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          大氣科學館 > 天氣千變萬化的原因 > 大氣中的鋒

           

        鋒的增強和消亡

          鋒是冷暖氣團矛盾斗爭的產物,隨著冷暖氣團的移動和演變而經歷著生消和移動的過程。鋒生是指促使新鋒面的形成或原有鋒面加強的機制和過程,鋒消是指促使鋒面消失或減弱的機制和過程。

          由于鋒的主要特征表現為水平溫度的差異,因而鋒的生、消影響氣溫水平梯度增大或減小的因素有:水平氣流的輻合、輻散;空氣的升降運動以及氣團的非絕熱增溫、冷卻等。

          1)水平氣流輻合輻散:相向或同向的速度不同氣流的輻合,可促使冷、暖氣團接近,過渡區縮小,水平梯度增大,利于鋒生;水平氣流輻散則促使冷、暖氣團遠離,過渡區增大,水平溫度梯度減小,利于鋒消。左圖表示在直線等壓線中水平氣流的輻合、輻散對鋒生、鋒消的作用。T1、T2、T3表示等溫線,t 0時表示鋒尚未形成時兩氣團間有寬闊的過渡區,等溫線稀疏,氣溫梯度;t1時表示已出現輻合氣流,冷、暖氣團接近,過渡區縮小,溫度梯度增大;t2時等溫線更加密集,鋒形成;反之,在鋒區里出現水平輻散氣流,等溫線愈來愈稀疏,鋒漸漸消失。當氣流與等溫線不相垂直而有交角或有變形場(一對高壓和一對低壓相間分布)時,氣流輻合使等溫線加密,利于鋒生;氣流輻散使等溫線變疏,利于鋒消。

          2)空氣的垂直運動:可使上升空氣發生絕熱降溫;下沉空氣發生絕熱增溫。這種絕熱增溫和獎溫對鋒生、鋒消所起作用如何,還要看當時大氣中溫度垂直分布狀況。當大氣溫度直減率(γ)小于干絕熱直減率(γd)時,不論鋒面冷空氣一側的氣流上升或暖空氣一側的氣流下沉,遏或者冷空氣上升和暖空氣下沉同時發生,都能引起原有溫度征度增大,利于鋒生。當大氣溫度直減率(γ)大于干絕熱直減率時,結果則相反。實際大氣中,特別是對流層中層的垂直運動,都是暖空氣上升,冷空氣下沉;因而在無凝結現象發生的情況下,一般是不利于鋒生而利于鋒消的。

          3)空氣的熱量交換:鋒兩側的冷、暖氣團同下墊面間時刻進行著熱量交換,影響著鋒兩側溫度水平梯度的變化。如果冷、暖氣團各停留在更冷和更暖的下墊面上,熱量交換的結果,可能使冷氣團變得更冷,暖氣團變得更暖,冷、暖氣團間的溫度梯度比原來增大,鋒得到加強,但是這種情況在自然界是很少有的。而大多數情況是鋒兩側的氣團都移行到性質大致相似的地表面上,不論地表溫度是低于冷氣團或暖于暖氣團,或者介于兩者之間,氣團同下墊面間熱量交換的結果,不是暖氣團失熱更多,就是冷氣團得熱更多,都會使冷、暖氣團間的溫度梯度減小,利于鋒消。所以氣團的非絕熱變化,一般總是利于鋒消的。

          大氣中水汽的分布很不均勻,在一般情況下,暖氣團中含水汽較多,冷氣團中含水汽較少,因而成云致雨主要發生在暖氣團中,所釋放的凝結潛熱也主要集中在鋒區暖氣團一側,這樣也會使冷暖氣團間溫度梯度增大,有利于鋒生。

          上述三種因素中有的因素利于鋒生,有的因素又利于鋒消。在自然界中往往是三種或兩種因素同時起作用,其共同效應是利于鋒生還是利于鋒消,要看那個因素居主導地位。實踐證明,在對流層低層氣流水平輻合、輻散是鋒生、鋒消的一種主要因素,而垂直運動,包括摩擦作用引起的上升運動在內,其量很小。在對流層高層,垂直運動是一個重要因素,但是水平的輻合、輻散相對于垂直運動來說,也是一個重要因素。在對流層中層,水平輻合、輻散和垂直運動往往同等重要,但兩者所起的作用相反。當垂直運動很強、大氣層結穩走,而又沒有凝結降水時,垂直運動起著鋒消作用。凝結潛熱的釋放對于對流層中層的鋒生起著一定作用。

          我國大部分地區處于溫帶,冷、暖氣團活動頻繁,鋒生現象十分明顯。根據統計,鋒生地帶主要有兩個:一個在東北、內蒙古一線,并與北支鋒區相對應;另一個在長江以南地區,并與南支鋒區相對應。前者在地面圖上表現為新的冷高壓和變性冷高壓間的水平輻合,后者表現為海洋變性高壓和新南下冷高壓間的水平匯合。華南地區凝結潛熱釋放的數量比較多,對鋒生所起的作用不能忽視。

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        被粗大噗嗤噗嗤进出灌满

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