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以致于倏地凝聚降水

[发布时间: 2019-11-25]

  闭合等压线,此后逐步成长,构成一个完整的气旋。无论是西风性的温带气旋仍是寒带性温带气旋,其起头成长的一个初始成因就是斜压形态的呈现,而对于温带气旋来说,斜压呈现的一个需要前提是底层辐合的呈现和冷暖流的滑落对冲。所以能够认为温带气旋的构成缘由如下:起首,正在西风带内有一槽线成长或横槽维持,导致冷暖气团正在交壤区域构成相对不变的准静止锋。尔后,北侧有较着的快速冷平流南下,或南侧有快速暖平流上冲,(这里以冷平流做为例子)跟着冷平流的南下,准静止锋起头呈现变非常的扭曲,同时高度场上的槽线继续成长,为遭到冷平流抬升的暖湿气团供给中高空的辐散空间(激流)。

  a正在北大西洋和北承平洋两个气旋多发区,20世纪70年代当前冬季强气旋(核心气压值≤970 hPa)事务有显著的添加,

  .Extratropical cyclone variability in the Northern Hemisphere winter from the NCEP/NCAR reanalysis data

  初生阶段,成长阶段和阶段。温带反气旋从高纬向东南挪动时,其前部因为取暖气团订交,常常构成冷锋。所以,常有云系或风、雨气候。但当冷锋过境,受温带反气旋节制时,出格正在反气旋核心附近,则次要是晴好气候。冬季常会构成霜冻。

  温带气旋伴跟着锋面而呈现,统一锋面上有时会接连构成2-5个温带气旋,自西向东顺次挪动前进,称为“气旋族”。温带气旋从生成,成长到整个生命史一般为2-6天。

  a而值得留意的是东承平洋和却表示出很多相反的变化特征,并且大西洋和承平洋气旋勾当的年代际变化还展现出南北的偶极子型。

  而当该系统呈现后,跟着冷流的削弱和动力能量的耗损,环流内部的冷心气团逐步被加热抬升,曲到其做为寒气团的物质消逝,此时我们认为该MCC系统成型,对于此类系统,一般其将继续成长,并沿着残剩锋面向温带气旋核心挪动,形成冷锋锋面上的犯警则降水核心。

  对温带气旋的性质、布局和成因的研究,始于19世纪初,但曲到20世纪初,皮耶克尼斯父子创立了极锋学说之后,才奠基了气旋的发生和成长的理论根本。气旋可分为有锋面的和无锋面的两种。海上温带气旋多属有锋面的气旋,其温度分布是不合错误称的。正在北半球,锋面气旋的核心轴线凡是向西北标的目的倾斜,强度自地面向上逐步削弱。锋面气旋的成长,一般履历了初生、成长和3个阶段。因为海面的摩擦力小,空气向气旋核心汇集得少,因而,海上更有益于气旋的成长,从移至海上的气旋经常再度加强,出格是正在海洋锋区上空,因为斜压性强(见斜压大气),更容易生成气旋或负气旋加强。

  成熟期(囚锢期)时气旋成长至最盛期间,自地面到500毫巴高度均已成为圆形闭合环流。地面冷锋逐步逃上暖锋,并将地面暖空气上抬,气旋起头锢囚。这时,云雨范畴最大,强度加强,风力增大,气候变化最猛烈。但因为地面已为冷空气所占领,成为冷性涡旋,因此气旋起头削弱。

  亚洲和美洲东部近海,是北半球海上温带气旋勾当最盛的两个海区。就中国近海和西北承平洋海区而论,20°N以北的海区,全年均可遭到温带气旋的影响。中国近海气旋的统计成果表白:3~5月的气旋勾当最多,为全年的最盛季候;1月和12月为全年气旋勾当起码的月份。

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  Geng et al.使用从分量阐发获得1958-1998年北大西洋地域气旋勾当取北大西洋涛动(NAO)的关系,北大西洋的北部气旋频数的添加,气旋加深率、挪动速度和核心气压的加强也取北大西洋涛动(NAO)指数的变化相分歧,即大西洋气旋频次取NAO相关较着。这取Graham et al.和Gulev et al.的研究成果分歧,值得留意的是20世纪70年代中期NAO的改变,导致取之相联系的欧洲风暴径有相当大的变化。

