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冷空气活动过程的分析 冷空气活动频繁的原因

2024-06-13  来源:天气网  【字体:  

导语:相信大家都知道在冷空气活动过程中,首先关注的是冷空气的生成,而且这通常发生在高纬度地区,由于冷空气团在冷高压的控制下,不断堆积并增强,随着天气系统的演变,这些冷空气团在适当的条件下会向南移动,进而影响到更广泛的地区,下面就去看看冷空气活动过程的分析和冷空气活动频繁的原因吧!

冷空气活动过程的分析

冷空气活动过程的分析 冷空气活动频繁的原因

冷空气

实践经验表明,许多冷空气的激发过程都是在事后分析才注意到的,如何在事前能较准确分析其活动,我们进行过许多分析和研究,认为有以下几个方面可供鉴别参考:

(1)中纬度环流背景

如果在80°E~150°E范围中纬度地区(通常应用40°N~60°N范围内)西风指数由高指数向低指数转变,并有明显的低槽发展,表明将有冷空气南下。可以看出,从8月5~7日经向环流显著发展,纬向环流大为减弱,到8日08时,我国东部到日本500hPa经向环流非常明显,导致冷空气从我国东部沿海扩散南下到位于东海海域热带低压的外围。经向指数经度取值可视具体过程而定。本过程为表示东亚槽偏东的位置取125°E~135°E,如偏西则可相应西移。纬向指数,一般可按本书这个取值分析。

(2)高空T24分析

△T₂₄能较明显分析冷空气活动强度和路径。据具体情况确定分析地区,如分析冷空气对南海热带低压的激发作用,一般分析其北侧的华南—长江流域地区的高空△T₂₄的活动强度和路径。如分析冷空气对东海海域热带低压的激发作用,以分析其西北侧的华东到华北地区为宜。据研究表明,冷空气对热带低压的激发作用,其强度要适当。一般△T₂₄以一1℃~-3℃为宜,达一4℃~一7℃作用不大,如达-8℃或负值更大,则可能使热带低压消散。另一个数据可以地面天气图的气温高低进行分析,如果14时地面天气图可温低于24℃,虽有冷空气作用于热带低压外围,也不利于其发展;如在25C~27℃之间,作用不大,高于28℃才有可能起作用。

(3)地面P24分析

当近海区有热带低压存在时,这时如有冷空气南下,地面冷空气常以扩散形势侵袭到热带低压外围,锋面难以分析,而△P₂变化则较明显,有时冷空气活动过程高空一T₂也不明显,这时应注意分析地面△P的活动特征。图2-32为1975年8月6日14时至8月11日14时通辽一福州逐日P²时间剖面图,8月6日14时,由于受到冷空气影响,通辽出现+△P₂,7日14时达4.7hPa为最大,以后沿我国东部沿海扩散南下,经大连、青岛、射阳、上海、大陈于8日14时到达福建沿海,9日14时福州达5.6hPa为最大,使福建沿海于9日20时出现6~7级、阵风8级的东北大风,由于冷空气的激发作用

导致8月8日14时在台湾东南部海域的热带低压逐渐发展加强,我国中央气象台于10日14时开始编号为1975年4号台风(在《台风年鉴》中位置事后进行平滑,与实时业务分析位置有些不同)以后不断发展加强。11日02时,闽、浙沿海已受热带风暴外围影响,△P₂₄由正转负,福州达一3.7hPa,大陈达一3.0hPa,致使福建沿海风力于10日20时再度加大。从这个过程中,可以证实,用地面天气图△P₂₄的变化代表冷空气的活动在高空△T²₄不明显的情况下是可行的。

(4)卫星云图分析

据分析经验表明.在夏季期间,有时即使有冷锋过境,在地面天气图虽然△P有所反映,但气压场反映不明显,风场也没有明显变化,因此很难分析其位置。然而在卫星云图上,有一条明显的云带从北向南移,和春季的冷锋云带十分相似。这时如果在近海区有热带低压存在,冷锋云带的入侵,也将有明显的激发作用。

上游效应的作用

上游效应作用在分析西风带长波系统活动时被广泛应用,当西风带上游有一个长波系统发展,将导致下游相距60~80个经距内将有另一个长波系统发展,通常称为长波效应。由于波长是波速和周期的乘积,在西风带、由于西风风速大,因而两波之间相距较远。在东风带系统中,经分析表明,似乎也存在上游效应作用,然而由于东风带的东风风速要比西风带的西风风速小,其上游效应距离大约为12~20经距。据统计表明,西北太平洋台风起源地,主要是在菲律宾以东

