锋面就是温度、湿度等物理性质不同的两种气团(冷气团、暖气团)的交界面,或者叫做过渡带。锋面与地面的交线,称为锋线,也简称为锋。锋面的长度与气团的水平距离大致相当,由几百公里到几千公里,宽度比气团小得多,只有几十公里,最宽的也不过几百公里。垂直高度与气团相当,几公里到十几公里。锋面也有冷暖、移动、静止之分。
简介
分类
按照热力学分类方法,若冷气团主动推动暖气团,则称为冷锋。反之称为暖锋。若冷暖气团相当,则称为准准静止锋。若冷锋追上暖锋,则会形成锢囚锋。
冷锋:锋面在移动过程中,冷气团起主导地位作用,推动锋面向暖气团一侧移动,这种锋面称为冷锋。冷锋过境后,冷气团占据了原来暖气团所在的位置。冷锋在中国一年四季都有,尤其在冬半年更为常见。冷气在移动过程中,由于变性程度不同,或有小股冷空气补充南下,在主锋后,即同一气团内又可形成一条副锋。一般来讲,主锋两侧的温度差值较大,而副锋两侧的温度差较小。冷锋过境后,气温下降,气压上升,天气多转晴好。
暖锋:锋面在移动过程中,若暖空气起主导作用,推动锋面向冷 气团一侧移动,这种锋机称为暖锋。暖锋过境后,暖气团就占据了原来冷气团的位置。暖锋多在中国东北地区和长江中下游活动大多与冷锋联结在一起。暖锋过境后,气温上升,气压下降,天气多转云雨天气。
准静止锋:当冷暖气团势力相当,锋面移动很慢时,称为准静止锋。事实上,绝对的静止是没有的。在这期间,冷暖气团同样是互相斗争着,有时冷气团占主导地位,有时暖气团占主导地位,使锋面来回摆动。
锢囚锋:暖气团、较冷气团和更冷气团(三个性质不同的气团)相遇时先后构成的两个锋面,然后其中一个锋面追上另一个锋面,即形成锢囚。
由于锋是冷暖气团交界地区,空气活动十分活跃,可以形成一系列的云、雨、大风、降水等天气。在中国一年四季都有锋的活动,其中冷锋活动最为经常,且能在全国广大地区出现。在春夏之交,往往会有准静止锋活动。锋的活动常经历着生成,加强,消亡的过程。一般历时3-5天左右。
现象随时间的变化过程。
特征
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,称为锋面。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)。
锋是两种性质不同的气团相互作用的过渡带,因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素具有明显差异,可以把锋看成是大气中气象要素的不连续面。
(1)锋面有坡度:锋面在空间向冷区倾斜,具有一定坡度。锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面坡度的形成和保持是地球偏向力作用的结果。一般锋面的坡度约在1/50-1/200之间,由于锋面坡度很小,锋面所遮掩的地区必然很大。如坡度为1/100,锋线长为1000公里、高为10公里的锋,其掩盖的面积可达100万平方公里;由于有坡度,可使暖空气沿倾斜面上升,为云雨天气的形成提供有利条件。
(2)气象要素有突变: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。
①温度场: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℃,比气团内部的温度差异大5-10倍;在垂直方向上,气团中温度垂直分布是随高度递减的。然而锋区附近,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。
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。
热力特征
风场和气压场
锋生和锋消
锋生指锋的生成或加强的过程;锋消指锋的消失或减弱的过程。当某些物理过程使空气的水平温度梯度沿着一条线附近迅速加大时,可以说这条线附近有锋生。反之,即为锋消。
按运动学观点,水平运动、铅直运动和非绝热过程,都可造成锋生或锋消,其中尤以水平运动最为有效。有温湿特性不同的气流辐合时容易出现锋生;如果气流辐散则容易出现锋消。如下图所示的变形流场较有利于锋生,它不仅能使等温线沿流出轴密集,而且还能使等温线旋转,渐趋与流出轴平行。这种单纯的变形场,相当于气压场上十字形交叉对称排列的两个低压和两个高压之间的鞍形场。但更有利于锋生的气压场,是两个低压槽都比较深的鞍形场,实际的锋生都在低压槽的槽线附近。
锋面的天气
①暖锋坡度较小,约为1/150。其典型的云序为卷云、卷层云、高层云,地面锋线附近为雨层云,在高层云处开始降水,多为连续性降水。如暖空气不稳定,暖锋上也可出现积雨云等对流性天气。在中国,暖锋较为少见。
②第一型冷锋的坡度约为1/100,其天气和暖锋天气相似,只是云雨次序和暖锋相反。在东亚,这种冷锋一般由西北向东南移动,是影响中国天气的重要天气系统之一。冬季的冷锋一般较强,影响范围较大,有时可达南海;而夏季冷锋较弱,影响范围较小,一般只达到黄河流域。
③第二型冷锋坡度较大,约为1/70,它在近地面处有时近于垂直或前倾。在地面锋前,多为对流性天气,有时伴有飑线,可产生冰雹、龙卷等剧烈天气。但因锋面的云系受到多种因素的影响,特别是受地形的影响更大,故在多山的中国,锋面的云系常常和典型特征相差较远。第二型冷锋在中国较少,春季见于长江流域,秋季见于黄河流域。