  正在此期间,温带气旋正在卫星云图上表示为干舌伸到气旋核心,螺旋云带环绕核心扭转一周以上,凹凸空环流核心取云系涡旋核心沉合。跟着温带气旋进入囚锢阶段,槽后冷平流曾经不正在加强,系统斜压能逐步被耗损,暖锋也起头进入锋消阶段。跟着暖锋的削弱消逝,系统的抬升柱起头削弱,除了东南侧外其他地域逐步被寒气团节制,同时由于核心仍然惯性维持低压辐合,于是系统全体转为冷心辐合布局,核心气压起头快速回升,进一步加强了暖平流的削弱,逐步进入恶性轮回。当水汽图上的干舌节制核心时,则能够认为系统曾经转为冷构,从而鉴定系统不再属于温带气旋类别,此后弱冷平流削弱,则系统将回归锋面性质,而若是冷平流照旧,则系统将成为一冷性气团,逐步为地面型的冷高压态势(高空槽)。

  (2) 槽中冷流进入,类SubTC期:当TC进一步深切西风槽后,系统逐步遭到槽中的冷平流影响呈现斜压能。此时底层的寒气团迟缓渗入,同时极大幅度的抬升TC华夏本照顾的富含热带水汽的对流云团,以致于快速凝结降水,并降低对流云顶的温度。正在这个过程中,整个系统呈现下冷上暖的对流不变形态,所以很少会有新的对流迸发,同时系统自西南侧起头呈现一条地面冷锋,云图上正在冷锋云系的气旋性曲率核心一般偏疼于冷平流进入的一侧。TC正在此形态一般达到最大的转换期降水强度,但全体风速削弱较着,同时核心气压上升,TC正在此形态维持约12-36小时。

  该地域的成因次要是阿留申流出和极涡南下的配合影响,正在高空形成横槽态势,同时底层墨西哥湾水汽沿着中美大平原北上,正在科迪勒拉山系东侧构成的背风坡低压区构成辐合,最初导致大平原北部地盾处构成泛博的低压区,系统东移后遭到常年存正在的大槽的影响加强进入北大西洋,尔后正在冰岛附近达到最强并东移登岸西欧沿海。 活跃正在中国的温带气旋,次要有两个较为集中的地带,一个正在北纬25一35°,如江淮气旋、东海气旋和气旋等;一个正在北纬45-55°,如蒙古气旋、东北气旋、黄河气旋和黄海气旋等。

  冷涌,熟悉热带系统的读者都晓得指中纬度地域变性的寒气团南下,抬升暖流正在热带系统四周对流的一种环境,而冷涌诱生扰动则是少之又少的一种环境,一般只呈现正在西北承平洋盛夏日节的中低纬度地域。

  正在此期间,温带气旋正在卫星云图上表示为云系后部有较着干舌,螺旋布局较着。云带伸至涡旋核心。此时的冷平流曾经不再加强,冷锋悬臂的远端常会甩出大量的正涡小气旋,诺前提适合能够成长为热带系统以至新的温带气旋。而暖锋则维持本来大量降水的形态,同时云层进一步加厚。系统的核心呈现囚锢锋,正在北半球一般都是冷性囚锢锋,此时如若纬度较高或先前的根本温度较低,则很有可能会呈现暴风雪或持续性强降雪气候,这也是温带气旋对于地面影响最大的阶段。从高层来看,这一阶段的温带气旋高空次要仍是以西风槽为从,且一般都曾经加深至2000KM以上,此中少部门可能会有堵截低涡存正在,则这时底层温气的强度更强,冷平流更强,核心辐合抬升更较着。从云图上看,此时的温带气旋和成长期后期的形态并无二样,只是核心附近呈现了3/4圈卷入,此中缺口一般位于西南象限(有些也有过此圈数的,一般存正在于高空冷涡诱生),从水汽图上能够较着的看到冷锋锋前是暖湿区域节制,暖锋锋后达到巅峰,而冷锋锋后为的干区,冷锋内部的程度温度梯度气压梯度很大,湿度相差凡是达到40以上。

  当一个温带气旋的冷锋悬臂断裂出一个MCC系统南下进入热带洋面,尔后当沉现构成的锋面再次由于出格强势的弥补冷流而断裂时,一般很难构成第二个MCC系统,此时变性的冷平流就会南下进入之前的MCC中,激发大量的对流并逐步构成辐合核心和扰动系统,此时若是四周合适,且水温又脚够的话,很可能会就此构成一个热带扰动,以至成长为一个热带气旋。

  当系统正在逐步北移的过程中逐步掉队于冷锋悬臂而进入冷平流节制地域,则有可能会呈现雷同热带气旋变性期的形态而新成新的小的温带气旋,这类气旋构成之初变遭到强势冷平流的影响向锋面归并,最初化做锋面的一部门。出格值得留意的是,当MCC系统正在冷锋悬臂结尾大量呈现时,我们能够认为该地域呈现了“气旋族”,但留意要区别看待于母温带气旋的“气旋族”。

