氣團

氣團

氣團是指氣象要素(主要指溫度和濕度)水準分布比較均勻的大範圍的空氣團。在同一氣團中,各地氣象要素的重點分布幾乎相同,天氣現象也大致一樣。氣團的水準範圍可達幾千公裏,垂直高度可達幾公裏到十幾公裏,常常從地面伸展到對流層頂。氣團的分類方法主要有三種,一種是按氣團的熱力性質不同,劃分為冷氣團暖氣團;第二種是按氣團的濕度特征的差異,劃分為幹氣團和濕氣團,第三種是按氣團的發源地,常分為北冰洋氣團、極地氣團,熱帶氣團、赤道氣團。

  • 中文名稱
    氣團
  • 外文名稱
    air mass
  • 垂直高度
    幾公裏到十幾公裏
  • 水準範圍
    達幾千公裏,

簡介

氣團的概念

氣團(air mass)是範圍廣大的(通常有數千千米),在水準方向上具有均勻的溫度和濕度屬性的巨大空氣團。

氣團的溫度、濕度和其他屬性反映了其生成的源地的屬性。

氣團(airmass)在水準方向上大氣的物理屬性主要指溫度濕度和穩定度.對比較均勻

的大塊空氣塊。其水準尺度達到幾百至幾千公裏,垂直尺度約幾公裏到十幾公裏。氣團的形成必須具有範圍大,性質均勻的下墊面,還須有合適的環流條件。氣團的分類,若按形成的地理位置分,則有極地氣團(又可分為極地大陸氣團和極地海洋氣團)。熱帶氣團(又可分為熱帶海洋氣團和熱帶大陸氣團)。此外,還有中緯度氣團它們主要來自極地或熱帶的變性氣團。若按熱力分類,則可分為冷氣團暖氣團

氣團的分布氣團的分布

活動于中國的主要氣團,隨季節而有變化。冬季以極地大陸氣團為主,中國南方部分地區則會受熱帶海洋氣團影響。夏季主要受熱帶海洋和熱帶大陸氣團影響,在中國北方則仍會受極地大陸氣團影響。春、秋季則主要有變性極地大陸氣團和熱帶海洋氣團

同一時段,佔據廣大空間的大團空氣內,水準方向上的物理屬性比較均勻,在垂直方向上的各種物理屬性分布比較相似,天氣特點也大致相同,氣象要素變化不太劇烈,這種大團空氣稱為氣團。

AM= S0/Z0 = 1/cosθ. θ: zenith angle

形成與變性

氣團的形成

大氣的熱量主要來自地球表面,空氣中的水汽也來自地球表面水分的蒸發,所以下墊面是空氣最直接的熱源,也是最重要的濕源。氣團形成的條件首先需要有大範圍的性質比較均勻的下墊面,廣闊的海洋、冰雪覆蓋的大陸、一望無際的沙漠等,都可作為形成氣團的源地。此外,氣團形成還應具備適當的流場條件,使大範圍的空氣能在源地上空停留較長的時間或緩慢移動,通過大氣中各種尺度的湍流、對流、輻射、蒸發和凝結及大範圍的垂直運動等物理過程與地球表面進行水汽與熱量交換,從而獲得與下墊面相應的比較均勻的溫、濕特徵。

氣團氣團

適當的流場通常是指準靜止的大型的高壓流場。在準靜止的高壓控製下,高壓中的輻散下沉運動,可以使大氣中的溫度、濕度的水準梯度減小,增加大氣中溫、濕特徵的水準均勻性,同時穩定的環流可使空氣較長時間地緩慢移動在溫、濕特徵比較均勻的下墊面上,使空氣有足夠長的時間取得下墊面的溫、濕特徵。例如,西伯利亞地區冬季為一個不大移動的高壓所盤踞,是形成幹冷氣團的源地。在中國東南方向的遼闊海洋上常有太平洋高壓存在,是形成暖濕氣團的源地。

氣團的變性

大氣處在不斷的運動中,當氣團在廣闊的源地上取得大致與源地相同的物理屬性後,離開源地移至與源地性質不同的下墊面時,二者間又發生了熱量與水分的交換,則氣團的物理屬性又逐漸發生變化,這個過程稱為氣團的變性。

