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第8章 大气(5)

【中纬环流】以北半球为例,近地面自副热带高压流出的气流,有一部分向北流向副极地低压带,形成西风。到北纬60°附近与极地吹来的东风相遇,暖而轻的西风气流爬升到冷而重的东风气流之上,两者辐合上升,上升的气流到了高空又分别流向副热带和极地上空。回到副热带的形成中纬环流圈;回到极地上空的,因极地冷空气密度较大而气流下沉,在极地近地面形成极地高气压带(区)。极地高气压带气流又以极地东风的形式流向北纬60°附近,(在此形成副极地低压带),同时也形成了高纬环流圈,亦称极地环流圈。

【季风环流】在大陆与海洋之间,大范围的风向随季节而有规律改变的风,称为季风。这种环流形式则叫季风环流。季风的形成主要是由不同性质的下垫面对热力反映差异造成的。冬季大陆上辐射冷而强烈,温度低,就形成高压,与它相邻的海洋,由于水的热容量大,辐射冷却不如大陆强烈,相对大陆而言,它的温度高、气压低。夏季则相反,大陆上增温快、温度高、气压低,海洋上相对气压高。因此,地面附近气压梯度的趋势是,冬季从陆地指向海洋,形成风从陆地吹向海洋;夏季气压梯度从海洋指向陆地,形成风从海洋吹向陆地。从而导致了季风环流。

【季风】由大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同而引起的,在大陆和海洋之间大范围的风向随季节而有规律改变的风,称为季风。形成季风最根本的原因,是由于地球表面性质不同,热力反映有所差异引起的。冬季大陆上辐射冷却强烈,温度低空气密度大,就形成高压;与它相邻的海洋,由于水的热容量大,辐射冷却不如大陆强烈。相对而言,它的温度高,气压低。夏季则出现相反的情况。由此便形成了冬季气压梯度自大陆指向海洋,使风从陆地吹向海洋;夏季气压梯度自海洋指向陆地,造成风从海洋吹向陆地。从而形成了一年内周期性转变的季风环流。季风与海陆风有些类似,但是季风的影响范围却比海陆风大得多。在季风盛行的地区,常形成特殊的季风天气和季风气候。在夏季风控制时,空气来自暖湿海洋,易形成多云多雨天气;冬季风影响时,则产生晴朗干冷的天气。我国是季风显著的地区,因此具有夏季多云雨,冬季晴朗干冷的季风气候。

【天气】指经常不断变化着的大气状态,即是一定时间和空间内的大气状态。短时间内,风、云、降水、温度和气压等气象要素连续变化的综合状况。也可以说是在气团、锋面等因素的影响下出现的对人类的生产、生活有直接影响的大气物理现象和物理状态,如阴、晴、冷、暖、干、湿等。特点是时间短,变化大。随着生产发展的需要,天气概念的内容日益丰富广泛。起初,由于人类活动仅局限于地表面,天气只是指冷、暖、干、湿、晴、阴、雨、雪、风、霜等。随着人类活动范围扩展至三维空间,天气概念增加了高空风、空中颠簸等新内容。近代,随着高空飞行和宇宙事业的发展,高空气流、平流层的稳定度等也纳入了天气概念的范畴。

【天气现象】指在大气中、地面上产生的降水、水汽凝结物(云除外)、冻结物、干质悬浮物、光和电的现象,以及一些风的特征。例如:雨、雪、雹、雾、露、霜、结冰、浮尘、霾、闪电、雷暴、沙尘暴等。

【天气系统】冷锋、暖锋、气旋、反气旋、低压槽、高压脊、台风、飑线、龙卷风等能显示大气中天气变化及其水平或垂直分布的独立的系统。水平范围大的达1000公里左右;小的在1公里以内,影响时间一小时至几星期不等。通常把几公里到十几公里的天气系统,称为小尺度天气系统;几十到二三百公里的天气系统,称为中尺度天气系统;近千公里的天气系统,称为大尺度天气系统。研究和预报各种天气系统的发生、发展及其活动规律,是人类改造和利用自然的重要环节。

【天气过程】天气系统发生、发展、消亡及其演变的全部过程,称为“天气过程”。如雷暴云天气过程,一般分为三个阶段:(1)生长阶段,从淡积云发展为浓积云甚至到积雨云;(2)成熟阶段,积雨云发展旺盛,出现各类天气(如闪电、雷暴、降雨或冰雹);(3)消散阶段,云体逐渐减弱,各种天气现象趋向消失。

【天气形势】泛指在天气图上各种天气系统的分布情况。通过对天气形势的分析,可以掌握未来一定时间内的天气演变趋势。天气形势是制作天气预报、补充预报或了解天气变化趋势的重要依据。

