气旋与反气旋

气旋与反气旋的特征和分类气旋与反气旋的特征和分类 大气中存在着各种大型的旋涡运动,有的呈逆时针方向旋转,有的呈顺时针方 向旋转;有的一面旋转一面向前运动,有的却停留原地少动;有的随生随消,有的却出 现时间相当长。它们就象江河里的水的旋涡一样。这些大型旋涡在气象学上称为气 旋和反气旋。 气旋和反气旋是常见的天气系统,它们的活动对高低纬度之间的热量交换和各 地的天气变化有很大的影响。 (1)气旋风和反气旋的特征 气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球,气旋区域内空气作逆时针方 向流动,在南半球则相反;反气旋是中心气压高四周气压低的水平旋涡。在北半球, 反气旋区域内的空气作顺时针方向流动,在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称 低压和高压。 气旋 反气旋 在低层大气里,特别是在近地面附近,风向与等压线斜交,所以气旋在北半球是 一个按逆时针方向旋转向中心汇集的气流系统;在南半球是按顺时针方向旋转向中 心汇集的气流系统。由于气流从四面八方在气旋中心相汇,必然产生上升运动,气流 升至高空又向四周流出,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。所以气旋的存在和发展必须有一个由水平运动和垂直运动所组成的环 流系统。因为在气旋中心是垂直上升气流,如果大气中水汽含量较大,就容易产生云 雨天气。所以每当低气压(或气旋)移到本区时,云量就会增多,甚至出现阴天降雨的 天气。 在低压层大气里,特别是在近地面附近,因为反气旋的气流是由中心旋转向外 流动。所以,在反气旋中心必然有下沉气流,以补充向四周外流的空气。否则,反气 旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动 紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流,不利于云雨的形成。 所以,在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季,则天气炎热而干燥。如 果反气旋长期稳定少动,则常出现旱灾。我国长江流域的伏旱,就是在副热带反气旋 长期控制下造成的。冬季,反气旋来自高纬大陆,往往带来干冷的气流,严重者可成 为寒流。 气旋的直径一般为 1000 公里,大的可达 2000-3000 公里,小的只有 200-300 公 里或者更小一些。反气旋大的可以和最大的大陆和海洋相比(如冬季亚洲的反气旋, 往往占据了整个亚洲大陆面积的 3/4),小的直径也可达数百公里。 (2)气旋和反气旋的强度 气旋和反气旋的强弱不一。它们的强度可以用其最大风速来度量:最大风速大 的表示强,最大风速小的表示弱。在强的气旋中,地面最大风速可达 30 米/秒以上。 在强的反气旋中,地面最大风速为 20 一 30 米/秒。 气旋和反气旋的中心气压值常用来表示它们的强度。地面气旋的中心气压值 一般为 1010-970 毫巴,个别中心值有低于 930 毫巴的。地面反气旋的中心气压值一 般为 1020 一 l030 毫巴,冬季寒潮高压最强的曾达 1078.9 毫巴以上。 (3)气旋和反气旋的分类 气旋和反气旋的分类方法比较多,按其生成的地理位置,气旋可分为温带气旋 和热带气旋;反气旋可分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。 按照结构的不同,温带气旋可分为锋面气旋、无锋面气旋;反气旋可分为冷性 反气旋(或冷高压)和暖性反气旋(或暖高压)。 气旋之间,并不存在不可逾越的鸿沟。不同类型的气旋和反气旋;在一定条件 下会互相转化。