氣團的形成氣團的形成

對于不同的氣團來說,其變性的快慢是不同的。一般說來,冷氣團移到暖的地區變性快,而暖的氣團移到冷的地區變性慢。這是因為,當冷氣團離開源地後,氣團低層要變暖、增溫,逐漸趨于不穩定,對流易發展,能很快地把低層的熱量和水汽向上輸送,因此,氣團變性快;相反,當暖氣團離開源地後,由于氣團低層不斷變冷,氣團逐漸趨于穩定,對流不易發展,因此,氣團變性較慢。

分類和特征

為了分析氣團的特征、移動規律,常常對地球上的氣團進行分類,分類方法主要有地理分類法和熱力分類法兩種。

氣團氣團

地理分類法

根據氣團形成源地的地理位置,對氣團進行分類,稱為氣團的地理分類。在地理分類中,按源地的溫度性質,將氣團分成冰洋氣團(北極氣團和南極氣團)、極地氣團熱帶氣團赤道氣團四大類;按源地的濕度性質,又將氣團分為海洋性氣團和大陸性氣團兩種。這樣,綜合溫度和濕度特徵,全球大致可分為七種氣團。

1)北極大陸氣團(ContinentalArcticAirMass,簡寫為cA):形成于冰雪覆蓋的北冰洋。特點是溫度低、低層具有強逆溫層,氣層相當穩定,濕度小。因此其天氣是幹燥、寒冷、晴朗。

2)南極大陸氣團(ContinentalAntarcticAirMass,簡寫為cAA):形成于冰雪覆蓋的南極大陸。其特點同北極大陸氣團。

3)極地大陸氣團(ContinentalPolarAirMass,簡寫為cP):形成于中高緯度的大陸上,如西伯利亞、蒙古、加拿大一帶。冬季,氣團低層溫度很低,有強烈逆溫現象,空氣層穩定,天氣與冰洋氣團類似;夏季,受大陸熱力狀況的影響,空氣層不穩定,加上濕度增大,常出現多雲天氣。

氣團氣團

4)極地海洋氣團(MaritimePolarAirMass,簡寫為mP):形成于南半球中緯度海洋和北太平洋、北大西洋。極地海洋氣團多數由極地大陸氣團移至海洋上變性而成。冬季因洋面溫度高于大陸,氣團低層溫度升高,濕度增大,氣層不穩定,易形成對流雲,有時產生降水;夏季與極地大陸氣團性質差不多。

5)熱帶大陸氣團(ContinentalTropicalAirMass,簡寫為cT):主要源于副熱帶沙漠地區,如中亞、西南亞、北非撤哈拉沙漠等地。特征是炎熱、幹燥,在它長久控製的地區常形成嚴重的幹旱。

6)熱帶海洋氣團(MaritimeTropicalAirMass,簡寫為mT):形成于副熱帶高壓控製的海洋上。特征是溫度高,濕度大,低層不穩定,由于高壓中部盛行下層氣流,中層存在下沉逆溫,阻礙了對流的發展,天氣以晴為主。

7)赤道海洋氣團(MaritimeEquatorialAirMass,簡寫為mE):

形成于赤道附近的洋面,具有高溫高濕的特征,氣層很不穩定,多雷暴和陣性降水天氣。

熱力分類法

熱力分類法是根據氣團移動時與其所經下墊面的溫度對比或兩個氣團之間的溫度對比來劃分的。按這種分類法,氣團可分為冷氣團和暖氣團兩大類。

冷暖氣團冷暖氣團

1)冷氣團(ColdAirMass):氣團溫度低于流經地區下墊面溫度的,或兩個氣團相遇時溫度較低者,叫冷氣團。當冷氣團向南移行至另一地區時,不僅會使這個地區變冷,且由于氣團底部增暖,氣溫直減率增大,氣層往往趨于不穩定,有利于對流的發展,產生不穩定天氣,低層的能見度一般較好。夏季,若冷氣團中水汽含量多,常形成積雲和積雨雲,產生西北雨天氣。冬、春兩季,由于冷氣團中濕度較小,常是幹冷天氣。冷氣團內氣溫、風等氣象要素有明顯的日變化;夜間低層輻射冷卻,在大陸上可形成輻射霧。?

