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探析锋面天气特征

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：陈柏林

[导读] 摘要：本文阐述了锋面天气的形成原因，对锋面天气特征进行说明，做出锋面天气适应性分析，希望对我国锋面天气的研究有所帮助。

        中山市气象局 528400
        摘要：本文阐述了锋面天气的形成原因，对锋面天气特征进行说明，做出锋面天气适应性分析，希望对我国锋面天气的研究有所帮助。
        关键词：锋面；锋面天气；天气特征
        一、锋面天气的形成原因
        锋是指冷、暖气团之间狭窄、倾斜的过渡地带。在它的两侧，气象要素有很大的差异。通过锋时，天气将发生剧烈变化。锋具有一定的宽度并在空间呈倾斜状态，其下方为冷气团，上方为暖气团。由于冷空气比暖空气重，随着地球自转，过渡带向冷区倾斜。锋与空中某一平面或垂直剖面相交的区域称为锋区。锋由两种性质不同的气团相接触形成，其水平范围与气团水平尺度相当，长达几百千米到几千千米。水平宽度在近地面层一般为几十千米，窄的只有几千米，宽者也不过几百千米，到高空增宽，可达200～400km，甚至更宽些。由于锋区的宽度同气团宽度相比显得很狭窄，因而常把锋区看成是一个几何面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。锋面和锋线统称锋。根据锋两侧冷、暖气团移动方向和结构状况，一般把锋分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋四种类型。
        二、锋面天气特征
        锋面天气主要指锋附近的云系、雾、降水、风、能见度等气象要素的分布和演变状况。锋面天气的强弱主要决定于锋面坡度的大小、锋附近空气垂直运动状况、气团属性（尤其是暖气团的水汽含量）和稳定度等因素。
        1、暖锋天气。在北半球暖锋多为西北—东南走向，锋前 E～SE风，锋后 S～SW 风，锋过境时，风向作顺时针变化。在南半球暖锋线多为西南—东北走向，锋前 E～NE风，锋后吹 N～NW 风，锋过境时，风向作逆时针变化。在垂直方向上，一般暖锋附近的冷、暖气团两侧均为上升运动。暖锋是暖气团推动冷气团后退，暖风过境意味着后面的暖气团取代前面的冷气团，引起气温逐渐升高，气压逐渐降低，锋前出现负的3小时变压。暖锋的坡度较小，暖气团在推挤冷气团过程中缓慢沿锋面向上滑行，当升到凝结高度后在锋面上产生广阔的、系统的层状云系。典型云序为：卷云（Ci）→卷层云（Cs）→高层云（As）→雨层云（Ns）。暖锋降水主要发生在雨层云内，多是连续性降水。降水宽度随锋面坡度大小而异，一般宽度为300～400km，暖锋云系有时因空气湿度和垂直速度分布不均匀而造成不连续，可能出现几公里甚至几百公里的无云空隙。气团就是物理性质均匀的大团空气。其水平围可以从几百千米到几千千米。那么根据气团温度的差异，可分为冷气团和暖气团。按我们通俗的讲法，冷气团又称冷空气，暖气团又称为暖空气。但要注意的是，这里讲的冷暖只是一个相对的概念，比如有一股气团正朝咱们移来，如果这股气团的温度比起这时的气温还要低，我们就说它是冷气团，相反呢，如果温度要高些，我们就说它是暖气团。
        2、冷锋。冷锋是指冷气团主动向暖气团移动的锋。冷气团前缘主动插入暖气团下面，暖气团被迫沿锋面抬升，暖气团在被迫抬升过程中不断冷却，水汽易成云致雨。冷锋在天气图上用直线加三角符号表示。锋面就是冷暖气团的交界面，如果画出锋面的立体图就会发现，锋面与地面有一条交线，我们就把这条线叫做锋线。锋面和锋线共同构成了锋。暖气团的温度相对高与冷气团，而且湿度也比冷气团大。根据前面气压的知识，我们知道暖气团的气压比较小，而冷气团的气压比较大。正是由于锋面两侧的温度、湿度、气压和风等方面都有明显的变化，于是锋面附近常常伴有云、雨、大风等天气。而单一气团，它的物理性质比较均匀，它控制的地区天气一般都比较单调，一般不会形成降雨。冷锋是影响我国天气的主要锋面。在我国一年四季都有，尤其在冬半年更常见（冬季遍及全国；夏季主要在黄河以北）。北方夏季的暴雨，多是冷锋来临形成的锋面雨；冬季及秋末、初春的寒潮，是冷锋快速南下时形成的；北方冬春季节的大风沙暴天气，是冷锋快速移动造成的。暖锋：在我国的影响围较小。在东北地区和长江中下游地区活动较为频繁。