  对于成熟的温带气旋来说,其底层布局上一般由1-2条冷锋和一条暖锋构成,暖锋和第一冷锋之间为暖区,而冷锋锋后为冷区,暖锋锋前和系统核心后侧为相对缓和的冷暖过度区域。温带气旋正在高空一般为高空槽线,且槽线强度跟着气压层的升高而削弱

  从布局上讲,温带气旋是一种冷心系统,即温带气旋的核心气压低于四周,且具有冷中质。从标准上讲,温带气旋的标准一般较热带气旋大,曲径从几百公里到3000公里不等,平均曲径为1000公里。

  .Variability ofthe North Atlantic cyclone activity in winter analyzed from NCEP-NCAR reanalysis data

  Geng et al.使用从分量阐发获得,正在1958-1998年,北大西洋地域气旋勾当取对流层低层大标准斜压性关系亲近。同时,他们通过研究涡动最大增加率(一个暗示斜压性的参数)和200 hPa的纬向风指出,正在北大西洋的北部对流层低层大标准斜压性和激流都正在加强,两者的变化对应北大西洋的气旋勾当,即斜压性和激流的加强取北大西洋的北部气旋频数昀添加、气旋加深率、挪动速度和核心气压的加强相分歧;Graham et al.的研究表白,北半球中纬度斜压波勾当正在过去的40 a曾经添加,气旋勾当的加强较着是因为北承平洋中部对流层上层风和垂曲风切变的添加所致。

  .Intense extratropical Northern Hemisphere winter cyclone events:1899-1991

  温带气旋是形成大范畴气候变化的主要气候系统之一,对中高纬度地域的气候变化有着主要影响。温带气旋常带来多风多雨气候,时常伴有暴雨、暴雪或其他强对流气候,有时近地面最大风力可达10级以上。

  一些温带气旋由锋面上的一个波动成长而成。正在锋面上因某些缘由而构成波动,并正在波动极点附近呈现一条

  热带性温带气旋指热带系统颠末斜压能冲击后逐步得到热带性而来的温带气旋,该类型的温带气旋因为由热带系统成长而来,其底层和高层布局将对于一般的温带气旋略有不同,且一般降水比力强烈,可是由于常常伴有槽线的关系,其挪动速度也很是快,出格是进入高层西风激流指导的区域后可达到60-80km/h的挪动速度。

  做为温带气旋最常见的诱生系统之一,MCC常呈现正在冷锋悬臂的结尾,出格是长悬臂的工具向区域,此区域内的冷流常常由于距离程度动力核心过于遥远而挪动迟缓,无法无效的支撑锋面的继续维持而呈现解体,从而使得暖湿气流正在此处快速冲破北上,并阻隔残剩的冷锋悬臂构成一个闭合的低压环流,这就是MCC系统的雏形。

  一般只会正在北纬和南纬30至60度的温带海面成长和影响近海陆地,但也有少少数于低纬度地域(例如中国

  西风性的温带气旋指由西风带高空(500Hpa或以上)呈现高度场槽线波动,进而逐步正在底层诱生出温带气旋的一种环境,此类型的温带气旋一般维持时间相对较短,移速较快,成长程度一般。

  (3) 斜压位能替代凝结潜热,系统完成转换:当系统内呈现暖锋时,则能够认为凝结潜热的替代曾经完成,由此系统曾经完全转为温带气旋系统(一般机构正在此时起头停编),呈现一冷一暖两条典型的锋面,但同时高层照旧维持少量的暖构,此阶段的降水以小阵性降水为从。

  温带气旋也可由热带气旋变成,当热带气旋北移至温带一带,受西风槽影响而得到了热带气旋的特征,改变成温带气旋。另一方面,视其及强度,大型的温带气旋的影响范畴可能会跨越温带地域,连带带地域也可遭到影响。

  寒带性温带气旋指正在中高纬度地域,由极地寒气团南下冲击西风带而构成的底层温带气旋气旋,该类型的温带气旋一般先呈现底层布局尔后成长为高层,属于三品种型中比力常见的。一般寒带性温带气旋维持时间较长,同时强度较强,冷平流较强,常带来大风降温过程。

  跟着波动的成长,气压进一步下降,闭合等压线添加,冷空气进一步向南推进,冷锋附近呈现阵雨或阵雪,暖锋前也呈现降水,降水区域扩大。跟着气旋的成长,低层扰动逐步向高层成长,气流做螺旋式的上升,高空低槽也逐渐加深。