如锋面气旋可因一定条件转化为无锋面气旋(冷涡),无锋面气旋(热 低压)可因一定条件转化为锋面气旋;冷性反气旋也可转化为暖性反气旋。气旋、反 气旋都应看作是有条件的、可变动的、互相转化的。 气旋与反气旋的天气特征 气旋与反气旋天气,可以看成是以气旋和反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。 (一)锋面气旋天气特征 锋面气旋天气是由各方面的因素决定的。锋面气旋的中部和前部在对流层 中、下层主要以辐合上升气流占优势,但由于上升气流的强度和锋面结构各有差 异。同时,由于季节和地面特征的不同,组成气旋的各个气团的属性也有所区别。因 此锋面气旋的天气特征不仅是复杂的,而且随着发展阶段、季节和地区的不同而有 差异。要给出锋面气旋在各种情况下的具体天气特征,确实有一定困难,同时也过于 烦琐。但只要牢牢掌握住各种锋面、气团所具有的天气特征,各种天气现象(如云、 雨和风等)的成因及气旋各部位流场的情况,那么由锋面气旋带来的各种天气现象就 不难推断出来。 为了便于了解典型气旋的具体天气特征,现分阶段来讨论。 锋面气旋在波动阶段强度一般较弱,坏天气区域不广。暖锋前会形成雨层云, 伴有连续性降水及较坏的能见度,云层最厚的地方在气旋中心附近。当大气层结构 不稳定时,如夏季,暖锋上也可出现雷阵雨天气。在冷锋后,大多数是第二型冷锋天 气。在气旋的暖区,如果是热带海洋气团,水汽充沛,则易出现层云、层积云,有时可 出现雾和毛毛雨等天气现象。如果是热带大陆气团,则由于空气干燥,无降水,最多 只有一些薄的云层。 当锋面气旋处于发展阶段时,气旋区域内的风速普遍增大,气旋前部具有暖锋 云系和天气特征。云系向前伸展很远,尤其靠近气旋中心部分,云区最宽,离中心愈 远,云区愈窄。气旋后部的云系和降水特征是属于第一型冷锋,还是第二型冷锋,则 要视高空槽与地面锋线的配置情况及锋后风速分布情况而定。若高空槽在地面锋线 的后面,地面上垂直于锋的风速小,则属于第一型冷锋;若地面锋位于高空槽线附近 或后部,则属于第二型冷锋。 当锋面气旋发展到锢囚阶段时,气旋区内地面风速较大。辐合上升气流加强, 当条件充足时,云和降水天气加剧,云系比较对称地分布在锢囚锋的两侧。 当锋面气旋进入消亡阶段,云和降水也就开始减弱,云底抬高。以后,随着气旋 消亡,云和降水区也就逐渐减弱消失了。 以上所讲都是假定气团为热力稳定时的情况,如气团处于热力不稳定时,则在 气旋各个部位,都可能有对流性天气发生,特别在暖区,还可产生暴雨。 (二)反气旋的天气特征 反气旋的天气由于所处的发展阶段、气团性质和所在地理环境的不同而具有 不同的特点。同时对某一个反气旋而言,随着反气旋结构变化、气团变性,天气情况 也在变化。 反气旋的中、下层,因有显著的辐散下沉运动,尤其在反气旋中心的前方冷平 流最强的区域,下沉运动最强,所以天气情况比气旋中要好些,一般说来,常是晴朗天 气。同时反气旋是由单一气团组成,而且近地面层有明显的辐散,所以反气旋内天气 分布比较均。由于在反气旋区域内,近地面没有锋存在,所以气团特性和反气旋天气 具有紧密关系。但在其不同部位天气也有所不同。通常在反气旋的中心附近,下沉 气流强,天气晴朗。有时在夜间或清晨还会出现辐射雾,日出后逐渐消散。如果有辐 射逆温或上空有下沉逆温或两者同时存在时,逆温层下面聚集了水汽和其他杂质,低 层能见度较坏。当水汽较多时,在逆温层下往往出现层云、层积云,毛毛雨及雾等天 气现象。在逆温层以上,能见度很好,碧空无云。反气旋的外围往往有锋面存在,边 缘部分的上空且有锋面逆温。反气旋的东部或东南部,因接近冷锋,常有较大的风力 或较厚的云层,甚至有降水,西部和西南部,冷锋往往处在高空槽前,上空就有暖湿空 气滑升,而有暖锋前天气。 规模较小的位于两个气旋之间的反气旋天气是:前部具有冷锋后部