2)暖氣團(WarmAirMass):氣團溫度高于流經地區下墊面溫度的,或兩個氣團相遇時溫度較高者,叫暖氣團。當暖氣團向北移行至另一地區時,不僅會使這個地區變暖,且由于氣團底部變冷,氣溫直減率變小,會使該地上空氣層的穩定度增大,對流運動不易發展,產生穩定性天氣。因為氣層穩定,水汽及塵埃、煙粒等雜質常聚集在低層,所以暖氣團中低層的能見度差。如果暖氣團中水汽含量多,常形成層雲、層積雲,並下毛毛雨,有時會出現平流霧。如果暖氣團中水汽含量較少,天氣就較好。

影響

地區影響

中國大部分處于中緯度地區,冷、暖氣流交綏頻繁,缺少氣團形成的環流條件;同時,地表性質復雜,沒有大範圍均勻的下墊面可作氣團源地,因而,活動在中國境內的氣團,大多是從其他地區移來的變性氣團,其中最主要的是極地大陸氣團和熱帶海洋氣團。

天氣影響天氣影響

季節影響

冬季主要受變性極地大陸氣團影響,它的源地在西伯利亞和蒙古,稱之為西伯利亞氣團。它所控製的地區,天氣幹冷。此外,來自北太平洋副熱帶地區的熱帶海洋氣團可影響到華南、華東和雲南等地。北極氣團也可南下侵襲中國,造成氣溫急劇下降的強寒潮天氣

夏季,西伯利亞氣團在中國長城以北和西北地區活動頻繁,中國東部沿海地區主要受變性的熱帶海洋氣團影響。以上兩種氣團的交匯,是構成中國盛夏南北方區域性降水的主要原因。此外,熱帶大陸氣團常影響中國西部地區,被它持久控製的地區,就會出現嚴重幹旱和酷暑。來自印度洋的赤道氣團,可造成長江流域以南地區大量降水。

春季,西伯利亞氣團和熱帶海洋氣團兩者勢力相當,互有進退,因此是鋒系及氣旋活動最盛的時期。

秋季,變性的西伯利亞氣團佔主要地位,熱帶海洋氣團退居東南海上,中國東部地區在單一的氣團控製下,出現全年最宜人的秋高氣爽的天氣。

變性氣團

氣團的變化

變性氣團也稱中性氣團。離開源地後受沿途下墊面性質的影響,改變原有基本物理屬性的氣團。但所謂"變性氣團"其基本特征未有重大改變,否則即成新氣團。

變性氣團變性氣團

例如,中國由于地表性質復雜,沒有大範圍均勻的下墊面和緩行的環流條件可作氣團源地,活躍在中國境內的氣團,多從外地移來的變性氣團。冬季以極地大陸氣團變性而成的變性極地大陸氣團(NPc)為主;夏季以變性熱帶海洋氣團(NTm)和變性熱帶大陸氣團(NTc)為主。春、秋季節南北兩類氣團互有進退。

氣團在源地形成後,要離開它的源地移到新的地區,隨著下墊面性質以及大範圍空氣的垂直運動等情況的改變,它的性質也將發生相應的改變。例如,氣團向南移動到較暖的地區時,會逐漸變暖;而向北移動到較冷的地區時,會逐漸變冷。氣團在移動過程中性質的變化,稱為氣團的變性。

氣團比較

不同氣團,其變性的快慢是不同的,即使是同一氣團,其變性的快慢還和它所經下墊面性質與氣團性質差異的大小有關。一般說來,冷氣團移到暖的地區變性較快,在這種情況下,冷氣團低層變暖,趨于不穩定,亂流對流容易發展,能很快地將低層的熱量傳到上層;相反,暖氣團移到冷的地區則變冷較慢,因為低層變冷趨于穩定,亂流和對流不易發展,其冷卻過程主要靠輻射作用進行。從大陸移入海洋的氣團容易取得蒸發的水汽而變濕,而從海洋移到大陸的氣團,則要通過凝結及降水過程才能變幹,所以氣團的變幹過程比較緩慢。冬季影響中國的冷空氣,都已不是原來的西伯利亞大陸氣團,而是變性了的大陸氣團。

