气旋

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气旋三维空间上的大尺度涡旋,其中心气压低、四周气压高,是一种近地面气流向内辐合,中心气流上升的天气系统。由于地球自转与科氏力(Coriolis effect)作用,使得气旋在北半球作逆时针旋转,在南半球做顺时针旋转。气旋与低压是对同一天气系统的不同描述,气旋针对气流状况,而低压指气压分布状况.[1]

成因[编辑]

成因是地面温度高,气流上升,海面风和水蒸气由于比重大,沿地面补充地面空气,海面温度低吸收地面上升的空气、水蒸气补充空间。水蒸气在海上天空积聚,由于蒸汽层上层温度低,水蒸气体积缩小比重增大,蒸汽分子下降,由于蒸汽层下面温度高,下降过程中吸热,再度上升遇冷,再下降,如此反复气体分子逐渐缩小,最后集中在蒸汽层底层,在底层形成低温区,水蒸气向低温区集中,这就形成云。云团逐渐变大,云内部上下对流越来越激烈,幅度越来越大,温度越来越低,对周围水蒸气冷却力越来越强,水蒸气补充越空间来越大,水蒸气体积缩小越来越快,海面水蒸气快速向上收缩,周围水蒸气快速补充空间便产生气旋

阶段[编辑]

  • 初生:低空为一个浅薄弱低压并存在水平辐合、降水区,低压中心位于500百帕上空西风短波槽前辐散区,存在上升运动。高空槽后方存在急流轴并有正涡度中心,槽前有明显的正涡度平流。这些条件影响低空低压加强,在锋面上加强了气旋性环流。
  • 发展:低压中心西侧偏北风引起冷平流,东侧偏南风引起暖平流,引起斜压性发展,使锋面发展变形为波动,形成冷、暖锋,在东侧加强上升、西侧加强下沉运动,产生垂直运动不对称。这样,冷锋向东偏南方向移动,附近云带变窄,暖锋向东偏北方向移动,锋前云带变宽,云系渐变为逗点状。由于冷锋后部冷平流、下沉运动加强,500百帕上涡度中心向短波槽底移动,冷锋西北500百帕高度降低,暖锋前部相反,暖平流、上升运动加强使500百帕高度升高,使高空短波槽也得到发展。
  • 成熟:在高空短波槽前西南地转气流加强,使涡度中心移到槽前最大风速区左侧,到达地面冷锋后部或地面气旋中心的西南方向,又促使地面气旋加强,在斜压和动力联合作用下,造成高空和地面相互影响、发展的正反馈过程。在此作用下,云区向地面气旋中心前方和西方及西南方扩展,沿冷锋的云带不断变窄。
  • 锢囚:500百帕上正涡度中心不断接近地面气旋中心,已位于气旋中心上空,等厚度线、地面等压线、500百帕等高线几乎重合,冷暖平流作用消失,高低空气旋中心轴线几乎垂直,气旋中心与暖区联系被切断,锋面变成锢囚锋,气旋变成锢囚气旋停止发展。

类型[编辑]

根据气旋形成和活动的主要地理区域,可将气旋分为极地气旋、极地涡旋、温带气旋副热带气旋热带气旋、亞热带气旋等几类。

极地涡旋[编辑]

极地涡旋是一种持续的、大规模的气旋,发生于地球两極,介于对流层平流层的中部和上部。南极极地涡旋比北极极地涡旋更为显著,持续时间更长。北极涡旋形状瘦长,有两个中心,一个在加拿大的巴芬岛,而另一个在西伯利亚的东北部。

除地球外,一些天体也有极地气旋现象,包括金星火星木星土星的卫星土卫六

极地气旋[编辑]

极地气旋是发生在高纬度地区的一种气旋性低气压,又称极地低压,内部气温极低,常有大风或降水等强对流天气。一般由高纬度的低气压引起气旋生成而产生,也可由极地性气团经过海面上空所形成的低压区而生成。极地气旋与锋面无关。

温带气旋[编辑]

温带气旋是活跃在温带中纬度地区的一种气旋,又称为“温带低气压”或“锋面气旋”[2]

温带气旋是一种冷心系统,其出现伴随着锋面,尺度一般较热带气旋大,可达几百乃至数千公里。

亚热带气旋[编辑]

亚热带气旋是与锋面无关的气旋,特性介乎热带气旋及温带气旋之间,通常是高空冷心低气压伸延至地面形成的,有时会转化为热带气旋或温带气旋。著名的1991年“完美风暴”便是一个亚热带气旋[3]

热带气旋[编辑]

热带气旋是发生在热带、亚热带地区海面上的气旋,由水蒸气冷却凝固时放出潜热发展而出的暖心结构。当热带气旋登陆后,或者当热带气旋移到温度较低的洋面上,会因为失去温暖、潮湿的空气供应能量,减弱消散,或失去热带气旋的特性,转化为温带气旋[4]。强烈的热带气旋,如台风(飓风)拥有巨大的破坏力,2005年8月吹袭美国新奥尔良飓风卡崔娜造成一千八百多人死亡,810亿美元的损失。

资料来源[编辑]

  1. ^ Glossary of Meteorology. Cyclonic circulation. American Meteorological Society. June 2000 [2008-09-17]. 
  2. ^ Frederick Sanders and John R. Gyakum. Synoptic-Dynamic Climatology of the "Bomb" (PDF). Monthly Weather Review. 1980.October, 108 (10) [2006-11-11]. [失效連結]
  3. ^ National Climatic Data Center. The Perfect Storm. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2008-08-20 [2009-09-14]. 
  4. ^ Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Hurricane Research Division.FAQ:A7) What is an extra-tropical cyclone?NOAA,於2007年3月12日擷取。(英文)

参看[编辑]