4123温带气旋的结构和概念模型.pptVIP

§4.2.3 温带气旋的结构和概念模型 1、温带气旋概念模型 温带气旋的发展 动力因子(涡度平流) 低层系统发展，高层系统移动 热力因子(温度平流) 低层系统移动，高层系统发展 (1)准静止锋上锋面波动过程 四个阶段：一般约为5—6天。 初生（波动）阶段 成熟阶段 锢囚阶段 消亡阶段 初生阶段在地面出现一个弱的气压扰动，并出现与低压中心配合的相对涡度最大中心; 第二阶段则是以自我激发(self-development)为特征的快速发展过程，即气旋的发展使扰动振幅增加，振幅的增大又加快了有效位能的转换，从而进一步加速了气旋的发展。在这个阶段，增长表现为正反馈过程或者说是不稳定发展阶段; 第三阶段则是气旋达到最大强度并进入自我约束阶段((self-limitation)或者叫锢囚阶段，气旋的发展改变了风场和温度场，进而限制了涡度平流和温度平流，从而限制了扰动有效位能的转换，发展过程开始受到阻碍; 最后气旋进入缓慢的衰减阶段。 ① 初生阶段。在锋面上产生波动后，扰动逐渐上传，中低层先出现温压场扰动，温度场落后于高度场，温度槽区内热成风涡度沿等温线方向向高度槽输送，未来高度槽将发展。地面气旋在高空槽前脊后的辐散气流中。由图4.30b，最大涡度平流在地面气旋上空。因此动力因子引起气旋发展。平流零线穿过地面气旋中心稍稍偏后，气旋中心亦为暖平流，但在气旋前部暖平流最强，气旋后部为冷平流。热力因子主要使气旋向暖平流方向移动。 这是典型气旋的动力结构：在槽的东侧一般在下游 500 hPa脊后，地面气旋的上空存在垂直上升运动，并有正的涡度平流。在地面扰动附近，存在水平辐合。东北一西南走向的高空槽后则存在下沉运动区。 ② 快速发展阶段。图4.30c, d，高度槽和温度槽进一步发展，振幅加大，温度槽仍落后于高度槽，地面气旋位于高度槽前，气旋前部仍为暖平流，后部为冷平流，由于地面气旋的发展，气旋上空的温度因上升运动而逐渐降低，这在气旋中心偏后地区最明显，因为同时有冷平流，温度槽更接近于高度槽。冷暖平流零线穿过地面气旋中心。 ③ 锢囚阶段。如图 4.30e,f，气旋性环流由地面扩展到对流 层中层，高空槽加深到最大程度，槽内形成闭合等高线，中心距地面中心不远。高低空低压中心轴线接近垂直，平流零线移到气旋中心的前方，冷平流侵入到气旋中心及其南部，由于高空温度场接近于高度场，冷暖平流减小，气旋移动缓慢。 ④ 消亡阶段。如图4.30g,h所示。高空温压场已重合，对流层冷中心几乎与地面低压中心重合。气旋性环流向高层发展，从低层至高层为冷涡旋，锋面移到气旋之外，气旋移动缓慢。由于地面摩擦辐合使气旋填塞而消亡。 (2)冷锋进入倒槽、暖锋锋生过程 四个阶段： 地面倒槽阶段 暖锋锋生阶段 气旋形成阶段 锢囚消失阶段 地面倒槽阶段——南面有较强的暖空气活动，地面形成暖性倒槽。这时高空有明显低压槽存在，槽后有微弱的冷平流，与槽配合地面有一弱冷锋。 (3)锋面气旋的再生 在锢囚阶段或已衰亡的温带气旋内若有新的温度梯度出现，其对称的温压场结构受到破坏，使气旋发展的热力、动力因子再起作用，锋面气旋便会重新发展起来。 这种过程称为气旋的再生。 气旋再生一般有四种类型 锢囚点新生气旋 两个锢囚气旋合并再生 副冷锋进入锢囚气旋后再生 气旋入海后再生 ①? 锢囚点新生气旋 原有气旋进入锢囚阶段以后强度不大，地面锢囚锋两边的温差也较小，当有适当的高空流型时会新生气旋。 ②?两个锢囚气旋合并再生 一个气旋锢囚后开始减弱、移速较慢，后面另一个气旋开始锢囚，但还在发展、移速较快，第二个气旋赶上前面气旋，二个气旋合并可生成比原来两个更强的气旋。 ③?副冷锋进入锢囚气旋后再生 当气旋发展到锢囚阶段后，其后部气旋式环流又带来北方新鲜冷空气，与原来变性的冷空气之间形成副冷锋，使原来较均匀的冷空气中重新出现温度对比，气旋再度加深。 ④?气旋入海后再生 气旋入海后，有暖湿空气侵入气旋内，增大了空气柱的层结不稳定，加上水汽凝结潜热释放的非绝热影响以及地面摩擦渐小，导致气旋再生。 2、温带气旋的卫星云图结构 成熟气旋在卫星云图上的表现，主要有 冷锋静止锋云系 暖锋云系 锢囚锋云系 (1)冷锋静止锋云系 在 500 hPa槽线以东的冷锋是活跃冷锋，它是一条连续的、完整的云带，云带的边缘很清楚，尤其是靠近冷空气一侧边界，最为显著。云带由稳定性云和不稳定性云组成。 在500 hPa槽线后面的冷锋段为不活跃冷锋，常出现狭窄而不完整且破碎或断裂的云带，主要由低层的积状云和层状云组成。在陆地上，不活跃冷锋可以无云或云量很少。 当活跃的冷锋移动甚缓或变成准静止锋时，从锋面云带南部边界伸出一条条积云线(e)。 在活跃的准静止锋中，云图上表现为一条宽的云带，在一定条件下，这类准静止锋面云带上可