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辛宝恒对大气能量锋带的诠释

已有 2147 次阅读 2015-5-13 19:05 |个人分类:科学教育|系统分类:科研笔记| blank, target, background, black, white

辛宝恒对大气能量锋带的诠释.doc

大气能量锋带是指天气尺度(数百到数千公里)的冷、暖气团交互作用交界面处的狭窄过渡带,该是三维空间极为重要的天气系统,已知大气能量锋带是剧烈天气变化发生的触发因子和制造者。当今,对它的关注和研究,虽已是老生常谈。但由于它是提高天气预报准确率的重要环节,它扔将扮演着一个没有过去时的永久性话题。另外,笔者通过大气能量锋带与地震能量锋带的分析、类比,得出地震能量锋带也必然是地震发生的触发因子和制造者,地震预报必须通过跟踪、检测地震能量锋带的踪迹,方能达到预报目的。并指出,地球上一切自然灾害的发生,大多与“能量锋带”这个名词是紧密相连的。对各类能量锋带的深入研究,必将被赋予具有极为重要的科学含义。本文着重介绍对大气能量锋带的诠释。

大气能量锋带,其水平尺度可达数百到数千公里,垂直尺度可达对流层顶10几公里以上。在天气图上,大气能量锋带被标记为高空槽线和地面为锋线。显然,高空槽线和地面锋线,正处于冷、暖气团交界面狭窄的过渡带内。在狭窄的过渡带内,不仅有着较大的水平温度梯度,而且还有较大的水平气压梯度、水平空气密度梯度、水平湿度梯度以及较大的风向、风速的切变。因而,在狭窄的过渡带内为制造风、雨变化储备了充足的热力和动力条件。在大气锋带内部冷、暖空气运动活跃,有强烈的空气升降运动,气流极不稳定。

另外,由于冷空气比暖空气重,当大规模冷、暖气团相互交绥时,冷气团总是斜插在暖气团的下方。因而,它们的交接处总是为向着冷气团上方倾斜的过渡带。这个交接过渡带靠近暖气团一侧的界面叫锋带的上界,靠近冷气团一侧的界面叫锋带的下界。上界和下界的水平距离称为锋带的宽度。它在近地面层宽约数十公里,在高层可达数百公里。而这个宽度与其水平长度数千公里相比是很小的。由于冷、暖气团交界面过渡带带具有坡度,暖湿空气可沿坡绝热上升或被迫抬升,进一步增强了冷、暖空气升降运动的活力。又由于过渡带是各种气象要素水平差异最大地带,不稳定能量高度集中。因而,过渡带又可称为大气能量锋带。

大气能量锋带在地面天气图上又可标记为以下几种类型:

1.冷锋型:冷、暖气团交互作用的过程中,若冷气团占主导地位,推动大气锋带向暖气团一侧前行,这种锋带称为冷锋型。冷锋过境后,冷气团占据了原来暖气团所在的位置。这种冷锋在我国一年四季常有,尤其是在冬半年,常有大规模冷空气侵入我国造成大风降温和雨雪天气。冷锋过境后,气压上升,天气多转晴好。。

2暖锋型:冷、暖气团交互作用的过程中,若暖空气起主导作用,推动大气锋带向冷气团一侧移动,这种锋带称为暖锋型。暖锋过境后,暖气团就占据了原来冷气团的位置。暖锋多在我国东北地区和长江中下游活动,大多与锋面气旋中的冷锋联结在一起。暖锋过境后,气温上升,气压下降,天气多转云雨天气。

3.准静止锋型:冷、暖气团交互作用的过程中,若冷、暖气团势均力敌或受到山脉地形的阻挡,大气能量锋带移动很慢或少动时,称为准静止锋。在我国有著名的华南准静止锋,主要活动于南岭山脉或南海地区。一年四季都可见到,但多出现于冬、春两季。可持续数天甚至10天以上,春夏常发生暴雨天气。著名的江淮准静止锋,夏季来自海洋上的暖湿气流与大陆上南下的冷空气交锋、对峙于长江中下游和淮河流域,形成了一种著名的江淮准静止锋。它是形成梅雨的重要天气系统。“清明时节雨纷纷”,“黄梅时节家家雨”,都是梅雨天气的真实写照。著名的昆明准静止锋,位于云贵高原,主要由变性的极地大陆气团和西南气流受云贵高原地形阻滞演变而形成。云层低而薄,易形成连阴雨天气。贵州高原 冬季“天无三日晴”,便与昆明准静止锋活动有关。著名的天山准静止锋,冷气团进入准噶尔盆地后,受天山地形阻挡,迫使冷锋停滞不前,常形成天山准静止锋,造成阴雾或微雪天气。天山北坡和北疆大部分地区冬、春降水较多就与天山准静止锋活动有关。

4.锢囚锋型:锢囚锋的形成在地面天气图上,主要有以下几种情况:

冷锋受山脉阻挡,迫使锋前的暖空气被锋后的冷空气抬升到空中,形成地形锢囚;。两条冷锋迎面相遇;,迫使两峰之间的暖空气,被两侧冷气团抬升到空中形成锢囚。温带气旋中冷锋追赶上暖锋,冷锋前的暖空气将被两侧的冷空气抬离地面,因此把冷锋后面的冷气团和暖锋前面冷气团的交界面称为锢囚锋。锢囚锋具有冷暖锋的特点,锋面过境时,两侧均为降水区。

在我国一年四季都有锋的活动,其中冷锋活动最为旺盛,且能在全国广大地区出现。在春夏之交,往往会有准静止锋活动。锋的活动常经历着生成,加强,消亡的过程。一般历史3-5天左右。

气象学家对锋的演究始于19世纪20年代,直到20世纪初期才趋于成熟。在这之前,一直认为剧烈天气变化是发生于冷、暖气团的内部。在这之后才明确指出,剧烈的天气变化是发生在交界面狭窄的过渡带内。

 

 



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2 檀成龙 樊晓英

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