冷性气旋
冷性气旋是热力结构为冷中心性质的气旋。
冷性气旋的分类1、冷涡(切断低压)对流层中部和上部的冷性气旋。按静力学关系,冷性气旋中心气压随高度减小的程度,远比四周为大,所以冷性气旋随高度而加强,是比较深厚的系统。它是在对流层中上部低压槽南端的冷空气堆急速南下的过程中,被两侧暖空气从北面的冷区主体中切断而形成的冷低压,有时简称冷涡。在发展完善的冷低压区,锋区和急流都环绕着低压中心,呈闭合形式。低压的低层一般为冷高压,当低压发展得很强时,低层也可出现气旋。切断低压区盛行上升气流,最强上升运动在其东部,一般东部多雨,西部晴好。切断低压比较稳定,可持续几天,有时甚至可维持十几天,在此期间有向西南方缓慢移动的趋向。一旦低压区出现较强下沉运动,或因和四周暖空气混合,失去了冷堆结构,就迅速消失。切断低压具有地区性和季节性的特点,多出现在美洲和欧洲地区,春秋较多,这些都同该时该地的暖空气较为活跃有关。中国典型的切断低压比较少见,唯在东北地区,夏季常见一种冷涡,很类似于切断低压。这种冷涡虽然环流弱,范围小,但常产生暴雨天气。
大气中的冷、暖空气被切断的过程往往相互进行,冷空气可以为暖空气切断,暖空气也可为冷空气切断。在切断低压的东北部和西北部,常有被切断出来的闭合暖高压,这就是阻塞高压。切断低压和阻塞高压均稳定少动,对上游东移的天气系统起着阻塞的作用。[1]2、温带气旋(锋面气旋)温带气旋是中高纬度常见的天气系统,它对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响,多风雨天气,有时伴有暴雨或强对流天气,有时近地面最大风力可达10级以上。是由准静止锋演变而来的气旋。同一锋面上可接连形成多个气旋称气旋族。温带气旋的直径平均1000公里,小的也有几百公里,大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动,前部为暖锋,后部为冷锋,两者衔接处的波动南侧为暖区。温带气旋从生成,发展到消亡整个生命史一般为2-6天。
有一部分温带气旋,是热带气旋进入高纬度后,变性而成的。气旋性质已经从原来的暖中心,变为了冷中心。
温带气旋的演变过程:
(1)初生期
原先地面上有一条静止锋,锋北面是冷空气,锋南面是暖空气,冷空气自东向西运动,暖空气自西向东运动,当冷空气向南插入锋下,暖空气向北抬升,并出现1~2条闭合等压线。
(2)发展期
随着波动的发展,气压进一步下降,闭合等压线增加,冷空气进一步向南推进,冷锋附近出现阵雨或阵雪,暖锋前也出现降水,降水区域扩大。随着气旋的发展,低层扰动逐渐向高层发展,气流作螺旋式的上升,高空低槽也逐步加深。
(3)锢囚期
气旋发展至最盛时期,自地面到500毫巴高度均已成为圆形闭合环流。地面冷锋逐渐追上暖锋,并将地面暖空气上抬,气旋开始锢囚。这时,云雨范围最大,强度加强,风力增大,天气变化最剧烈。
(4)消亡期
气旋发展的最后阶段,由于地面已为冷空气所占据,成为冷性涡旋,因而气旋开始减弱。暖空气仅残留在地面东南角,低层整个气旋中心辐合加强,地面加压,已变为冷性涡旋,低压中心部位开始被填塞。从地面到500毫巴左右的闭合环流减弱,上升运动已消失,气旋减弱,以至消亡。
这几个阶段,为单个气旋的生命史。从初生到开始消亡平均需2天,长者可达6天,东亚和我国的锋面气旋的发展过程,一般为3天左右,短的约1天,长的约4~5天。[2]
冷性气旋的影响东北冷涡是冷涡的一种,东北冷涡是从地面到6000米上空的一个冷性气柱,在500百帕天气图上至少能分析出一条闭合等高线,并有冷中心或明显冷槽配合;这个冷性气柱呈逆时针方向且不断旋转,在它旋转的过程中,会有一股股冷空气“甩”出来,产生降水。由于东北冷涡是个深厚的天气系统,移动缓慢,维持时间比较长,其影响一般为3~5天,甚至更长。俗话说,“东北冷涡性无常”,在它旋转的过程中,会有一股股冷空气“甩”出来,形成低温、连阴雨、冰雹和雷雨大风等强对流天气,造成灾害。[3]