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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。
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,。
(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