锋面分析基础2014-1

——锋生锋消之影响因素4 • 4 变形场的作用 • a.若等位温线与伸展的轴夹角α＜45°，则在 辐合气流下易锋生 • b.若α＞45°，则辐散气流下易锋消；但等位 温线会逐渐旋转使 α ＜ 45°，变形场最有利 于产生锋生
一、锋的基本知识
• 在天气图上鞍型场最易产生锋生。
——锋生锋消之我国锋生锋消概况1 • 1我国的锋生区
二、锋面分析基础
• 地形作用：
• 局地出现
锋附近常见的几种气压场与风场形式
——确定锋面的主要依据4
二、锋面分析基础
• 4变压场：
– 冷锋：冷锋后为较强的＋△ P3 ，冷锋前为较弱 的＋△P3或较强的－△P3； – 暖锋：暖锋前为较强的－△ P3 ，暖锋后为较弱 的－△P3或＋△P3； – 锢囚锋：锢囚锋后往往为＋△ P3 ，锢囚锋前为 －△ P3 ，但两条冷锋相向而行形成的锢囚锋（ 如华北锢囚锋），则其两侧均会出现＋△P3。 – 单站:锋面过境时△P3 倾向呈折角，折角处就表 示锋面过境的时间
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④变压场：锋附近的三小时变压，同锋 的移动有密切联系。冷锋后有明显的正 变压，暖锋前有明显的负变压。冷锋前 、暖锋后气压变化不大。
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⑤ 露点：锋两侧有明显的露点差，并且由 于露点不象气温那样容易变化，所以它是 分析锋的较好的依据。 此外，由于锋面是各种气象要素水平差异 较大地区，能量集中，天气变化剧烈，因 此云和降水的特征也是定锋的依据，但是 云和降水在锋区两侧常常没有明显的分界 线，需要结合其它要素才能确定锋的位置 。
锋面分析基础
李焕德 干部学院河北分院
锋面学习的意义
• 锋是大气演变中最主要的天气系统之一， 也是最难分析的天气系统。因此，其分析 质量好坏直接影响对大气中动力、热力变 化的认识，进而影响到预报服务水平。 • 中国地形复杂，各地区锋面独具特色。 • 卫星资料的应用对锋面的结构、天气、分 析预报有了新的认识。
二、锋面分析基础
——确定锋面的主要依据2
• 2地面温度场 • 通常锋面两侧有明显的温差、冷暖锋后分别有负和正变温。但 因影响因子复杂，有时这种分布不明显。 • 变温不明显的原因：
– 锋面两侧辐射条件不同：如冬半年后半夜到清早冷锋前无云、而锋后 有云层时；辐射逆温层的破坏等。 – 锋面两侧蒸发凝结条件不同：如夏季白天冷锋前有降水而锋后无降时 降水时； – 锋面两侧垂直运动不同：如冷空气由高原下平原冷锋后冷空气下沉增 温强； – 海陆差异：夏季海温低、冬季海温高 – 冬季，在我国北方或盆地里，锋前晴而风小，近地面辐射冷却形成的 密度大、温度底的冷膜，使近地面气温不受锋面影响； – 海拔高度不同形成的气温差异
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② 气压场：锋面两侧是密度不同的冷、暖气 团，因而锋区的气压变化比气团内部的气压 变化要大的多。锋附近区域气压的分布不均 匀，锋处于气压槽中，等压线通过锋面有指 向高压的折角，或锋处于两个高压之间气压 相对较低的地区，等压线几乎与锋面平行。
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③ 风场：风在锋面两侧有明显的逆向 转变，风呈气旋式切变，即由锋后到锋 前，风向呈逆时针方向变化。
一、锋的基本知识
——锋生锋消之影响因素2
一、锋的基本知识
——锋生锋消之影响因素3 • 3 非绝热加热的作用 • 在对流层中层：
– 凝结潜热释放主要集中在锋区暖气团一侧，锋生
一、锋的基本知识
• 在边界层内（感热交换）：
– 冷暖气团同下垫面间热量交换的结果，不是暖气 团失热更多，就是冷气团得热更多，都会使冷、 暖气团间的温度梯度减小，利于锋消。所以气团 的非绝热变化，一般总是利于锋消的。
– 1 ）北方锋生带：河西走廊 —— 东北， 40°~ 50° N – 2）南方锋生带：华南——长江流域，与副热带 锋区位置一致， 20°~ 30° N – 3）南北锋生带随季节位移，夏季偏北，冬季偏 南
一、锋的基本知识
——锋生锋消之我国锋生锋消概况2 • 2我国的锋消区 • 青藏高原以东 ，30°~ 40° N
二、锋面分析基础
——确定锋面的主要依据3
• 3气压场与风场
– 当锋面在显槽里时，等压线穿过锋面时有最大的气旋性 弯曲、指向气压高的一侧，两侧的风有气旋式切变； – 当锋面在隐槽里时，等压线与锋线平行，锋面两侧的等 压线密集程度一定不同，而锋面两侧的风仍具有很强的 气旋式切变。
二、锋面分析基础
• 风受地形影响，夏季沿海还受海陆风的影响，日变 化也较明显，因此，在确定锋面位置时一定要注意 风的代表性及一些特殊地方锋面过境风的演变特点 ，如西安、南疆盆地等。
二、锋面分析基础
——锋面分析的基本流程 • 首先按照历史连续性的原则，将前一观测时 次（ 3 小时、 6 小时）锋面的位置描在天气 图上，运用历史演变外推法，大致划定锋面 位置 • 然后结合高空图和卫星图像判断地面图上锋 的位置和类型 • 最后根据地面图上的气象要素分布及探空和 测风资料等资料具体确定锋的类型和位置。
8Hale Waihona Puke 锋是三维空间的天气系统。它并不是一个几何面，