的加罗林群岛和马绍尔群岛一带。据McBride.J.I统计,发展成台风的平均位置为13°N、144°E,也就是关岛附近。它的形成对我国近海区台风(包括菲律宾东部海域、台湾省东南部海域及南海)的发展具有指示性。如果在近海区的上游大约12~20经距之间有一个台风发展,这时在近海区若有热带低压存在,将可能发展成台风。例如8213(Ellis)、8214(Faye)台风就是这样的过程,8213台风于8月19日20时在10.3°N、144°E洋面上形成,当时在菲律宾东部也有一个热带低压,两者相距20个经距,随着8213台风向西北移,两者距离逐渐缩小。22日20时,当两者相距16.3经距时,其西侧的热带低压发展成为台风,即8214台风。必须指出,当时8214台风非常靠近菲律宾西部海岸,地形摩擦作用较大,通常不易发展,8214台风所以能够发展到那么强,上游效应作用可能是一个重要因素。

冷空气活动过程的分析 冷空气活动频繁的原因

冷空气

东风波的诱发作用

统计表明,在台风发生的主要源地(即9°N、153°E附近).由东风波诱发成为台风的过程较为罕见。然而在我国近海区,东风波诱发作用是台风发生发展的一种重要过程。例如6404(Betty)、6708、7307(Georgia)台风等都属于这类过程,这种过程往往是先在500hPa图上有东风波生成,然后诱发低层形成扰动,并迅速发展成台风。因此,在这种过程中,分析东风波活动是非常重要的一环。判断东风波是否存在,有两个参数可供诊断参考。第一是高空图特征,沿25°N附近,自东向西有南鸟岛(154°ED)、硫黄岛(141°E)、南大东岛(131°E)、冲绳岛(128°E)和石垣岛(123°E)5个高空探空站。

在高空图上,东风波是自东向西移的,波前为东北风,波后为东南风,其风速一般都在4m·s'以上,在高度场上呈“A”形势,并有一△H₂·有时可能在东风波内有闭合中心。在气温场上也有一定反映,一般冷中心位于波前,然而,由于受到常规资料的限制,单从高空天气图中有时很难判断,随着气象卫星云图资料在日常天气预报业务中的应用,已成为判断东风波活动的有力工具。因此,第二个参考参数是卫星云图上的云场特征,在卫星云图上,东风波的云型,一般呈南北向分布,其结构特征,在宏观上不易分析,但在中心附近很小范围内可以分析其结构特征,有时在南北向的云带中,可能出现两块或多块对流云系。

但不管如何,南北向云带的出现,是东风波活动的一个征兆。由东风波内发展的台风,有两种情况:第一种情况是,东风波内形成和发展起来,例如1967年8号台风就是这种过程,当年7月30日在石垣岛附近有一个明显的东风波存在。波内500hPa图上有580位势什米的低压中心,以后在西移过程中,在福建省平潭附近发展成为强热带风暴。由于范围很小,海上记录缺乏,因而一直到平潭时才被发现,事后补编为8号台风(国外没有编发这个台风)。第二种情况是东风波叠加在原来热带低压的北侧,导致热带低压发展成台风,例如6404台风,由于东风波叠加,使其南侧的热带低压迅速发展成台风。然而,并不是经度取其整数,小数四舍五入。

所有的东风波系统都能发展成为台风,只有在东风波后部有较强的东南气流,500hPa等压面高度显著下降,且具有较高的海温和较大的湿度,高空风速垂直切变小等有利于对流的强烈发展条件才有可能,并注意云图上的云型发展特征等等,如果500hPa等压面高度下降到580位势什米以下,则有很大可能将诱发台风生成和加强。TUTT的诱发作用热带对流层上部槽(TropicalUpper—TroposphericTrough)对台风的发生发展有显著影响。

据W.M.Gray研究表明,热带气旋生成的平均位置在TUTT的西南方,因此TUTT的变化,对热带气旋的发生发展有重要影响。夏季其平均大约位于太平洋中部,呈东北~西南走向,6月TUTT的西端位于16°N、143°E附近,7月西端位于20°N、151°E附近。因此,TUTT对西北太平洋大洋上台风的发生发展的影响比较突出。但它的位置是经常变化的,如果TUTT西端伸到135°E以西,对近海区台风的发生发展有重要影响。TUTT在卫星云图表现为零乱的、不规则的云系,1982年8月5日08时IR增强显示云图,TUTT西移到日本南部洋面,导致原在台湾东部海面的8211(Cecil)台风的强烈发展。

冷空气活动频繁的原因

全球气候变暖背景下的影响:在全球气候变暖的背景下,北极地区增温速度是全球的2—3倍,导致极地与中低纬度间的气温差减弱,难以维持强大的西风急流,极涡内的冷空气变得“躁动不安”,更容易分裂南下。

海陆热力性质的差异:进入秋冬季节,陆地会形成强大的高压,海洋上形成低压,水平气压梯度力会促使大气由气压高的地方向气压低的地方运动,这是冷空气频繁南下的根本原因之一。

大气环流的影响:特定的天气系统,如“西高东低”的经向型环流和偏强的东亚冬季风,以及赤道中东太平洋的拉尼娜事件和秋季北极海冰偏少,都是导致冷空气活动频繁的重要因素。

特定气候现象的影响:如厄尔尼诺事件,从去年全年年平均气温来看,云南乃至我国大部地区平均气温偏高、气候偏暖,到了今年1月,冷空气才开始频繁到访,导致寒潮天气频现。

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