【气团】同一时段内,在水平方向上物理属性(温度、湿度和稳定度)比较均匀;在垂直方向上,各处物理属性分布比较相似的大范围空气团称为气团。在同气团控制下的地区内,天气特点大致相同,气象要素的变化不太剧烈,气团的水平范围可达几百公里到几千公里,常可占据整个大陆或海洋;它的垂直范围由几公里到十几公里,可以伸展到对流层顶。所以,气团是对流层内水平方向上物理属性比较均一的大块儿空气。气团是通过大气与下垫面之间的热量和水汽的交换及大气本身热量和水汽的内部调节形成的。因此,大范围的、性质比较均匀的下垫面和适合的流场等是形成气团的源地所必备的条件。地球表面上,气团常常在海洋、大沙漠或冰雪覆盖的广大平原上生成。按照地理分类法,根据气团发源地的地区特点,把气团分为冰洋气团、极地气团、热带气团和赤道气团四类;按照热力分类法,根据气团移动时与所经下垫面之间的温度对比,分为暖气团和冷气团。

【暖气团】气团移出源地后,进入新的地区,如果气团的温度高于下垫面的温度,称为暖气团。这种气团使它所经之地变暖,而其本身逐渐变冷,气层趋于稳定。因此,暖气团通常具有稳定的天气特点。如果暖气团水汽含量多,常形成层云、层积云,并下毛毛雨,小雨(雪),有时还会形成平流雾。冬季,从南方海洋移入我国大陆的暖气团,就出现这种典型天气。如果暖气团中水汽含量很少,则形成晴好天气。

【冷气团】气团移出源地后,进入新的地区,如果气团的温度低于下垫面的温度,称为冷气团。这种气团使它所经之地变冷,而其本身逐渐变暖。由于低层迅速增温,形成下暖上冷,很容易发生对流。因此,冷气团具有不稳定的天气特点。夏季,如果冷气团中水汽含量较多,常形成积云和积雨云,甚至出现阵性降水和雷暴天气。冬季,冷气团水汽含量甚少,只能出现少量淡积云,甚至晴空万里。冷气团中的天气日变化明显,白天地面增温,对流发展,风速增大;午后常出现不稳定性降水;夜间地面降温、气层趋于稳定,风速减小;清晨前后常形成辐射雾。

【冰洋气团】指形成于北极和南极地区的冷高压系统,为北极气团和南极气团的总称。由于这类气团均与冰雪表面接触,故下层气温特别低,有很厚的逆温,水汽含量少,气层稳定。

【极地气团】亦称中纬度气团或极地大陆气团、极地海洋气团。它们分别形成于中(高)纬度的大陆与海洋上。冬季,中纬度大陆气团比中纬度海洋气团冷、干燥且稳定,天气也晴好;夏季,中纬度大陆气团低层温度和湿度都升高,逆温消失,常为多云天气。因此,中纬度大陆气团与海洋气团的天气特征,在冬季差别很大,而夏季差别很小。

【热带气团】包括热带大陆气团和热带海洋气团。它们分别形成于副热带的大陆和海洋上。热带大陆气团的特点是热而干,气温垂直递减率大,天气晴朗。热带海洋气团则是中层常有下沉递温、上干下湿,气层不够稳定。由于逆温层阻止了低层对流的发展和低层的水汽上传,天气较好,在陆地上,午后可有积云出现。近年来,在北非地区形成的严重干旱,就是由于撒哈拉沙漠的热带大陆气团引起的。

【赤道气团】它形成于赤道的海面上。其特征是湿、热,气层不稳定,天气闷热,多雷雨。

【锋】冷暖气团相遇时,它们中间狭窄而又倾斜的过渡带,称做锋面。锋面与地面的交线,叫锋线。习惯上把锋面和锋线统称为锋。锋面并不是简单的数学平面,而是一个狭窄的上厚下薄的倾斜的过渡地带,其上界面和下界面之间的过渡区域,称为锋区。由于冷空气的密度大而在锋下,暖空气在锋上,所以锋的两侧温度、湿度等差别很大,锋面附近常伴有云、雨、大风等天气现象。根据锋面两侧冷暖气团的移动特点,可以把锋分为冷锋、暖锋、锢囚锋和准静止锋四类。

【冷锋】冷气团推动暖气团移动时,两气团的分界面,及其与地面的交线统称冷锋。冷空气呈楔形插入暖空气下部,迫使暖空气抬升并后撤。沿锋面抬升的暖空气,遇冷而成云降雨,称锋面雨。根据冷气团强度和冷锋移动速度,冷锋可分为“缓行冷锋”和“急行冷锋”两种。“缓行冷锋”因暖空气沿锋面上升比较平稳,多形成层状云,因此冷锋过境时,风速不大,云层增厚,常出现连续性降水。“急行冷锋”过境时,暖空气急剧上升,形成浓积云、积雨云等对流云,云区窄,降水强度大,并常伴有大风,雷暴和冰雹,而时间较短。锋线一过,气温立即下降,气压回升,降水停止。冷锋在我国活动范围广,影响大,我国北方地区夏季的暴雨常与“急行冷锋”活动有关。冬春冷锋过后,常有大风或沙暴天气。冬季寒潮,就是冷锋南下引起的灾害性天气。

