导语:锋是冷暖气团间的过渡带,在地球的大气层中,暖锋和冷锋是气候变化中引人注目的两个元素。它们代表着不同温度、湿度和气压的空气团之间的过渡带,承载着气候变化的重要使命。暖锋和冷锋的交汇处,常常带来天气的剧烈变化,让人们领略到大自然的神奇魅力,下面就去看看锋的特征的表现吧!
锋的特征的表现
大气层
锋是冷、暖气团间的过渡带,因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素都有明显差异,故可以把锋看成是大气中气象要素的不连续面。
1.锋面坡度
锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面倾斜的程度,称锋面坡度。锋面坡度的形成和维持是地球偏转力作用的结果。锋的一侧是冷气团,另一侧是暖气团,由于冷暖气团密度不同,在两气团间便产生了一个由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力(G),这个力迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方,并力图把暖气团抬挤到它的上方,使两者分界面趋于水平。
然而,当水平气压梯度力开始作用时,地转偏向力(A)就随之起作用,并不断地改变着冷空气的运动方向,使其逐渐同锋线趋于平行。当地转偏向力和锋面气压梯度力达到平衡时,气流平行于锋面作地转运动,这时冷、暖气团的分界面就不再向水平方向过渡而呈现为倾斜状态。当锋面保持稳定时,锋面与地平面的交角称锋面倾斜角(α),其简化的表达式为tgafgTVgT= mD D 式中f为地转参数,g为重力加速度,ΔT=T2-T1(T2、T1分别为暖、冷气团气温),Tm=(T1+T2)/2.ΔVg=Vg1-Vg2(Vg1、Vg2分别为冷暖气团平行于锋线的风速分量)。表达式说明锋面坡度角的大小与Tm成正比。而当ΔT=0.ΔVg=0.f=0时,α=90°和α=0°,即不会有锋出现。
表达式中略去了摩擦力和加速度项,因而锋面两侧气流可以看为是地转的,锋面是定常的。但实际上,锋面往往是不定常的,这就说明表达式在理论上还是不完善的。但是表达式给出了锋面坡度与一些气象要素间的定量关系和锋面坡度的近似数值,仍有一定的实用价值。
2.温度场
锋区的水平温度梯度比锋两侧的单一气团内的温度梯度大得多。锋附近区域内相距100km,气温差可达几度,有时达10℃左右,是气团内水平温度梯度的5—10倍,这是锋的又一重要特征。这一特征说明锋面是大气斜压性集中带,是大气位能的积蓄区。锋区温度场在天气图上表现为等温线非常密集,而且同锋面近于平行。由于锋面在空间呈倾斜状态,使得各等压面上的等温线密集区位置随高度升高不断向冷区一侧偏移。因而,高空锋区位于地面锋的冷空气一侧,锋伸展得高度愈高,锋区偏离地面锋线愈远,在锋区附近,因为锋的下部是冷气团,上部是暖气团,所以自下而上通过锋区时,出现气温随高度增高而增加的现象,称锋面逆温。如果锋面两侧冷暖气团的温差较小,锋区的温度垂直分布会表现出等温或微弱递减。表明了三种不同的锋面逆温。逆温层的底部相当于锋面下界面,逆温层的上部相当于锋面的上界面。
冷风
3.气压场
锋面两侧是密度不同的冷、暖气团,因而锋两侧的气压倾向是不连续的,当等压线横穿锋面时便产生折角,折角尖端指向高压一方,锋落在低压槽中。平面上的实线是无锋时暖气团内气压分布状况。其水平气压梯度为Gz,锋面形成后,由于锋面是倾斜的,锋下冷气团中的气压值沿AA′线逐点升高,a点由1000.0hPa升至1002.5hPa,b点由1000.0hPa升至1005.0hPa,c点未改变。结果造成等压线不能维持原来走向,而变成虚线所示的形状,在锋面处产生折角,折角指向高压,即锋处于低压槽中。锋区常见的几种基本气压场和风场型式。上面三幅图是等压线与锋平行时的情况,锋处在低压槽中或相对低压槽(称隐槽,槽两侧水平气压梯度值不同,而方向相同,如右方两图情况)中,这时的锋呈准静止状态。下面三幅是锋处的等压线呈V型槽时的情况,这种锋是移动型锋。
4.风场
附近的风场是同气压场相适应的。地面锋既然处于低压槽内,依据梯度风原理,锋线附近的风场应具有气旋性切变,尤其近地面层大气,由于摩擦作用,风向和风速的气旋性切变都很明显。当冷锋呈东北-西南走向时,锋前多为西南风,锋后多为西北风,表现出风向的气旋式切变。
锋附近风随高度变化状况需视锋的性质而有不同。一般而言,锋区是水平温度梯度很大的区域,通过锋面的热成风应该很大,即风的垂直切变很大。在地面暖锋前面,锋上盛行暖平流,通过锋时,风随高度向右偏转。在地面冷锋后面,风随高向左偏转。在静止锋情况下,风向少变或反转,风速显著加大。
气团和锋的类型和天气特征
气团是指水平方向上温度、湿度等物理性质分布比较均一的大范围空气。它们可以分为暖气团和冷气团两种类型。暖气团通常比较温暖、湿润、气压低;而冷气团则相对寒冷、干燥、气压高。这些气团的温度和湿度等物理性质与它们到达地区的温度相比较而定,因此并不是所有暖气团都温暖,所有冷气团都寒冷。
锋是指冷气团和暖气团相遇而形成的交界面,这个交界面自地面向高空倾斜,且与地面相交的线称为锋线。锋的类型主要有三种:
冷锋:特点是冷气团主动向暖气团方向移动。当冷气团移向暖气团时,较重的冷气团插入暖气团下方,迫使暖气团抬升并逐渐冷却,可能导致降水、大风和降温等天气。冷锋移动速度快,常带来强风。
暖锋:特点是暖气团主动向冷气团方向移动。由于暖气团的空气密度较小,它会爬升到冷气团上方,导致水汽凝结成云或产生降雨。暖锋移动速度比冷锋慢,可能带来连续性降水或雾天气。
准静止锋:特点是冷暖气团势力相当,移动缓慢。这种锋可能带来连续性降水天气。
总结来说,锋的类型和天气特征取决于冷暖气团的相对移动和它们之间的相互作用。不同类型的锋会带来不同的天气变化,如降水、风、温度变化等。
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