氣團在下墊面性質比較均勻的地區形成,又因離開源地而變性。氣團總是在或快或慢地運動著,它的性質也總是在或多或少地變化著,氣團的變性是絕對的,而氣團的形成隻是在一定條件下獲得了相對穩定的性質而已。由于中國大部分地區處于中緯度,冷暖空氣交綏頻繁,缺少氣團形成的環流條件,同時地表性質復雜,很少有大範圍均勻的下墊面作為氣團的源地,因而活動在中國境內的氣團,嚴格說來都是從其它地區移來的變性氣團。

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冬天裏常聽到氣象預報員說:"由于大陸冷氣團南下........",什麽是大陸冷氣團呢?它是形成于極地的氣團,因為高空氣流的推動而進入中國大陸,經華中轉向東海及太平洋。由于它源于極地,屬于冷氣團,又因它是由大陸流出來,所以預報員就將這種氣團稱為"大陸冷氣團"。下面就為大家介紹由大陸冷氣團所造成的幾種天氣型態。

盤狀漩渦氣團盤狀漩渦氣團

寒流

哇!好冷啊!路上行人個個包的像粽子一樣,恨不得把棉被穿出門,原來是"寒流"大駕光臨了。當大陸冷氣團南移,寒冷的氣流就會使氣溫急速下降。但是氣溫要下降多少度才算寒流呢?通常在氣象預報時,當預測台北的日最低溫會降到10℃或以下,就稱為寒流。

三句用語

強烈大陸冷氣團;大陸冷氣團;東北季風增強;

你曾註意到以上三句名詞使用時機的不同嗎?在氣象預報時,如果預測冷氣團會使台北日最低溫降到12℃~14℃之間時,就說是受"大陸冷氣團"影響;如果預測會降到12℃或以下時,就說受"強烈大陸冷氣團"影響;如果最低溫不會降到14℃時,就隻說受"東北季風增強"的影響了。你能分辨這三句用語嚴重性的不同。

變性

寒流來襲,把人凍得像冰棒一樣,什麽時候天氣才能轉暖呢?這時隻好期待大陸氣團"變性"了。因為當大陸冷氣團移出源地後,會受經過地區環境及本身內部運動影響而改變性質,變成"變性大陸氣團。"有了它,天氣就不會再那麽冷,氣溫也不會再下降了。

大陸冷氣團是個高氣壓中心,在天氣圖上用的"H"來代表。它在南移的途中逐漸變性,到了華東時,已形成"變性大陸氣團"了。它變性後,高氣壓中心改向東行,由華東移到東海並繼續東移。這時候,氣團前端的冷鋒已經通過台灣,陰霾的天氣好轉,雲量減少,氣溫上升,甚至會出現晴朗天氣,這種情形稱為"移動性高氣壓"。

如果移動性高氣壓中心繼續從東海向東走,就會為台灣帶來溫暖而潮濕的氣流,各地氣溫明顯上升,甚至會出現晴朗舒服的天氣,稱造成這種天氣現象的氣流為"高壓回流"。

鋒面

想想看:當冷氣團遇到暖氣團,會發生什麽事?在氣象學上,它們交會時會產生帶狀的介面,稱為"鋒面"。鋒面帶,短的數百公裏,長的有幾千公裏,由下而上逐漸隨高度變寬,並呈現傾斜狀態,冷空氣位在下方,暖空氣位于上方,結構正如圖所繪的樣子。

鋒面會隨冷暖空氣的移動而前進,而于移動情形的不同而分為冷鋒暖鋒,滯留鋒,囚錮鋒四種,並造成四種不同類型的天氣型態;在台灣最常見的是冷鋒和滯留鋒。

當冷空氣推鋒面向暖空氣方向移動時,稱為"冷鋒",這種鋒面過境,地面氣溫會降低變冷。冷鋒移動有快慢之分,跑得慢的冷鋒,暖空氣上升較慢平穩,而出現層狀雲,降雨緩和;跑得快的冷鋒,暖空氣受冷空氣猛烈沖擊快速上升,造成濃厚的積雨雲,這時地面就會下起雷電交加的大風雨。

