低纬天气系统

发布时间:2023-04-22 17:04:05浏览次数:75
一、副热带高压在南、北半球副热带地区,经常维持着沿纬圈分布的高压带,称副热带高压带。副热带高压带受海陆沿纬圈分布的影响,常断裂成若干个高压单体,称副热带高压,简称副高。副高呈椭圆形,长轴大致同纬圈平行,是暖性动力系统。它主要位于大洋上,常年存在,在北半球主要分布在北太平洋西部、北太平洋东部、北大西洋中部、北大西洋西部墨西哥湾和北非等地。南半球分布在南太平洋、南大西洋和南印度洋等。此外,夏季大陆高原上空出现的青藏高压和墨西哥高压,也属副热带高压。这些高压并不是同时都很明显,而是有强、有弱,有分有合。由于副高占据广大空间,稳定少动成为副热带地区最重要的大型天气系统。它的维持和活动对低纬度地区与中高纬度地区之间的水汽、热量、能量、动量的输送和平衡起着重要的作用,对低纬度环流和天气变化具有重大影响。副高内的天气,由于盛行下沉气流,以晴朗、少云、微风、炎热为主。高压的北、西北部边缘因与西风带天气系统(锋面、气旋、低槽)相交绥,气流上升运动强烈,水汽比较丰富,因而多阴雨天气。高压南侧是东风气流,晴朗少云,低层潮湿、闷热,但当热带气旋、东风波等热带天气系统活动时,也可能产生大范围暴雨和中小尺度雷阵雨及大风天气。高压东部受北来冷气流的影响,形成较厚逆温层,产生少云、干燥、多雾天气,长期受其控制的地区,久旱无雨,出现干旱,甚至变成沙漠气候。二、西太平洋副热带高压在南、北 30°附近,沿纬圈呈带状分布着很多闭合高压中心,统称为副热带高压。副热带高压是赤道上升气流在向极地流动过程中,受科氏力影响,在 30°附近转成西风后,阻止暖空气向北流动,被迫堆积冷却下沉的结果,属于动力性高压。西太平洋高压是副热带高压中的一个单体,它的势力最强,常年存在,对我国天气影响很大。(一)西太平洋副热带高压的结构西太平洋副热带高压是一个暖性高压。它的结构非常复杂,又由于它地处海洋,资料短缺,因此,目前还有许多问题不十分清楚,下面介绍的只是目前掌握的一般情况。西太平洋高压在对流层范围内是一个暖性系统。在 500 百帕以下,高压区靠近暖区,但高温中心与高压中心并不重合,高压中心轴线是倾斜的,冬季北面大陆上的温度低于南面海洋上的温度,高压轴线向南倾斜,夏季相反。500 百帕至 200 百帕高度,高温中心与高压中心相重合,高压轴线垂直。200 百帕以上,高压中心与冷区重合。另外,西太平洋高压内的空气垂直运动状况也很复杂。200 百帕以上为上升气流区,以下为下沉气流区,由于温压场的不对称,各部位的升降情况也不相同,如脊区东侧以下沉运动为主,脊区西侧以上升运动为主。高压区内部水平方向上,温度差异很小,气压梯度也很小。高压区中,气流下沉的增温作用,常形成下沉逆温。由于逆温层的存在,阻挡对流的发展,影响水汽向上输送,使湿度分布有上干、下湿的特点。(二)西太平洋副热带高压的范围、形状及位置变化西太平洋高压的范围和形状是采用固定数值的外围等高线来描述的。在 500 百帕高空图上用 588 位势什米线。700 百帕用 312 位势什米线。850 百帕用 152 位势什米线。地面天气图上用 1010 百帕等压线。副高的范围变化很大,形状呈东西长、南北窄的扁圆形状,位置用副高脊线所在的纬度来表示。西太平洋副热带高压有以十年为周期的多年变化规律,即中心位置十年偏东南,十年偏西北,这种长周期变化影响着我国气候十年旱涝的周期性变化。西太平洋高压还有明显的冬季南撤东退,夏季北进西伸的季节变化规律,而且它的移动是跳跃式的,通过多年资料统计,其位置变化如下:五月以前位于 15°N 以南。五月份跳到 15°N~20°N 之间,是华南地区的雨季。六月北跳至 20°N~25°N 之间,长江流域进入梅雨季节。七月再次跳至 27°N~29°N 之间,降雨带随之推移至黄淮流域。八月高压脊线越过 30°N,雨带也北移至华北、东北一带。9 月上旬高压脊线开始向南回跳,雨带也随之南移。(三)西太平洋副热带高压的天气特征高压天气总的特点是:晴朗、微风、高温、干燥,但是因其范围大、结构复杂,不同部位的天气有不同的特点。