10~100km)伴随着水平风切变。底层大气中,空气极向流动的分量锋前比锋后强烈,使空气沿着锋面汇聚而被迫上升。冷空气比暖空气重,因此前进中的冷空气往往直接迫使暖空气(通常更加湿润)上升。沿着冷空气前锋的上浮气流强度往往比气旋内的空气上浮更加剧烈,常导致强对流的恶劣的天气。

除了温和的降雨和降雪外,雷暴也可能在强烈的冷空气前锋出现。冷空气来袭的典型天气现象发生顺序为:(www.xing528.com)

气压降低→风速升高→下雨或雷暴→气温降低→风向改变

冷空气过后气压回升,如果冷空气含有足够的水蒸气,则本地孤立的雷雨天气可能发生。从风力发电角度,雷暴是很危险的,不仅是因为天气现象本身,预期其发生的地点和时间也是十分困难的。一旦雷暴发生后,可以用一些远程传感器对其进行跟踪,如气象雷达卫星、闪电传感器,可在几小时内对其发展轨迹进行一定程度的预测。但是,我们可以用概率方法对雷暴进行预测,即预测在不远将来某一特定区域内,某一特定时间段,发生雷暴的可能性。

从极锋冷空气侧观察,暖空气是以暖空气前锋形式前进,其大尺度动态锋生机制与冷空气相似,即水平风切变和温度梯度增加。虽然暖空气前锋截面的活动区域通常比冷空气大,但是暖空气没有能力推动冷空气,因而伴随的天气过程要温和得多。雷暴不能在暖空气前锋发展,风况改变不如前者剧烈,降水也较弱。

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