第三章-气团和锋

第三章气团和锋

第一节气团

§3.1.1 气团的概念

气团是指这样一团空气，即是指气象要素（主要指温度和湿度）水平分布比较均匀的大范围的空气团。在同一气团中，各地气象要素的垂直分布（稳定度）几乎相同，天气现象也大致一样。气团的水平尺度可达几千公里，垂直范围可达几公里到几十公里，常常从地面伸展到对流层顶。

这种性质几乎一样的气团是如何形成的哪？首先，性质比较均匀的广阔地球表面，是气团获得比较均匀属性的首要条件。空气在性质比较均匀的广阔地球表面上空停留或缓慢移动，通过大气中各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程与地球表面进行水汽和热量交换，经过足够长时间交换才能获得下垫面的温度、湿度和稳定度等物理属性。

空气运动对气团的形成也有很大影响。下沉辐散运动可以使大气中温度、湿度的水平梯度减小，增加大气中温、湿特性的水平均匀性。稳定的环流使空气能较长时间地缓慢移动在温、湿特性比较均匀的下垫面上，使空气能够有足够长的时间取得下垫面温、湿特征。

具有形成气团温、湿属性比较均匀条件的地区称为气团源地。

当气团在广大的源地上取得大致与源地相同的物理属性后，离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，二者间又产生了热量与水分的交换，则气团的物理属性又逐渐发生变化，这种变化称为气团变性。

§3.1.2 气团的分类

（1）地理分类法—按照发源地的纬度分类

北极气团：北极地区全年都是冰雪覆盖的北冰洋，下垫面性质较均匀，盛行反气旋环流，在这个地区上形成的气团称为北极气团（或冰洋气团）。

极地气团：靠近极圈的高纬广大地区（冬半年为冰雪覆盖，夏季冰雪覆盖区仅限于极圈附近），冬季受反气旋环流控制，夏季亦有弱辐散，在这个地区上形成的气团称为极地气团。

热带气团：在副热带高压及其以南的广大信风区内形成的气团称为热带气团。

赤道气团：赤道地区形成的气团称为赤道气团。

气团又有大陆性与海洋性之分，这时根据气团内部的湿度高低来区分。

（2）热力分类法：根据气团的温度和气团所经过的下垫面温度对比来划分的。

冷气团：当气团向着比它暖的下垫面移动时称为冷气团。冷气团所经之处气温将下降。

暖气团：当气团向着比它冷的下垫面移动时称为暖气团，所经之处气温将升高。

§3.1.3 气团的发源地

冷气团主要生成于西伯利亚、加拿大北部、北极地方、鄂霍茨克海以及南极大陆等。冬季停留在被雪和冰覆盖的地表面上，由于辐射冷却，地面附近的气温显著下降。

暖气团主要在亚热带高压圈内生成。如南北两半球的太平洋、大西洋等的亚热带海洋、夏季的欧亚大陆、非洲北部、美国西部、澳大利亚，还有北半球冬季的北非以及南半球冬季的澳大利亚和非洲南部。

第二节锋

§3.2.1 锋的概念

若想理解锋的概念，首先要了解锋面、锋区和锋线。

在大气科学中，一般将在热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带定义为锋面，它具有较大的水平温度梯度、静力稳定度、绝对涡度以及垂直风速切变等特征。

从气团概念来看锋面，锋面可以定义为冷、暖两种不同性质气团之间的过渡带，这种倾斜过渡带称为锋区。

锋面与地面相交的线，叫做锋线。

习惯上我们把锋面和锋线统称为锋。

§3.2.2 锋的尺度和结构

锋区的水平宽度约为几十公里到几百公里，一般是上宽下窄，在天气图上只是一条线。锋面随高度向冷区倾斜，暖空气在上面，冷空气在下面。沿锋面的尺度（锋面长度）一般为1000~2000公里。

沿锋面这一维，属于中—尺度（200-2000km）；而跨锋面这一维，属于中—尺度（20-200km）；锋面在垂直方向上的厚度应属于中—尺度，一般大约1-2km，为浅层系统。

§3.2.3 锋的分类

对锋分类可有几种方法：

（1）根据锋在移动过程中冷暖气团所占有的主次地位，可将锋分为：冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。在天气分析当中，这类分类用得最多。

（2）根据锋在垂直方向上的伸展高度，可分为地面锋和高空锋。

（3）根据锋面两侧不同性质气团来源的地理位置不同，可将锋分为冰洋锋、极锋和赤道锋。

在这里，我们主要介绍冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。

冷锋：锋面移动过程中，冷气团起主导作用，冷气团推动暖气团向暖气团一侧移动，这类锋面称为冷锋。一般在冷锋过境时，气温会下降。

暖锋：锋面移动过程中，暖气团起主导作用，推动冷气团向冷气团一侧移动，这类锋面称为暖锋。一般在暖锋过境时，气温会升高。

准静止锋：当冷、暖气团的势力相当时，锋面的移动十分缓慢或相对静止，这种锋面称为准静止锋。实际工作中，经常将6小时间隔内，锋面位置变化小于一个纬距的锋面定为准静止锋。

锢囚锋：由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇叠并而成的锋面称为锢囚锋。在锢囚过程中，冷锋的上侧的暖空气被抬离地面上升，凌驾在上空。

如果冷锋后的冷空气团比暖锋前的冷空气团冷，称之为冷式锢囚锋；如果冷锋后的冷空气团比暖锋前的冷空气团暖，称之为暖式锢囚锋；如果冷锋后的冷空气团与暖锋前的冷空气团的温差较小，称之为中性锢囚锋。两条锋面在空间的交接点，称之为锢囚点。

锋的分类如图1.3.1和1.3.2所示。

地面锋主要指锋面垂直方向的伸展位置主要位于大气低层。地面锋一般认为是在水平面气压图上的一个强的水平温度梯度带。它经常与降水相关联，可造成局地的强烈天气，同时可以为更小尺度的天气系统的不稳定发展提供一个背景场。

高空锋主要指位于对流层上层的锋面。它与急流和急流轴相伴随。它对从中纬度气旋到对流尺度的天气系统中的强迫垂直运动起着十分重要的动力作用。另外，高空锋为对流层与平流层之间的物质和能量等垂直输送起着重要作用。

§3.2.4 锋面附近气象要素场的特征

（1）锋面附近温度场的特征

在同一等压面或等高面上锋区内的等温线特别密集，密集程度越强，表示锋面愈强。因为暖空气团的温度比冷空气团的温度高，所以在锋区内出现了“下冷上暖”的逆温或等温现象，称之为锋面逆温。如图1.3.3所示。

图1.3.1 锋的分类

(a)冷锋；（b）暖锋；（c）准静止锋

图2.2

图1.3.2 锢囚锋的分类

(a)冷式；（b）暖式；(c) 中性