典型季风区比较项目成因冬季风夏季风分布地区源地风向性质源
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典型季风区比较
大气环流
大气运动状况极为复杂,运动形式千姿百态,规模差别很大,活动的时间和发展变化规律也各不相同。按照它们规模的大小可概括为行星尺度系统、大尺度系统、中尺度系统和小尺度系统。
行星尺度系统的水平范围在数千千米以上,活动时间在一周以上,如西风带里大的波动、副热带高压等;大尺度系统的水平范围在数百千米到1 000 km之间,活动时间一般维持3~5天,如气旋、台风等;中尺度系统的水平范围在几十千米到100 km之间,维持时间一天左右,如山谷风、海陆风等;小尺度系统的水平范围在10 km以下,一般仅存在几小时甚至更短,如龙卷风、雷雨云等。
这些系统既有区别又有联系,共同构成大气运动的总体。在这些系统中,以行星尺度系统的大气运动最为稳定,它又是其他各种运动形式的基础。它反映了大气运动的基本状态和变化特征,并制约着规模较小的气流活动。通常把这种大规模的行星尺度的大气运动总称为大气环流。
大气环流不仅是各种规模运动系统的形成和活动的基础,而且是各地天气变化、气候形成和演变的重要条件。
低纬环流和高纬环流都是热力因素形成的环流,所以从成因上说属于热力环流;中纬环流是因动力因素形成的,所以属于动力环流。
早在1735年英国气象学家哈德莱就提出了大气环流模式,到19世纪美国气象学家裴瑞尔对大气环流模式又做了修改,后来许多气象学家对大气环流又做了大量的研究工作,使得大气环流模式日渐完善。人们为了纪念哈德莱和裴瑞尔两位气象学家的贡献,有时把低纬环流称为哈德莱环流,中纬环流称为裴瑞尔环流。
三圈环流在地球表面的具体表现是全球性的气压带和风带的分布。地球表面气压带和风带对各地区天气和气候的形成及变化有着重要影响。
分布在南北半球的信风本来是干热稳定的,经过广大洋面时变得越来越潮湿,这两支高温潮湿的气流在赤道地区汇合上升,凝云致雨,形成赤道地区湿热多雨的气候特征。赤道地区的降雨多为雷阵雨,主要发生在午后。一年中平均100天左右有雷阵雨,个别地区如爪哇的茂物,年雷雨天数竟达320天。
在赤道上空的大气又以反信风的方向向副热带流去,这支由赤道向副热带流动的高空气流性质已经变得干热,因为大气中的水汽大部分都以降雨的形式落在赤道地区了。这支干热的气流在副热带下沉,又发生增温作用,变得更加干热。副热带下沉气流笼罩着副热带地区,形成这里的干热气候,使这里成为世界上最干最热的地区。由副热带近地面奔向赤道的稳定而干热的信风,长途流经于广大洋面上,变得越来越潮湿不稳定,最终又归宿于赤道地区。
中纬环流与低纬、高纬环流有很大的不同,中纬低空盛行西南气流,而高空是西北气流,所以中纬环流的垂直剖面不是一个封闭的环流圈。为什么中纬环流高空盛行偏西气流呢?现在还没有一个公认的令人满意的解释。有人认为,高纬、低纬环流的高空都盛行偏西气流,受它们的牵制作用,中纬高空也就形成了偏西气流。
中纬环流的高低空都盛行偏西气流,所以中纬地区的西风带非常深厚。在中纬地区来自高纬的冷空气和来自低纬的暖空气交汇,使得西风带很不稳定,出现波动,通常称为长波,表现为大槽大脊的形式,还经常有锋面、气旋活动(它们常相伴而生,叫锋面气旋),形成西风带不稳定的天气,尤其是在海洋上常多风暴天气。特别是在南半球中纬地区,强劲的西风,有咆哮的西风带之称。
在航海路线上,为了确保安全,常选择稳定的信风带航线,而不走多风暴的西风带航线,所以很早以来信风就有“贸易风”之称。
气团
