5.1 气团和锋(8)
锋生指锋的生成或加强的过程,锋消指锋的消失或减弱的过程。锋生、锋消的主要标志是冷、暖气团间水平温度梯度的大小和变化。当某些大气物理过程促使空气的水平温度梯度沿着一条线附近迅速加大时,可以说这条线附近有锋生。反之,有锋消。在自由大气中大气的水平运动、垂直运动和非绝热过程都可能造成锋生或锋消。
(五)水平气流辐合、辐散
相向或同向速度不同的气流,在辐合过程中,可促使冷、暖气团接近,水平温度梯度增大,利于锋生。反之,水平气流辐散则促使冷、暖气团远离,水平温度梯度减小,利于锋消。
图5·12表示在直线等压线中水平气流的辐合、辐散对锋生、锋消的作用。T1、T2、T3表示等温线。t0时表示锋尚未形成时两气团间有宽阔的过渡区,等温线稀疏,气温梯度较小。t1时表示已出现辐合气流,冷、暖气团接近,温度梯度增大。t2时等温线更加密集,锋生成。反之,在锋区里出现水平辐散气流,等温线愈来愈稀疏,锋减弱以至消失。
(六)空气垂直运动
上升运动使上升空气发生绝热降温,下沉运动使下沉空气发生绝热增温。这种绝热增温和降温对锋生、锋消所起作用如何,还要看当时大气中温度垂直分布状态。当大气温度直减率(γ)小于干绝热直减率(γd)时,不论锋面冷空气一侧的气流上升或暖空气一侧的空气下沉,或者两者同时发生,都能引起原有温度梯度增大,利于锋生。当大气温度直减率大于干绝热直减率时,结果相反。实际大气中,特别是对流层中层的垂直运动都是暖空气上升,冷空气下沉,在无凝结现象发生的情况下,一般是不利于锋生而利于锋消。
(七)空气的热量交换
锋两侧的冷、暖气团同下垫面间时刻进行着热量交换,影响着锋两侧温度水平梯度的变化。如果冷、暖气团各停留在更冷和更暖的下垫面上,热量交换的结果可能使冷气团变得更冷,暖气团变得更暖,冷、暖气团间的温度梯度比原来增大,锋得到加强。但是这种情况在自然界是很少有的,大多数情况是锋两侧的气团都移行到性质大致相似的下垫面上,不论地表温度是低于冷气团或高于暖气团,或者介于两者之间,气团同下垫面间热量交换的结果,不是暖气团失热更多,就是冷气团得热更多,都会使冷、暖气团间的温度梯度减小,利于锋消。
大气中暖气团含水汽较多,冷气团含水汽较少,因而成云致雨主要发生在暖气团中,所释放的潜热也主要集中在锋区暖气团一侧,这样会使冷、暖气团间温度梯度增大,有利于锋生。
上述三种因素中有的利于锋生,有的又利于锋消,在实际大气中往往三种或两种因素共同起作用,其共同效应是利于锋生还是利于锋消,要看那个因素居主导地位。实践证明,在对流层低层气流水平辐合、辐散是锋生、锋消的一种主要因素;在对流层高层,垂直运动是一个重要因素,而水平气流辐合、辐散也是一个重要因素;在对流层中层,气流水平辐合、辐散和垂直运动往往同等重要,但两者所起作用相反。凝结潜热释放对锋生也起着一定作用。
我国大部分地区处于温带,冷、暖气团活动频繁,锋生现象十分明显。据统计锋生地带主要有两个:一个在东北、内蒙一线,并与北支锋区相对应。另一个在长江以南地区,并与南支锋区相对应。华南地区凝结潜热释放的数量比较多,对锋生所起作用不容忽视。
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