天文在线 18-10-22 19:43
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#气象科普# 寒潮天气系统(2),全文共1789字
一、极涡
极涡中心出现频数最多且最集中的地区是以极地为中心向亚洲北部好地岛以东的喀拉海、太梅尔半岛和中西伯利亚伸展,另一端则伸向北美洲的加拿大东部。西半球的频数比东半球多。极涡活动平均持续天数超过5天,以北美到大西洋和亚洲区活动最频繁且稳定,尤其在亚洲地区更为稳定,最长的活动过程达35天。
极涡的移动路径主要有三种类型:(1)经向性运动,极涡中心从一个半球经极地移到另一半球。其中,由西半球经极地向西伯利亚移动的极涡主要集中在前冬。而向相反方向移动则大多发生在后冬;(2)纬向性移动,大多发生在欧亚大陆的高纬地区,西半球也有但移到格陵兰高原附近立即终止;(3)转游性运动,主要在极区的亚洲部分和喀拉海新地岛一带,转游的方向大部分是向西的,过一段时间(一般在2周以上)活动后,又转回原来的出现地附近。
根据极涡中心的分布特点,按100hPa的环流分为四种类型:(1)北半球只有一个极涡中心,位于80°N以北的极点附近的环流称为绕极型;(2)偏心型的流型在北半球也只有一个极涡,但中心位于80°N以南,整个半球呈不对称的单波型,有位于西伯利亚东部到阿拉斯加暖脊,欧亚大陆高纬度为一个椭圆型冷涡;(3)偶极型,极涡分裂为两个中心,中心分别位于亚洲北部和加拿大,整个北半球高纬环流呈典型双波绕极;(4)多极型,北半球有三个或三个以上极涡中心,整个半球形成三波绕极分布、波槽的位置与冬季平均大槽的位置接近。这四种极涡型在冬半年各月分布的频率并不相同,绕极型在10月份占绝对优势,频率占50%,11~12月偶极型频率有达到40%~50%,到1~2月偶极型频率接近60%,其平均持续也最长,可达11.8天。
亚洲高纬上空稳定维持一个强大的极涡时,对我国的寒潮天气过程有很好的指示意义。中央气象局科学研究所普查了1962~ 1971年的历史天气图,发现所有中等以上强度的大范围持续低温都是出现在北半球对流层中、上部,极涡发生一次断裂分为两个中心,即形成偶极型环流。亚洲一侧的极涡中心南压到西伯利亚北部,冷空气从西伯利亚源源南下,造成我国大范围持续低温。如果欧亚大陆极涡是两个极涡中心,且靠近我国的较强,伴随我国大范围持续低温是强的;若两个极涡中心强度相当接近,我国的持续低温是中等偏强;反之,若亚洲极涡中心是较弱者或极涡分裂为三个中心,则持续低温偏弱。
二、极地高压
天气实践分析表明,导致极涡分裂呈偶极型,常常是由中、高纬度的阻塞高压进入极地并维持所致,而当极地高压向南衰退与西风带上发展的长波脊叠加时,我国行有寒潮天气过程爆发。
极地高压的定义是:①500hPa图上有完整的反气旋环流,能分析出不少于一根闭合等高线;②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合;③暖性高压主体在70°N以北;④高压维持在3天以上。
极地高压是一个深厚的暖性高压,由于极高形成,使极圈的温度场变成南冷北暖。极地高压是中高纬度的阻塞高压进人极地而形成,所以它建立的过程与中高纬阻塞形势的建立过程很类似。主要是在两个大洋的中高纬度地区有明显的温度脊落后于高度脊的斜压结构,特别是较低纬度温度脊向北的极区发展,导致高度场的脊经向发展或是由于高纬地区经向环流发展,脊后的长波槽也同时向东南加深而切断形成一个闭合的冷低压,低压前部偏东气流增强,使脊向西北方向伸展,导致极地高压形成。
极地高压的衰退 ,根据统计事实所示,主要是集中在新地岛、北欧沿岸和太梅尔半岛地区,其中以经新地岛向南衰退的次数为最多。
三、寒潮地面高压
以往比较普遍地把寒潮全过程中的冷锋后地面高压称为冷高压,把高压路径就当做冷空气路径,近期研究表明寒潮地面高压多数属于热力不对称的系统,高压的前部有强冷平流;后部则为暖平流,中心区温度平流趋近于零,它是热力和动力共同作用形成。但也有少数过程高压始终为冷性。
四、寒潮冷锋
在寒潮地面高压的前缘都有一条强度较强的冷锋作为寒潮的前锋,冷锋随高度向冷空气一侧倾斜,在高空等压面上对应有很强的锋区,锋区结构上宽下窄在300hPa及以下各等压面上均有明显的冷槽和锋区。冷锋的移动方向与寒潮地面高压的路径有密切关系;与锋前的气压系统和地形也有关;与引导冷空气南下寒潮冷锋后的垂直于锋的高空气流分量有关。这种气流常称为引导气流,引导气流的经向度又取决于与冷空气活动有关的高空槽常称为引导槽和该槽后的脊。引导槽后的脊也发展,引导槽加深锋后气流经向度加大,有利于寒潮冷锋南下。
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