气团是温度和湿度等物理性质水平分布比较均匀的大范围的空气块。它的水平范围可由几百千米到几千千米,垂直范围可从几千米到十几千米。根据气团热力结构的不同可分为冷气团和暖气团。
冷气团亦称冷空气。气团在移动中,比其所经下垫面为冷的气团称为冷气团。冷气团所到之处,气温将下降。夏季,冷气团中一般水汽含量较多,中午或午后常可形成积云或积雨云,甚至出现阵雨或雷暴天气。冬季,冷气团中水汽含量通常很少,在其控制下为少云或碧空天气,垂直能见度和水平能见度都较好。
暖气团亦称暖空气。气团在移动中,比其所经下垫面为暖的气团称为暖气团。暖气团移动中使其所到之处变暖。夏季出现于我国大陆上的暖气团常发生雷阵雨等不稳定天气。
气压场
分析地面气压场,可以看出大气最下层天气形势的特点。分析方法主要是分析以气压为主的地面天气图。在地面天气图上填有各地测站的气压、气温、露点、风向、风速以及天气现象等。地面天气图是以海平面高度为基准,各地观测的气压必须订正到海平面高度的气压值,以便高度不同的测站相互比较。根据各地观测的气压值,按一定的气压间隔划等压线,即把气压相等的地方用等压线连接起来。通过这些不同数值等压线的分布,可以很清楚地把天气形势显示出来,如哪里是高气压区,哪里是低气压区。再根据各测站的其他天气要素,如温度、露点和风等,还可以分析冷、暖锋面的位置和天气现象等。
在高空表示天气形势的方法,一般不用固定高度上的气压分布,而是在一个气压相等的等压面天气图上,分析这个面凹凸不平的状况。由于气压自地面向上递减,因此自下而上有很多的等压面。在天气预报业务上一般只选取其中几个等压面来代表整个大气,习惯上选用的有850、700、500、300、100 hPa等压面。对于某一等压面天气图来说,图上填有各测站的高度、温度、湿度、风向、风速等。对等压面图的分析,主要是分析等压面的高度。按一定的高度间隔划等高线,即把测站高度相等的地方用等高线连接起来。通过不同数值等高线的分布,可以显示出某一等压面上各个地方的高度分布状况,如哪里是高值区,哪里是低值区,从而将天气形势特征很清楚地显示出来。
在等高面(如海平面)图上分析等压线与在等压面图上分析等高线所表示出的天气形势是一致的,这是因为等压面高度较高(或较低)的地方,也是在相应高度上气压较高(或较低)的地方。因此,这两种分析方法都同样显示出广阔地区气压场高低的分布特征,这些特征具有一定的天气意义。如高压区或等压面凸起的地方,常对应着晴好天气;低压区或等压面下凹的地方,常对应着较坏的天气。
气象台在天气形势广播中,为了通俗易懂,有时不使用等压面的术语,而分别以其高度来代表等压面,如5 500 m上空的天气形势,即指500 hPa等压面上的天气形势。
副热带高压
副热带高压是活动在较低纬度的大型天气系统,它断断续续地环绕着地球,对这些地区的天气、气候产生巨大影响。西太平洋副热带高压是最强大的副热带高压之一,它的强弱、进退几乎决定着我国东部地区主要雨带的活动、旱涝分布和热带气旋移动的方向,是夏半年影响我国的重要天气系统。
通常用500 hPa等压面图上的588位势什米等高线(等高线高度越高,表示气压越高,即副热带高压越强)作为副热带高压的边界,即大于或等于588位势什米范围内为副热带高压区。大多数情况下,西太平洋副热带高压呈长轴为东西向的椭圆形,其东西长度一般超过2 000 km,南北长度一般也近 1 000 km。夏季,副热带高压控制的我国长江中下游地区,常常出现最高气温大于或等于35 °C的高温伏旱天气。
在夏季,副热带高压西伸的程度用副热带高压脊线表示。副热带高压脊线一般是副热带高压区内高压轴线附近的东西风分界线。脊线以北吹偏西风,以南则盛行偏东风。
主要气候类型