  原先地面上有一条静止锋,锋北面是冷空气,锋南面是暖空气,冷空气自东向西活动,暖空气自西向东活动,当冷空气向南插入锋下,暖空气向北抬升,并呈现1~2条闭合等压线。

  温带气旋,又称为“温带低气压”或“锋面气旋”,是活跃正在温带中高纬度地域的一种近似椭圆型的斜压性气旋。

  1、 温带性:冷锋和暖锋并存、高空西风带槽线、 气旋性:冷暖平流气旋性卷入、核心有辐合上升气流

  .Evidence for intensification of North Pacific winter cyclones since 1948

  就全年来说,影响中国近海的温带气旋,次要发生正在两个地域:①从中国长江中下逛到日本南部海上;②从蒙古中部到中国东北的大兴安岭东侧。这两个温带气旋的生成区恰和呈现正在东亚和西北承平洋上的南北两条次要锋带分歧。气旋生成后,它们的挪动标的目的根基上和对流层中层气流的标的目的分歧,称动速度和对流层中层的气流速度成反比。西北承平洋温带气旋的径次要有 3条:①自西向东;②自西南向东北;③先由西北向东南,然后折向东北。但非论朝哪个标的目的挪动,若是锋面气旋正在挪动中并不用逝,最终都要向阿留申群岛及其以东的洋面移去,到了那里,锋面气旋就锢囚了。

  正在此期间,温带气旋正在可见光卫星图上可表示为锋面云带变宽,向冷区凸起,色调变白,中高云加多。

  到成熟期时该地域常会呈现飑线系统,且飑线呈现多波次,高强度的特点,此中有些强烈成长的飑线的阵风锋风速能够达到以至跨越12级,此地域为温带气旋除了核心外风速最高的处所。

  系统核心西侧,冷平流继续南下,并呈现气旋性扭转,导致正在系统核心南侧呈现了典型的冷锋云系,一般该云系的长度较长,有的以至能够达到上千公里。冷流的弥补加强同样导致了锋前西南气流的加强,于是系统东侧呈现暖平流,并进而构成暖锋,正在系统西北侧暖锋锋前有大量的降水云系成长,其长度较冷锋云更短、更犯警则,但其宽度较大,总降水强度较大。冷暖气团正在温带气旋核心发生辐合抬升进而正在此处呈现中等强度的积雨云团,和扭转上升气流,进而带动高层槽线的成长,当系统贯通上下布局且槽后冷流不再继续加强后则认为达到其成熟期(囚锢期)。这一阶段正在云图上表示为系统核心呈现中高云系,同时冷锋云系加长、变窄,暖锋云系加厚、变宽,同时全体逐步转为呈现逗号形态,正在冷锋云后可见晴空区。

  .Recent observed changes in severe storms over the United Kingdom and Iceland

  气旋成长的最初阶段,暖空气仅残留正在地面东南角,低层整个气旋核心辐合加强,地面加压,已变为冷性涡旋,低压核心部位起头被填塞。从地面到500毫巴摆布的闭合环流削弱,上升活动已消逝,气旋削弱,以致。

  .Icelandic low cyclone activity: climatological features, linkages with the NAO, and relationships with recent changes in the Northern Hemisphere circulation

  正在全球变暖的历程中,北半球冬季气温的升高趋向最为猛烈,特别正在中高纬度地域更为较着。McCabe et al提醒冬季气旋频次的变化取北半球冬季温度的变化有较好的相关,具体表示为北半球冬季温度取中纬度(30°~60°N)气旋频次呈负相关而取高纬度(60°~90°N)气旋频次呈正相关,两种相关均较显著且前者的相关更强。由此可见,全球变暖可能形成高纬度气旋勾当添加,而中纬度气旋勾当削减,这支撑了全球变暖可能导致北半球气旋径

  该地域的温带气旋更多由北冰洋极涡南下,或诱生出西风长波槽南下,正在河流到贝加尔湖一带构成温气的雏形,尔后东移进入日本海、鄂海地域强烈成长并达到巅峰形态,最初并入阿留申涡登岸阿拉斯加地域削弱消失。同时也有从阿尔泰地域起头构成,正在我国东部达到最强,并较着影响我国的锋面温带气旋。

  人类勾当形成的全球变暖可能是导致北半球气旋径向北偏移的次要缘由。别的,对流层低层大标准斜压性、激流和北大西洋涛动(NAO)也是影响北大西洋地域气旋勾当的主要要素。

  a近些年大量的研究表白,正在20世纪后半叶,北半球冬季气旋频数正在高纬度(60°~90°N)添加,而正在中纬度(30°~60°N)较着削减,这意味着风暴径有向北偏移的趋向,同时气旋勾当强度正在中、高纬度都正在添加。