【暖锋】暖气团推动冷气团移动的锋,称为暖锋。在暖锋上,暖气团沿着锋面徐徐爬升,冷却凝结,并使云层逐渐加厚以至发生连续性降水。暖锋过境后,气温升高,气压降低,雨过天晴。我国暖锋只见于春季,活动范围小。

【切变线】相邻两部分空气间形成的风向和风速有显著不连续的交界线。它可以在不同气团或同一气团内形成,也可以在地面或高空出现。气象上多指偏东风和偏西风,在北半球呈反时针方向改变的分界线。切变线在我国江淮地区多有出现,常形成阴雨天气或雷阵雨。

【大气活动中心】指影响大范围天气变化和气候变化的常年性或季节性的稳定的高、低压系统。它们分别出现在一定地区,其强度和范围随季节而发生变化。我国主要受四个大气活动中心的影响:夏季受太平洋副热带高气压(夏威夷高压)和印度低气压的影响;冬季受西伯利亚高气压(蒙古高压)和阿留申低气压的影响。我国受西伯利亚高气压和太平洋副热带高气压影响最大。阿留申低气压夏季力量微弱,印度低气压为季节性活动中心。整个北半球的大气活动中心主要有:蒙古高压、加拿大高压、夏威夷高压、亚速尔高压、北极高压、冰岛低压、阿留申低压、印度低压、加拿大低压和赤道低压带等。

【气候锋】指不同性质的气流经常相互作用的地带。这里锋面和气旋活动频繁。在地球上,南北半球分别有冰洋锋(冰洋气团与极地气团之间)、极锋(极地气团和热带气团之间)和热带锋(赤道气团和热带气团之间)三种气候锋带。气候锋的存在使这些地区的锋面天气特征非常明显,而且稳定少变。

【寒潮】指规模较大、来势凶猛的北方强冷空气暴发南下,造成温度很低的冷空气活动,并伴随有剧烈的降温和大风、霜冻等天气现象。我国国家气象局规定:凡24小时内日平均温度剧降10℃以上,而最低温度又在5℃以下者,称作寒潮。由于我国幅员辽阔,在不同季节,各地根据地区特点和生产需要,对寒潮标准可以加以适当修订。寒潮的爆发往往引起大范围的风灾和低温冻害,造成国民经济的重大损失,是我国的灾害性天气之一。我国寒潮的冷空气主要来自欧亚大陆北部海洋上的冰洋气团和来自西西伯利亚与蒙古人民共和国一带的大陆气团。在冬半年,我国平均每隔4~7天就有一次冷空气活动,但强度达到寒潮标准的,每年约有4~5次。

【霜冻】是指作物表面的温度迅速下降,而造成农作物受冻害的现象。作物受冻后茎叶先成水浸状,然后枯萎、死亡变成灰黑色,故也称“黑霜”。产生霜冻时,有时伴有“霜”出现,但并不一定每次都有霜。霜冻可以用熏烟、灌水、覆盖等方法提高空气或土壤温度进行防御。另外,还可以采取农学方法,将作物的出苗期与收获期控制在无霜冻的日期内,以避开霜冻引起的危害。

【台风】台风是产生在热带海洋面上的强大而深厚的暖性低压系统。直径通常为500~1000公里左右,最大可达2000公里,最小仅160公里。中心气压平均在950毫巴以下,最低可为887毫巴。台风是一种极猛烈的风暴,除南大西洋外,各大洋都有发生,大洋的西部发生得比较频繁。当低压发展得较强时,在大西洋及东太平洋的称为飓风;在印度洋的称为热带风暴;在西太平洋和我国南海的称为台风。我国规定:凡台风中心附近地面或海面,最大风力大于8级时,就称为台风;风力达到12级以上则称为强台风,在气象上常用通用符号表示。在西北太平洋上一年四季均有台风出现,袭击我国的台风常发生在5~10月,平均每年约6次,其中7~9三个月最多。台风所到之处狂风暴雨,往往给人民生命财产造成一定损失。但在盛夏季节,台风降水对农作物生长有一定好处。在台风中心处存在一个风轻云淡的区域称为台风眼。在眼区,风力突然减小,有时甚至风平浪静、云消雨散、温度增高、天空晴朗。

【飓风】产生在大西洋海面上的一种热带风暴,性质和太平洋上的台风相似,称为飓风。它有时袭击西印度群岛和墨西哥湾沿岸,风速每小时可达190公里,有很大的破坏力。

【阴】我国气象部门规定:凡中、低云的云量占天空视野面积达8/10或更多时,称为“阴”。在日常生活中天空云层密布、阳光罕见或者天色阴暗时,亦称阴天。

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