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        三、锋面天气适应性
        冷锋过境前，暖气团控制当地，天气温暖晴朗；冷锋过境时，一般出现阴天、下雨、刮风、降温等天气现象；冷锋过境后，冷气团替代了原来暖气团的位置，气压升高，气温和湿度骤降，天气转晴。锋面前进的方向就是锋前，反之为锋后。冷锋过境时雨区主要在锋后。暖锋是指暖气团主动向冷气团移动的锋。暖气团沿锋面主动爬升，暖气团在主动爬升过程中不断冷却，水汽易成云致雨。暖锋在天气图上用直线加半圆符号表示。暖锋过境前，冷气团控制当地，低温晴朗；暖锋过境时，多出现连续性降水；暖锋过境后，暖气团替代了原来冷气团的位置，气温上升，气压下降，天气转晴。除了冷锋与暖锋外，还有一类型锋称为准静止锋，它的形成原因是由于冷暖气团势均力敌或者锋面在移动过程中碰到高形的阻挡，不能前进也不能后退，长时间的徘徊在一个地方。受这种锋面系统的控制，会长时期的阴雨天气，如长江中下游的梅雨天气和准静止锋。
        影响锋面云系和降水的主要因素有：锋附近的垂直运动、大气中的水汽条件和大气稳定度。由于这些因素随时间、地点而变化，所以锋面云系和降水千变万化。
        （1）锋附近的垂直运动。锋附近出现广阔的云雨天气表明，锋附近常存在着大规模系统性的垂直运动。造成这种垂直运动的因素有以下几个方面：①摩擦辐合作用。地面锋线常处在低压槽中，因此，由于摩擦辐合作用使地面锋线附近的空气产生上升运动。槽越深，下垫面越粗糙，则上升运动越强。②锋面抬升作用。
        这是造成锋面附近大规模系统性垂直运动的主要因素之一。当水平方向上垂直于锋线的水平风速与锋面的水平移动速度不相等时，空气将沿着锋面做上升或下沉运动。锋面坡度越大，垂直运动越强；反之，锋面坡度越小，则垂直运动越弱。③冷暖平流的作用。一般来说，暖平流伴有上升运动，冷平流伴有下沉运动。在暖锋锋区附件常有暖平流，故有上升运动；在冷锋锋区附近常伴有冷平流，故有下沉运动。
        （2）水汽和层结稳定度。一般而言，暖空气来自南方海洋上，因此具有气温高、湿度大、露点温度高等特点，所以暖空气中水汽含量较多。而冷空气来自北方内陆地区，因气温低、湿度小，所以冷空气中水汽含量较少。锋面云系和降水的形成，主要是暖气团沿着冷气团斜坡爬升时，由于绝热冷却作用使水汽发生凝结的结果。因而锋面附近出现什么样的天气，主要决定于暖气团的水汽含量和层结稳定度。一般层结稳定和水汽含量高的暖空气沿锋面爬升时，形成层状云和连续性降水，但若暖空气水汽含量大和层结不稳定，则可形成对流性云和阵性降水。锋面附近形成的云系和天气，除主要受上述条件影响外，还受地理条件的影响。
        四、总结
        重大锋面暴雨天气过程最长可持续5d，最短1 d。持续4～5 d的长过程，仅出现在6—7月。长过程易造成严重的洪涝灾害，因此6月和7月重大锋面暴雨预报服务要特别关注长过程。重大锋面暴雨天气过程要注意防涝，锋面暴雨区要注意范围及应用情况。建立重大锋面暴雨的天气概念模型：湘黔桂低涡型、深槽型、华北槽(东北槽)和南支槽共同作用型、波动型、南支槽和冷高后部回流共同作用型，其中湘黔桂低涡型和深槽型暴雨是重大锋面暴雨天气过程中最主要的两种类型，造成的暴雨往往具有范围广、持续时间长、强度大的特点，助力我国对锋面天气特征的研究。
        参考文献
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