若暖空氣的勢力強過冷空氣,而鋒面向冷空氣方向運動,就形成"暖鋒",會使經過地區的氣溫增高。暖鋒的鋒面前方是一大片範圍廣闊的雲雨區,連綿數百公裏,造成持續不斷的降雨,降雨型態是和冷鋒不同的。

冷鋒暖鋒是在冷,暖空氣某一方勢力較強時發生的鋒面。但假使冷,暖空氣兩方勢均力敵,鋒面便無法迅速移動,而徘徊,停留于原地,造成冷鋒與暖鋒同時出現的雲雨天氣。

最後還要來解說"囚錮鋒"。鋒面在移動時,如果冷鋒趕上暖鋒或是兩條冷鋒迎面相遇重疊時,鋒面和鋒面之間拉拉扯扯,互不讓步,最後兩條鋒面就會合並成"囚錮鋒",它所造成的雲系和降雨兼具兩種鋒面的特征,變得比較復雜了。

"熱帶海洋氣團"是位于太平洋上的高氣壓,也稱"副熱帶高氣壓",它全年都定居在太平洋上,所以又稱為"太平洋高氣壓"或"太平洋氣團"。

熱帶海洋氣團的強度與範圍因季節冷暖而改變,當季節變暖時,它也會隨著活躍起來,強度,範圍因而大增,讓台灣與中國大陸吹起溫暖潮濕的西南風與東南風,是造成季節性暴雨的主因。由于熱帶海洋氣團位置和範圍的不同,造成的天氣型態也不一樣。它的邊緣屬于雲雨地帶,使地面容易下雨且雨勢較大,在氣象預報時叫做:受"西南氣流"或"偏南氣流"影響;如果它造成的是午後西北雨的天氣型態,才是受"熱帶海洋氣團"影響;假如氣團中心移動到台灣上空,天氣是晴朗炎熱的,就稱為"高氣壓籠罩"。

氣團和鋒

氣團是水準方向上溫度,濕度分布比較均勻,而垂直方向上溫度,濕度改變也近乎相同的大範圍氣團,其水準面積為數百萬平方千米到數千萬平方千米,厚度及千米到十幾千米。在一個氣團與另一個氣團接近處,由于兩者物理屬性不一致,所以兩者間有一個過渡帶(介面),這個過渡帶稱為鋒面,鋒面在地面的交線稱為鋒線,這就是平時氣象所稱的"鋒"。

大氣環流的作用下,氣象從一個地區移到另一個地區,例如從陸地移到海洋。在氣團移動過程中,相應地也會引起兩氣團之間鋒的移動,這樣就會引起氣團和鋒面所經過的地區發生一系列的天氣變化現象,這就是天氣的非周期變化。

根據氣團的發源地可分為冰洋氣團,極地氣團,熱帶氣團和赤道氣團四大類,但氣象上習慣以氣團的熱力分類,凡是氣團濕度高于下墊面(地面)的溫度稱為溫氣團,相反側稱為冷氣團。即向冷區移動的氣團是暖氣團,而其前鋒即為暖鋒;向暖區移動的氣團是冷氣團,其前鋒即為冷鋒。當冷暖氣團勢力相當,鋒面移動緩慢或靜止則為靜止鋒。在冷鋒移動速度比暖鋒移動速度大得多時,會產生冷暖鋒合並而形成的鋒,這就是冷面鋒。

氣旋和反氣旋氣團和鋒的活動不是孤立的現象,它與一定的大氣流場分布有關。氣旋和反氣旋是大氣流場的重要組成部分。氣旋是中心氣壓比四周低的水準渦旋。在北半球氣旋區域空氣作反時針方向流動,在南半球恰相反。反氣旋即高氣壓,它是在同一高度上中心氣壓比四周的水準渦旋。在北半球,反氣旋區域內的空氣作順時針方向流動;南半球則相反。

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