  温带反气旋是指生成和勾当于中高纬、温带地域的高气压系统。从气压场看是核心气压高于四周,并有闭合等压线的高压系统。从风场看,正在北半球高压区内,风绕高压核心做顺时针扭转。因而也称为反气旋。温带反气旋一般生成正在高纬地域并由寒气团构成,正在合适的大气环流指导下,向南或东南挪动。影响中、低纬地域,成为一次冷空气勾当。有时可达到寒潮强度。所以,也称冷性反气旋。

  .Trends in Northern Hemisphere suce cyclone frequency and intensity

  这几个阶段,为单个气旋的生命史。从初生到起头平均需2天,可达6天,东亚和我国的锋面气旋的成长过程,一般为3天摆布,短的约1天,长的约4~5天。

  Lambert认为承平洋强气旋事务的变化取赤道和中纬度的海温梯度相关,这种关系正在大西洋中并不较着。Graham et al.提出承平洋地域25°~40°N强气旋添加也许取西北承平洋热带地域的海温添加相关。

  海上温带气旋是正在温带海上构成或挪动的、核心气压低于四周的大气旋涡。北(南)半球气旋范畴内的空气呈逆(顺)时针标的目的扭转,它的强度可用核心气压或最大风速暗示。海上温带气旋的核心气压一般为970~1010毫巴,强者可低达920毫巴,海面最大风速可跨越30米/秒。温带气旋的范畴大,风区长,可正在海上构成大风、降水和雷暴等气候和巨浪,正在冬季有时也能指导低压后部的冷空气南下,构成寒潮气候,严沉海上航行和渔业出产,这是温带海上主要的灾祸性气候系统之一。

  对温带气旋的研究方式大致能够归纳为两类:一是按照气旋的气候学定义,操纵气旋客不雅识别取逃踪算法鉴定逃踪气旋,进而研究其频数、径和强度的变化特征;二是根据长序列的小时变压材料,操纵百分位数等极端事务的阐发方式来切磋气旋勾当特征。研究中常使用NCEP/NCAR再阐发海平面气压场材料、ERA-40再阐发海平面气压场材料和测坐气压不雅测材料。

  温带气旋平均半径为1500KM,其范畴一般正在500~3000km摆布。温带气旋的影响不局限正在温带地域,一些大的温带气旋也能影响到带和热带地域。温带气旋次要集中于暖湿气流的上升区,也即西北侧-东北侧以及暖锋的附近,当然冷锋上也会有冷锋切变云系呈现,这里一般具有整个风暴最强的降水率,但雨带宽度也差不多是全气旋最小。而正在冷锋前暖锋后的写片地域被成为气旋暖区,其内部一般流行西南风,且常呈现倒槽,是积状云团成长的好处所,也常常会有飑线之类的强烈中小标准系统呈现。 温带气旋对于西风的波动有较大的影响,较强的温带气旋以至能影响到中低纬度热带系统的勾当(冷锋冷涌、高空冷涡诱生扰动)。总而言之,温带气旋,做为春秋季影响我国北方最次要的气候系统,是中纬度底层气候幻化过程中最次要的中标准系统之一,其强度变化和挪动常常对于近地面有不成估量的印象,所以认实地阐发温带气旋所处的形态和四周环流的变化,能够大致的预估到下一步四周各地的气候城市发生的各类变化,最对于景象形象预告来说是至关主要的。

  (1) 槽前辐散加强期:TC遭到高空槽前西南激流的感化,呈现了辐散的加强甚至迸发,这正在西北承平洋几乎所有转向TC的成长过程中都有所表现,具体表示为系统的对流霎时迸发,而且挪动逐步起头显示出向东北标的目的的分量。

  的华南至华东沿海)的热带气旋移近内陆受冷空气影响而为温带气旋(例:台北浣熊和热带风暴海高斯)。从全球积年平均来看,南半球正在比西风环流稍偏北的处所存正在较着的温带气旋生成区,且贯通整个南半球范畴。而北半球范畴内,温带气旋的发生次要集中正在一下几个地域:

  热带性的温带气旋绝大大都由热带系统转换而来,此中TC占了有85%以上,故以TC为例。家喻户晓,TC是暖构,由CISK机制供给次要能量的一种中标准系统,而当其正在前方碰到强大的西风槽后冷平流时,常常会呈现CISK因干冷空气的卷入而呈现CISK机制无法继续无效运转,同时系统内部逐步呈现斜压位能,其实这此中又要分为几个阶段: