冷鋒 -氣象氣候

冷鋒

氣象氣候
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鋒面在移動過程中,冷氣團起主導作用,推動鋒面向暖氣團一側移動,這種鋒面稱為冷鋒。冷鋒就是大家常常提到的冷空氣前鋒,它是南下冷空氣的先頭部隊,是影響中國的最常見的天氣系統,冬半年尤甚。冬季每隔幾天就有一股冷空氣從中國的西北、華北侵入內陸。冷鋒過境時,會伴有偏北風加大,氣壓升高和溫度降低等現象,有時會造成雨雪天氣,夏季甚至會造成暴雨,一般情況下冷鋒過境以後,當地將轉受冷高壓控製,天氣變得晴朗。

  • 中文名稱
    冷鋒
  • 成因
    冷氣團推動鋒面向暖氣團移動
  • 別稱
    冷空氣前鋒
  • 特點
    移動快、坡度大
  • 現象
    偏北風加大,氣壓升高和溫度降低
  • 出現時間
    西北地區一年四季均有冷鋒活動

冷鋒定義

冷氣團主動向暖氣團移動形成的鋒稱為冷鋒。冷鋒是我國最常見的一種鋒,它可以活動于全國各地。但由于冷鋒和高空槽的配置,移動快慢等不同,冷鋒附近雲和降水的分布也有明顯的差別,有的主要出現在鋒後;有的則主要出現在鋒前。

冷鋒示意圖冷鋒示意圖

特點

移動快、坡度大(1/40-1/80)的冷鋒。鋒後冷空氣移動速度遠較暖氣團為快,它沖擊暖氣團並,迫使產生強烈上升。而在高層,因暖氣團移速大于冷空氣,出現暖空氣沿鋒面下滑現象,由于這種鋒面處于高空槽後或槽線附近,更加強了鋒線附近的上升運動和高空鋒區上的下沉運動。夏季,在這種冷鋒的地面鋒線附近,一般會產生強烈發展的積雨雲,出現雷暴、甚至冰雹、颮線等對流性不穩定天氣。而高層鋒面上,則往往沒有雲形成。所以快行冷鋒雲系呈現出沿著鋒線排列的狹長的積狀雲帶。快行冷鋒歷時短暫,這種冷鋒天氣多出現在中國北方的冬、春季節。

冷鋒冷鋒

出現時間

冬季強,夏季弱,而出現的頻數相近。其形狀和移速受地形影響極大。

冷鋒活動的一般特點:在東亞地區都有冷鋒活動。冷鋒的活動頻數,北方多於南方,西南地區冷鋒出現的頻率最小;冬半年多於夏半年,春季最多,秋季最少。

出現地點

冷鋒的強度,冬季最強,常能直驅華南及南海,而造成寒潮天氣。夏季,冷鋒較弱,主要活動在北方,夏季的冷鋒常帶來西北雨天氣。

華北地區是中國境內冷鋒活動的必經之地。東北地區則是一年四季都有冷鋒活動,尤其是春秋季節,冷鋒活動頻繁。這兩個地區的冷鋒來源都有西路,西北路,北-東北路三種。冬天,冷鋒主要引起降溫和大風,夏天都能產生雷雨天氣。春季,冷鋒在東北常易造成大風和降水,而在華北往往隻引起風沙天氣。

過境狀況

過境前

冷鋒過境前:由單一暖氣團控製 氣溫較高、天氣晴朗、氣壓較低

過境時:大風、降溫、陰雨(降水集中在鋒後,鋒前也有)

過境時

總結而言冷鋒過境時,將會出現以下情況:氣壓在鋒前急劇下降,鋒後上升;氣溫下降;梯度增加;大氣斜壓增;風向順時針轉變;出現降水甚至雷暴。(此情況一般隻會出現在中緯度地區,低緯度地區一般會在春季的後期至夏季的初期才會有可能,因為該時的冷鋒一般是在緯度25-30一帶發展,而低緯度地區一般氣溫較高,在氣溫高磨擦的情況下容易產生雷電)

過境後

冷鋒過後會:

1、氣溫:下降,由冷氣團控製

2、氣壓:先降後升

3、降水:鋒過時會下雨

4、天氣:轉晴

鋒面在移動過程中,若暖氣團起主導作用,推動鋒面向冷空氣一側移動,這種鋒面稱為暖鋒。在我國暖鋒常出現于氣旋中心的東側,而且多與冷鋒成對出現,暖鋒過境時一般除伴有陰雨外,氣壓也降低,氣溫將升高。

冷鋒分類

根據天氣學家分析,冷鋒的天氣狀況大體可分為兩種類型。

第一類

冷鋒移動較慢,坡度也較小,處于空中700hpa槽前,通常稱為第一型冷鋒。這一類型的冷鋒,由于冷氣團一方面向前移動,使得鋒前的暖氣團一方面向前移動,一方面被迫沿鋒面向上滑行,在水汽條件充分時,便在鋒上產生了雲系和降水。

由于這類冷鋒處于高空中槽前,利于空氣的上升運動,在鋒面未到時,暖氣團並非碧空無雲,隨著冷鋒的來臨,空氣中常先後有:雨層雲、高層雲、卷層雲、卷雲。雨區寬度約150~200公裏。

第二類

冷鋒移動較快,坡度較大,處于高空中700hp a槽後或槽線附近,常稱為第二型冷鋒。這類冷鋒上面冷平流較強,氣流下沉,僅地面鋒線附近暖空氣被抬升,但鋒面坡度大,有較強的氣流上升運動。其冬,夏天氣狀況有明顯的不同,夏季暖氣團比較濕潤,本來就不穩定,加上上空強烈的冷平流,變得更加不穩定。故鋒線附近常形成強烈的積雨雲,排列在鋒線附近,像一座雲堤,冷鋒來臨時,出現雷暴和陣性降水,但降雨區僅數十公裏。冬季,鋒前的暖空氣位于槽前,氣流上升形成卷雲,卷層雲,高層雲,雨層雲,在地面鋒線附近,有不寬的連續性降水區。降水止後,常出現大風,人們也稱這種鋒為乾冷鋒

冷鋒示意圖冷鋒示意圖

由于冷鋒移動速度有快有慢,因此當冷鋒移動較慢時,暖空氣上升會較慢且平穩,因此較易出現層狀雲,同時降雨也較緩和;當冷鋒移動較快時,由于暖空氣會被冷空氣快速抬升,因此往往容易造成濃厚的積雨雲,同時下起雷電交加的大風雨。

冷鋒雲系

冷鋒冷氣團暖氣團方向移動形成的鋒面。根據冷氣團移動的快慢不同,冷鋒又分為兩類:移動慢的叫第一型冷鋒或緩行冷鋒,移動快的叫第二型冷鋒或急行冷鋒。

第一型冷鋒天氣模型

(1)第一型冷鋒:這種鋒面處于高空槽線前部,多穩定性天氣。這種鋒移動緩慢,鋒面坡度不大(約1/100),鋒後冷空氣迫使暖空氣沿鋒面平穩地上升,當暖空氣比較穩定,水汽比較充沛時,會形成與暖鋒相似的範圍比較廣闊的層狀雲系,隻是雲系出現在鋒線後面,而且雲系的分布次序與暖鋒雲系相反,降水性質與暖鋒相似,在鋒線附近降水區內還常有層積雲、碎雨雲形成。降水區出現在鋒後,多為穩定性降水。如果鋒前暖空氣不穩定時,在地面鋒線附近也常出現積雨雲和西北雨天氣。夏季,在我國西北、華北等地,以及冬季在我國南方地區出現的冷鋒天氣多屬這一類型。

第二型冷鋒天氣模式

(2)第二型冷鋒天氣模式:這是一種移動快、坡度大(1/40-1/80)的冷鋒。鋒後冷空氣移動速度遠較暖氣團為快,它沖擊暖氣團並迫使產生強烈上升。而在高層,因暖氣團移速大于冷空氣,出現暖空氣沿鋒面下滑現象,由于這種鋒面處于高空槽後或槽線附近,更加強了鋒線附近的上升運動和高空鋒區上的下沉運動。夏季,在這種冷鋒的地面鋒線附近,一般會產生強烈發展的積雨雲,出現雷暴、甚至冰雹、颮線等對流性不穩定天氣。而高層鋒面上,則往往沒有雲形成。所以第二型冷鋒雲系呈現出沿著鋒線排列的狹長的積狀雲帶,好似一道寬度約有十公裏,高達十多公裏的雲堤。在地面鋒線前方也常常出現高層雲、高積雲、積雲。這種冷鋒過境時,往往烏雲翻滾,狂風大作,電閃雷鳴,大雨傾盆,氣象要素發生劇變。這種天氣歷時短暫,鋒線過後,天空豁然晴朗。在冬季,由于暖氣團濕度較小,氣溫不可能發展成強烈不穩定天氣,隻在鋒線前方出現卷雲、卷層雲、高層雲、雨層雲等雲系。當水汽充足時,地面鋒線附近可能有很厚、很低的雲層,和寬度不大的連續性降水。地面鋒過境後,雲層很快消失,風速增大,並常出現大風。在幹旱的季節,空氣濕度小,地面幹燥、裸露,還會有沙暴天氣。這種冷鋒天氣多出現在我國北方的冬、春季節。

