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冷气团

气团形成之后,因大气环流条件改变,离开源地而到达新地域时,如本身的温度比到达区域的地面温度低,即称“冷气团”气团。 [1]

当冷气团向南移行至另一地区时,不仅会使这个地区变冷,且由于气团底部增暖,气温直减率增大,气层往往趋于不稳定,有利于对流的发展,产生不稳定天气,低层的能见度一般较好。冬、春两季,由于冷气团中湿度较小,常是干冷天气;夏季,若冷气团中水汽含量多,常形成积云和积雨云,产生雷阵雨天气。

冷气团强调的是相对温度,有时即使其温度较高,但只要比到达地地面温度低,仍是冷气团。

活动在我国的冷气团多在极地和西伯利亚大陆上形成。

冷气团是在西伯利亚大陆形成的,由于大陆的高气压,所以吹来的风都是干燥的;暖气团是由海洋上形成的低气压,由于来自于海洋,所以比较湿润。

暖锋是暖气团主动向冷气团移动的锋。在锋面两侧,暖气团沿锋面主动爬升,暖气团推动冷气团运动。

与此同时,冷气团因气温相对较低,而导致气压较高,这样气压较高的冷气团具有一定的向气压较低的暖气团运动的趋势,但最终被主动向冷气团运动的暖气团顶回来了,因此形成一个环流。

不过这个环流的流向在不同的图中可能不一样,要想画对,先要保证近地面的冷气团流向朝向暖气团,然后平行于锋面上升,再画出环流就行了。

冷锋是冷气团主动向暖气团移动的锋。在锋面两侧,冷气团推动暖气团运动,暖气团沿锋面被迫爬升。

这样主动向暖气团运动的冷气团就不会走回头路了。

冰雹等强对流天气是在一定的大尺度环流背景下,由各种物理条件相互作用形成的中尺度天气系统产生的结果。研究冰雹形成和增长致灾的机理,提出了新的“穴道”动力与微物理相互祸合的概念模型。利用三维冰雹云模式,模拟了各类冰雹形成和增长的微物理过程,指出在雹云发展阶段早期,霞、冻滴和雨水的极大产生率均位于高度附近,这里是雹坯及冰雹形成的源区。对冰雹发生的多普勒天气雷达特征进行了详细分析,研究了冰雹风暴发生、发展的雷达反射率因子和径向速度等产品特征,发现了一些有预报意义的因子。许多学者对华东地区冷涡槽后类冰雹成因进行了分析,指出强垂直风切变、中低层强的温度直减率、低层切变线、干线和地面辐合线是这类冰雹发生的有利的热力和动力条件,给出了概念模型和相关的物理量阈值。研究在有利天气背景下,强对流天气多发生在急流与锋面相互作用的湿度锋湿区内斜压不稳定的环境中。利用湿位涡理论研究云南南部冰雹发现,冰雹发生在θse陡立密集区,湿斜压涡度、倾斜涡度发展,MPV2负值区南侧或正值区北侧利于冰雹发生。以上研究冰雹大多数发生在锋前或锋面附近的低层高温高湿、不稳定环境中,对于锋后湿冷环境条件下产生的冰雹,特别是南方大范围持续性锋后冰雹研究较少。同时由于对这类冰雹形成原因认识不足,造成对这类冰雹漏报。因此,研究利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,对2009年2月24日-3月5日我国南方出现锋后连续冰雹天气过程的特点、环流形势及要素场特征及形成机理、预报判据进行分析和探讨,以期加深对此类过程的认识,并为此类天气过程预报、预警提供参考。

分析2009年2月24日-3月4日20:00(北京时,下同)500hPa欧亚平均高度场(图1a)和逐日高空图发现,欧亚中高纬上空为两槽一脊的经向型环流(比冬季环流大)。

东亚大槽位于附近,3月3-5日有东亚大槽替换过程。我国上空40°N以北为西西北气流,在青藏高原东部(甘肃到四川西部)有一低槽,整个青藏高原为大范围24h负变高,在甘肃达到-3dagpm。孟加拉湾到中南半岛为宽广的低压槽区。西南地区东部到长江中下游地区、江南、华南为明显的东高西低形势,并为强盛的西南气流控制。副热带高压脊线位于15°N,588dagpm线西伸脊点在122°-125°附近,与多年3月上旬平均位置相比,位置偏北偏西。10°-40°E、110°-160°E地区为大范围24h正变高,中心达到10dagpm。平均气压场(图1b)显示,我国南方处冷高压底部。从逐日地面图分析发现,冷锋从江南南部缓慢向华南和西南地区移动,2月26日-3月3日成为华南静止锋和滇黔静止锋,3月4-5日静止锋向南和西南方向移动,冰雹天气过程结束。冰雹发生在锋面北侧冷气团中,距地面锋面300-600km。

通过分析2009年2月24日-3月5日我国南方连续冰雹天气过程,得到以下主要结论:

(1)欧亚中高纬度地区为两槽一脊、副热带高压偏北偏西偏强、中南半岛为低槽区,青藏高原有5次短波槽东移、700hPa暖湿气流势力强盛,为此次南方典型的高架雷暴环流形势,冰雹发生在地面锋面北侧冷气团中。

(2)冰雹形成的不稳定条件来自500-700hPa弱对流不稳定和对称不稳定。冰雹发生时,700hPa MPV1、MPV2、MPV都有近东西向锋区形成或加强,冰雹位于锋区南侧,靠近MPV<0的区域。

(3)对流层中层强西南暖湿气流在强锋区上抬升,形成中层对流不稳定和对称不稳定,当低槽移过强锋区上空时,锋面坡度变陡,上升运动加强,形成了我国南方的典型高架雷暴,冰胚在对流层中层增长而形成冰雹。

(4)这类冰雹落区的潜势预报指标包括强水平温度锋区,700hPa和500hPaθse之差大于0℃或700hPa和500hPa温度差不低于16℃,700hPa存在不低于20m×s-1的西南大风轴,700hPa-850hPa强风速垂直切变区以及500hPa短波槽。 [2]


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