而是一个不太规则的倾斜面。
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一、锋的基本知识
——锋面类型
• 根据锋面在移动过程中冷、暖气团所占的 主、次地位：
– 冷锋、暖锋、锢囚锋、静止锋
• 按伸展高度划分：
– 地面锋、对流层锋、高空锋
• 按形成地理位置划分：
– 北极(冰洋)锋、温带锋(极锋)、“副热带锋”
一、锋的基本知识
——锋面气旋理论简史
• 20世纪初期，英国气象学家N.肖提出了反映气旋中气流切变和风 暴特征的气旋模式,并将降水分布同气流联系起来。 • 1918 年和 1921 年，挪威学者 J. 皮耶克尼斯和 H. 索尔贝格提出了 新的气旋模式和气旋生命史模式，首次将气团、锋、气压场和天 气分布有机地结合在一起。挪威学派的这些成果，一直被气象界 广泛采用。 • 30年代，J.皮耶克尼斯和芬兰学者E.H.帕尔门等，根据高空探测 资料，对温带气旋和锋面的三维结构作了很多研究。40年代末至 50年代初，帕尔门进一步将气旋族和长波联系起来，确定了温带 气旋和高空大气长波的关系。这些结论，已为60年代的卫星云图 所证实。
以上各种特征需要综合考虑。另外还应配 合高空等压面图上反映的高空锋区等并作 出判断。
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一、锋的基本知识
——锋生锋消之概念
• 锋生与锋消的概念 • 锋生——密度不连续面的形成过程或水平温度梯度加大的 过程；即锋的生成或原有锋强度增强的过程，均称为锋生 。 • 锋消——反之 • 或者说锋生 : 是指促使新锋面的形成或原有锋面加强的机 制和过程。 • 锋消:是指促使锋面消失或减弱的机制和过程。 • • 天气图 • 等压面图上等温线密集程度 地面图上风两侧要素场差异
一、锋的基本知识
——锋生锋消之我国锋生锋消概况4
• 4我国的锋面活动 • 1）冷锋——最多，全国全年都可产生 • 2）暖锋——不单独产生，与冷锋一起组成锋面气 旋 • 3）准静止锋 • 4）锢囚锋
– 华南准静止锋：武夷山、南岭以北 – 昆明准静止锋：在贵阳一带为阴冷，而在昆明则晴朗
一、锋的基本知识
– 河套锢囚锋：黄土高原及华北倒回的冷空气汇合于太 行山 – 大巴山锢囚锋、武夷山锢囚锋、南疆锢囚锋 – 东北锢囚锋：锋面气旋发展到后期
——锋面分析的基本原则 • 锋面是温度水平梯度比较大的区域，斜压性 大，有利于垂直环流的发展与能量转换，因 而锋面附近常有比较剧烈的天气变化和气压 系统的发生和发展，所以锋区和锋线的分析 在天气分析中占有非常重要的地位。在高空 等压面图上只要正确掌握温度记录的分析判 断，要比较正确分析高空锋区并不困难。 • 锋面分析的基本原则就是要把握地面气象要 素的综合性不连续性（水平梯度较大）
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• 物理描述： • 锋是三维空间的天气系统。它并不是一个几何面 ，而是一个不太规则的倾斜面。它的下面是冷空 气，上面是暖空气。由于冷空气比暖空气重，因 而，它们的交接地带就是一个倾斜的交接地区。 这个交接地区靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界 ，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下 界的水平距离称为锋的宽度。它在近地面层中宽 约数十公里，在高层可达 200-400 公里。而这个 宽度与其水平长度相比 (长达数百-数千公里)是很 小的。因此，人们常把它近似地 看成一个面， 即锋面。锋 面与空中某一平面相交的区域称为 锋区(上界和下界 之间的区域)。
冷式锢囚
• 锋面附近气象要素特点
由于气团内部的温、湿、压等气象要素的差异 很小，而锋两侧的气象要素的差异很大，可以做 为分析锋的具体位置的依据。 ① 温度场：锋线两侧有较大的气温差异。气团 内部的气温水平分布比较均匀，通常在100公里 内的气温差为 1℃ ，最多不超过 2℃ 。而锋附近 区域内，在水平方向上的温度差异非常明显， 100公里的水平距离内可相差近10℃；在垂直方 向上，锋区附近，由于下部是冷气团，上部是暖 气团，锋面上下温度差异比较大，锋面往往是逆 温层。
一、锋的基本知识
锋面定义
• 锋是冷暖气团之间的狭窄、倾斜过渡地带。因为 不同气团之间的温度和湿度有相当大的差别，而 且这种差别可以扩展到整个对流层，当性质不同 的两个气团，在移动过程中相遇时，它们之间就 会出现一个交界面，叫做 锋面 。锋面与地面相交 而成的线，叫做 锋线 。一般把锋面和锋线统称为 锋。由于锋两侧的气团性质上有很大差异，所以 锋附近空气运动活跃，在锋中有强烈的升降运动 ，气流极不稳定，常造成剧烈的天气变化。因此 ，锋是重要的天气系统之一。
——锋生锋消之影响因素
一、锋的基本知识
• • • •
影响锋生、锋消的因素有： 气流的水平辐合、辐散 空气的升降运动 气团的非绝热增温、冷却等。
——锋生锋消之影响因素1 • 1气流的水平辐合、辐散
– 气流的辐合，可促使冷、 暖气团接近，过渡区缩小 ，水平梯度增大，利于锋 生 – 水平气流辐散则促使冷、 暖气团远离，过渡区增大 ，水平温度梯度减小，利 于锋消。