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[理论研究] 温带气旋的锋面降水特征和潜热释放对其作用

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发表于 2009-8-9 13:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
温带气旋的一个显著特点就是冷暖锋并存,因此一般来说,有温带气旋的存在,就有降水;有降水,就有水汽凝结和潜热释放。故潜热对于温带气旋维持和发展的作用非常重要。由于潜热释放一般是出现在比较暖的上升气团中,所以它可以维持风暴内的水平温度梯度。根据能量守恒定律,即转化位能为动能,使得温带气旋强度得以维持或者加强。(这点和TC类似)

因此可以看到,风雪交加的鄂海-阿留申一带,温带气旋总是非常强大,这些是相辅相成的。

温带气旋的降水分布一般比较广泛,但是空间分布不均匀。雨带一般和锋面平行,锋面一般和低层等温线以及垂直风切平行(如图1)。雨带则是锋前暖空气遇冷抬升凝结所维持。显然,锋面使得大气不稳定,增强了上升运动和斜压性。气旋后部的冷锋移到一个暖湿的气团内,显然加剧了大气的不稳定性,所引起的大气抬升可以产生一系列的对流单体,从而形成一个长而窄的强雨带。对流单体的上升气流携带云(液态水)到冰冻层(0度以下)以上,液态水迅速凝结成冰粒,冰粒增大的一定大小,受到重力的主导作用,落到地面,加强了降水的强度。

注意,请区别于夏季强对流(比如飑线等天气系统)。首先,强对流云团(比如飑线)是小尺度天气系统;其次,它不依赖其他天气系统而存在(而冷锋要有温带气旋存在),换句话说,强对流天气系统往往有自己的生命。

因此,如果温带气旋中包含了飑线等强对流天气系统,那么就有可能对温带气旋的结构产生一定的影响。这样一来,表面上我们看到的是出现的降水类型和一般的锋面雨不同,比如出现雷雨大风等;进一步来说,锋的结构有可能被改变;深层次来说,对流的方式也不同,飑线这种强对流天气属于大气深层次对流(垂直高度大)。

所以我们可以看出在北半球夏季的时候,低纬度和高纬度大气温度梯度差减小,但是降水很大,这时就是深层次对流占主导。

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 楼主| 发表于 2009-8-9 14:42 | 显示全部楼层
补充一下深层次对流。

从字面意义上来说,显然是指垂直高度很高的对流。

的确,从卫星云图上最显著的特征是积云的上升气流接近对流层顶辐散,表现为云的最上层是散开状并且高度位置在对流层顶(如下图)

积雨云.jpg

因此深层次对流往往集中在低纬度区域(比如夏季风、ITCZ等)或者中高纬度夏季的时段。因此具有覆盖面比较小(小尺度天气系统为主)、强度比较剧烈(尤其是垂直运动比大尺度系统强的多)等特点,其反映了热带以及夏半年大陆上的大部分降水。

下面例举一下各种形式的深对流:

1. 由单一的上升和下沉气流组成的单个对流单体(风暴,雷暴);

2. 由多个对流单体(有时可以是连续对流单体)组成的对流风暴;

3. 飑线(群)(如下图)

飙线.png
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