冷鋒與冷鋒天氣冷鋒與冷鋒天氣

冷鋒在我國活動範圍甚廣,幾乎遍及全國,尤其在冬半年,北方地區更為常見,它是影響我國天氣的最重要的天氣系統之一。冬季我國大陸上空氣幹燥,冷鋒大多從西伯利亞、蒙古進入我國西北地區,然後南下,從西伯利亞帶來的冷空氣與當地較暖的空氣相遇,在鋒面上很少形成降水,所以,冬季寒潮冷鋒過境時,隻形成大風降溫天氣。冬季時多二型冷鋒,影響範圍可達華南,但移到長江流域和華南地區後,常常轉變為一型冷鋒或準靜止鋒。夏季時多一型冷鋒,影響範圍較小,一般隻達黃河流域,我國北方夏季西北雨天氣和冷鋒活動有很大的關系。

沙塵暴

冬春季節,來自自蒙古高壓(反氣旋)的冷空氣南下形成冷鋒,而冷鋒鋒前暖氣團比較幹燥,難以形成降水,而我國華北地區氣溫回升,雨帶尚未移來,蒸發大于降水(幹旱),氣壓低(地面氣流上升),冰雪已化,植被未恢復易產生沙塵天氣。當沙塵天氣的強度達到一定程度時,便稱為沙塵暴。,若形成的冷鋒系統則可能會產生大的沙塵暴.。鋒面氣旋中的冷鋒造成了沙塵天氣難以形成降水,但形成的冷鋒系統則可能會產生大的沙塵暴.。

前期幹旱少雨,天氣變暖,氣溫回升,是沙塵暴形成的特殊的天氣氣候背景;地面冷鋒前對流單體發展成雲團或颮線是有利于沙塵暴發展並加強的中小尺度系統;有利于風速加大的地形條件即狹管作用,是沙塵暴形成的有利條件之一。

區別

冷氣團和熱氣團相交,就形成鋒面,如果是熱氣團進入冷氣團稱之為熱鋒,反之則稱為冷鋒,鋒面運動將帶來大風和氣溫及氣壓的變化。

冷鋒

當寒冷稠密的穩定空氣團前進取代較溫暖的空氣團時產生冷鋒冷鋒暖鋒移動的更快,以25到30英裏每小時的速度前進。然而,極端的冷鋒有記錄的移動速度達到60英裏每小時。典型的冷鋒以和暖鋒相反的方式移動;因為它非常稠密,它接近地面,就好像掃雪機,在較暖的空氣下方滑動,迫使不稠密的空氣上升。快速上升的空氣致使溫度突然降低,迫使雲的產生。產生的雲類型依賴于較暖氣團的穩定性。北半球冷鋒通常是東北到西南的方向,可以綿延幾百英裏長,包含一大片陸地區域。

典型冷鋒通過之前,會出現卷雲或高聳的積雲,也可能出現積雨雲。由于雲的快速發展,陣雨和陰霾也是可能的。來自南方或者西南方向的風促進了相對較冷的空氣取代了溫暖的空氣。高露點和大氣壓力的降低表明了冷鋒即將要通過這裏。

隨著冷鋒經過,高聳的積雲或積雨雲依然佔據天空的主導地位。根據冷鋒的強度,形成大陣雨可能還伴隨閃電,雷鳴,和/或冰雹。更嚴重的冷鋒也會產生龍卷風。在冷鋒通過時,能見度將很差,風向多變且多陣風,同時溫度和露點快速下降。冷鋒通過時快速下降的大氣壓力會降至最低點,然後開始逐漸增加。