近中心附近,因盛行下沉气流,天气晴朗少云、高温干燥。南部处于东风带中,常有东风波和台风活动,多云雨天气。北部与西风带交绥,受西风带中槽、脊及地面气旋、锋面影响,天气时晴时雨。西部盛行偏南气流,水汽丰沛,而且容易产生上升运动,常形成大范围雨带。东部盛行偏北气流,冷空气下沉,天气干燥晴好。总之,天气是复杂的。其中,高压内部及东部多高温少雨天气,东部以外的边缘地区多云雨天气,尤其以西部、西北部降水较多。(四)西太平洋副热带高压对我国天气气候的影响 西太平洋高压对我国天气、气候的影响很大。夏季势力增强时,活动在我国东南沿海,我国东南地区处于它的内部或西部、西北部边缘,是影响我国夏季降水的主要天气系统。当它的位置偏西北时,在其内部控制下的广大地区,常出现高温少雨天气,甚至造成干旱。其西部、西北部的边缘,常出现暴雨天气,有时出现洪涝。“旱一片、涝一线”的天气谚语,描述的就是副高影响的天气特征。另一方面,当副高增强时,大量的暖湿空气沿副高后部的偏南气流向北输送,并且阻挡西来气旋、锋面等东移入海、使移动速度减慢或向东北方向移去,也是引导台风登陆的重要原因。资料分析表明:副高的活动对我国各地雨季的时间、降水量大小、强度、时间分配和地理分布影响很大,是影响我国天气气候特征的重要环流条件。三、热带天气系统气象上的热带是指南、北半球副热带高压脊线之间的地带。由于副热带高压脊线随季节有南北移动,因而热带的边缘位置和范围也有季节性变动,通常把南、北纬 30°以内的地区称为热带,这一地区约占全球面积的一半,绝大部分是海洋,是地球上热量的净得区,大气低层经常处于高温、高湿和条件不稳定状态。同时,热带地区又是气流辐合、上升带。这样的热力和动力条件有利于对流云系旺盛发展和对流云系聚集成巨大云团。是强烈天气系统发生、活动的背景和条件。(一)热带辐合带热带辐合带是南、北半球信风气流汇合形成的狭窄气流辐合带,又称赤道辐合带。由于辐合带区的气压值比附近地区低,曾称赤道槽。热带辐合带环绕地球呈不连续带状分布,是热带地区重要的大型天气系统之一,其生消、强弱、移动和变化,对热带地区长、中、短期天气变化影响极大。热带辐合带按其气流辐合的特性分为两种类型:一种是在北半球夏季,由东北信风与赤道西风相遇形成的气流辐合带,因为这种辐合带活动于季风区,称季风辐合带;另一种是南、北半球信风直接交汇形成的辐合带,称信风辐合带,见图 5·21。图 1典型的热带辐合带模式图热带辐合带的位置随季节而有南北移动,但在各地区移动的幅度并不相等。主要活动于东太平洋、大西洋和西非的信风辐合带,移动幅度较小,而且一年中大部分时间位于北半球;而活动在东非、亚洲、澳大利亚的季风辐合带,季节位移较大,冬季位于南半球,夏季又移至北半球,而且有的年代 10 月份南、北半球各出现一个季风辐合带(双重热带辐合带),这种季节变化是同活动地区的海陆分布和地形特征密切相关的。热带辐合带一般只存在于对流层的中、下层。季风辐合带的轴线随高度向南或西南倾斜,这是因为赤道西风带在大多数情况下出现在 500hPa 层以下的缘故。而位于海洋上的信风辐合带,由于相交汇的两支气流之间几乎没有温度和湿度的差异,以及临近赤道带地转作用的消失,结果辐合带在不同高度上几乎是重合的。热带辐合带,特别是季风辐合带是低纬度地区水汽、热量最集中的区域,其月平均降水量达 300—400mm。水汽凝结释放的大量潜热成为最重要的热源。而热带辐合带被加热之后又激发对流云、热带气旋等热带天气系统的产生。在卫星云图上,季风辐合带常表现为一条绵延数千千米的东西向的、由离散云团组成的巨大云带。四、台风台风是发生于热带海洋上的一种强大的气旋,中心附近最大风力小于 8 级者为热低压、8~9 级称为热带风暴、10~11 级称强热带风暴、大于等于 12 级称为台风。受台风影响时常出现狂风暴雨和惊涛骇浪。一、台风的形成条件 台风的发生发展问题,是一个相当复杂课题,虽然人们曾作过许多研究,但是到目前为止仍然有很多问题在探索之中。近二十多年来对台风生成过程及其一些必须条件、有利条件等方面的研究,取得了很大的进展。目前比较一致的看法是:大量而持续的能量来源、起始扰动、地转参数大于一定值以及对流层风速垂直切变小是台风发生发展的必要条件。台风形成的首要条件,是要有大量而持续的能量来源。一个发展成熟的台风,每天要释放大量的能量,这就要有巨大的能量补给。一般认为,供台风发生、发展的能量是由高温高湿空气中水汽凝结时放出的潜热转化而来的。广阔的高温洋面蒸发力强,大量暖湿空气形成了不稳定的层结,易于产生上升运动,特别是与下层扰动造成的辐合上升相叠加时,常形成强大的上升气流,空气绝热冷却,水汽发生凝结,释放出大量潜热。夏季的大陆水汽来源不足,不会有大量潜热释放。冷的洋面虽然水汽充足,但因温度低蒸发量小,都不会产生台风。其次要有形成台风的起始扰动,有人把它称为台风形成的胚胎,台风常由热带辐合带中的扰动发展而来。再次是地转参数大于一定值。在台风发展过程中,仅有足够的能量和起始扰动是不够的,还必须有使气流形成强大涡旋的条件,这就要地转参数大于一定值。赤道附近,由于地转偏向力很小,不能使水平辐合气流旋转起来,不能形成台风。据统计,只有地转参数值大于 2sin5°的地方,才具备台风形成的条件。最后是对流层风的垂直变化小,对流层上下层的风向、风速之差称对流层风的垂直切变。风垂直切变小,才能使释放出的潜热集中在有限的气柱内,而不被扩散出去。二、台风的结构与天气台风云系可分为四个区域:外围叫外螺旋云带,一般由层积云和浓积云组成,以较小角度旋向台风内部,该云带区可出现龙卷风和飑线。与外螺旋云带相接的是内螺旋云带,由浓积云和积雨云组成,可产生较大降水。再向内是云墙区,云墙区是围绕台风中心的同心圆状云带,由高耸的积雨云组成,云顶可高达 12km,像一堵高耸的墙,多产生狂风、暴雨天气,是主要灾害性天气区。中心部分称台风眼,是云墙以内的台风中心区,该区风消、云散、降水停止。台风近地面水平流场呈气旋式与辐合式。气流绕中心高速旋转的同时向中心辐合。根据风速大小分为三个区域:外圈,由台风边缘到最大风速区外缘,半径一般为 200~300km。中圈,最大风速区外缘到台眼壁,半径 100km 左右。内圈,台风眼区,半径 5~30km。台风最大风速一般出现在云墙至外缘,海上曾测到110m/s 的风速。登陆我国的最大风速为 70~75m/s。垂直方向上,在 3km 以下的低层,气流以辐合、内流为主,从台风外缘流至台风云墙区内的台风眼壁外缘。3~8km 的中层,是低层辐合气流旋转上升区。8~15km 称为上层,空气以辐散外流为主,一部分外流空气在台风眼区外下沉,一部分在台风中心下沉。台风的温度场,在水平方向上温度向内增高,具有暖心结构。最高温度出现在云墙区内缘。地面上由于云墙区降水强烈,许多雨滴在下降过程中重新蒸发,吸收了热量,使空气变冷,云墙区地面温度反而比较低。所以在垂直方向上越向高空台风内的温度差越大。台风附近的气压值越向中心越低,而且在云墙区下降最快。所以台风经过时,气压自记曲线常呈漏斗状,称台风“鼻”,每小时下降可达 8~9 百帕。台风中心气压值一般在 950 百帕以下。台风产生的灾害性天气,主要有大风和暴雨。大风主要出现在海上。台风登陆后因摩擦作用,风力减弱。台风掀起的海上巨浪,是低压中心的上吸作用和云墙区大风共同作用的结果。常常冲垮海港设施和海堤,威胁海上船舶的安全。台风产生的降水量,一次达 200~300mm 是常见的,有时可达 1000mm 以上,是造成水灾的主要原因。影响我国的台风,多形成于菲律宾群岛以东的低纬洋面上,受东风吹送自东向西移动,绕过西太平洋高压脊后转向东北,当副高位置偏西北时,常在我国登陆,给流经地区带来大量降水,增大了我国季风气候雨热同季、降水分配不均的气候特征。
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  • 贡献者:黄老师
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  • 时间:2023-04-22 17:04:05
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