冷鋒過後,高聳的積雲和積雨雲開始消散成積雲,相應的降水量也降低。最終能見度變的很好,西風或西北風盛行。溫度仍然更冷,但是大氣壓力持續升高。

快速移動的冷鋒

快速移動的冷鋒受實際鋒面後遠處的強烈壓力系統推動。地面和冷鋒之間的摩擦力阻礙冷鋒的運動,因此產生了一個陡峭的鋒面。這結果就產生了一個非常狹窄的天氣帶,集中在鋒面的前沿。如果被冷鋒壓倒的暖空氣是相對穩定的,那麽在鋒面前方的一段距離內可能出現烏雲密布的天空和下雨。如果暖空氣不穩定,可能形成分散的雷暴和陣雨。沿鋒面或鋒面之前可能形成連續的雷暴雨帶或者一條颮線。由于狂暴的雷暴是強烈且快速移動的,颮線對飛行員來說是嚴重的危險。在快速移動的冷鋒之後,天空通常很快放晴,冷鋒留下了狂暴的陣風和更冷的溫度。

飛向逼近的冷鋒

暖鋒一樣,不是所有的冷鋒都相同。檢查一次向逼近的冷鋒的飛行,飛行員可以對飛行中會遇到的不同狀況類型有更好的理解。圖10-27顯示了一次從賓夕法尼亞州,匹茲堡向密蘇裏州聖路易斯的飛行。

在飛離匹茲堡的時候,VFR天氣是能見度為煙霧中3英裏,在3500英尺高度是分散的雲層。當飛行向西前進到哥倫布接近畢竟的冷鋒時,雲層就顯示出以2500英尺斷層垂直發展的跡象。陰霾中的能見度為6英裏,且大氣壓力不斷下降。不斷接近印第安納波利斯的時候,天氣惡化到1000英尺高度被雲層覆蓋,能見度為3英裏,有雷暴和大陣雨。在聖路易斯,天氣變好,1000英尺高度上雲層散開,能見度為10英裏。

飛行員使用基于鋒面狀況知識的合理判斷,他很可能要停留在印第安納波利斯,直到鋒面通過。嘗試在雷暴帶或者颮線下飛行是危險而愚蠢的,也不要想飛越它的頂部或者繞飛暴風雨。雷暴可能向上延伸到徹底超過小飛機的能力範圍,還會以帶狀綿延300至500英裏。

冷鋒和暖鋒對比

暖鋒冷鋒在特徵上是非常不同的,相同的是每一鋒面都有危險。他們在速度,結構,天氣現象和預報方面都是變化多端的。冷鋒,它以20至35英裏每小時速度移動,相對暖鋒移動的很快,暖鋒隻以10-25英裏每小時移動。冷鋒也促使形成陡峭的鋒面坡度。激烈的天氣活動和冷鋒有關,天氣通常沿鋒面邊界出現,而不是在前方。然而,颮線可以在夏季月份形成,在嚴重冷鋒的前面遠到200英裏。反之,暖鋒產生低雲幕高度,差的能見度和下雨,冷鋒產生突發的暴風雨,陣風,紊流,有時還有冰雹或者龍卷風。

冷鋒是快速來臨而很少或甚至沒有警告的,它們可以就在幾個小時內引起天氣完全變化。在通過後,天氣很快放晴,無限能見度的幹燥空氣取代了原先的暖空氣。另一方面,暖鋒對它們的來臨提供了提前的警告,可能要好幾天才能經過一個地區。

性質不同的冷暖氣團相遇而形成的交介面,通稱"鋒面"。鋒面附近是冷暖空氣的交匯地帶,因而這裏氣象要素急劇變化,經常伴有雲、降水、雷雨、大風等天氣現象。在移動過程中,冷氣團起主導地位,推動鋒面暖氣團一側移動的鋒面稱為冷鋒

冷鋒過境的次數以冬季最為頻繁。冷鋒一般向南到東南方向移動。冷鋒影響前,一般吹東南風或南到西南風,氣壓降低,濕度增大,氣溫較高;冷鋒影響時,風向轉偏北,氣壓逐漸升高,濕度減小,氣溫下降,一般會出現降水;冷鋒過後冷空氣逐漸佔據原來暖空氣控製的地區,氣溫下降,氣壓上升,天氣多轉晴好。

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