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中高纬度天气系统—高空的高压、低压和温带气旋
~结合相关高考真题
一、高空主要天气系统
中高纬度的对流层上空盛行着波状西风气流,由于高空大气满足地转平衡,所以波状流型的波谷对应于低压槽,波峰对应于高压脊。这种流型在对流层上、中层表现得十分明显,而向下层逐渐不清楚。
西风带的波动大体上分为两类:一是波长比较长的长波;二是叠加在长波上的波长比较短的短波。在长波、短波发展演变过程中,有时形成闭合的高压和低压。
这些长波、短波和闭合高压、低压系统不仅相互联系,而且可以相互转化,共同构成了中高纬度高空的主要天气系统。设问:从气流温度和运动方向的角度,说明高空大气波动槽的槽前多阴雨天气的成因?
(一)大气长波
是指波长较长、波幅较大、移动较慢、维持时间较长的波动。其波长一般在5000一7000km,因而围绕着中高纬的纬圈可出现3一6个长波,而经常维持着4一5个长波。长波振幅大多在10一20个纬距以上。
长波自西向东移动,移速较慢,通常1天不超过10个经度,有时呈准静止状态,也有时表现出不连续的向后“倒退”现象。长波维持的时间一般3一5天以上。
长波在高空图上同等高线的波状型相对应,等温线也呈波形,一般情况下等温线的位相稍稍落后于等高线,具有冷槽、暖脊的温压场结构。槽前是暖平流,槽后是冷平流。槽前对应着大范围辐合上升运动和云雨区,槽后对应着大范围辐散下沉运动区和晴朗天空。长波的强度随高度增加,到对流层顶处达到最强。
长波槽和脊的活动不仅是维持大气环流的一种重要机制,而且是中高纬度较小尺度天气系统产生和发展的背景条件。因而长波的稳定和调整往往引起与其相联系的天气系统的变化,甚至造成环流形势的转换。
短波叠加在长波之中,并在长波中穿行。当温度场与气压场配置适当时(槽后有冷平流,脊后有暖平流),短波可以逐渐发展成长波。反之,长波也可减弱并分裂成短波。短波的槽前是上升气流,常出现云雨天气,尤以槽线附近为甚,槽后为下沉气流,多晴好天气。
(二)阻塞高压和切断低压
阻塞高压和切断低压是大气长波在发展过程中槽脊加强、振幅加大演变而成的闭合系统,是中高纬度高空的重要天气系统。
1.阻塞高压
简称阻高,是温压场比较对称的深厚的暖性高压。它具有以下特征:
①有闭合的高压中心,并位于50°N以北。
②维持的平均时间为5一7天,有时可达20天以上。
③沿纬向移动每天不超过7一8个经度,常呈准静止状态,有时甚至向西倒退。
阻高是西风带长波槽和脊在经向度不断增大,直至暖脊被冷空气包围,并与南面暖空气主体分离,所形成的闭合高压区。由于它占据范围很大,又稳定少动,因而它的出现和维持阻碍着西风气流和天气系统的东移,并常常引起西风气流分支和绕流现象,故称阻塞高压。
它发生在暖空气活跃,冷空气也较强的地区和季节,因而有明显的地区性和季节性。最常出现在北大西洋东北部和北太平洋东部阿拉斯加地区,以春秋季最多。
在乌拉尔山和鄂霍次克海地区也常有阻塞高压,其强度不大,但对中国的天气影响很大。当其稳定时,中国长江中下游多连阴雨天气。减弱崩溃时,常引起中国的寒潮爆发。
阻高控制下的天气一般是晴朗的,但阻高的不同部位由于运行气流属性的差异,形成的天气有所不同。高压东部盛行偏北气流,有冷平流和下沉运动,天气以冷晴为主。西部盛行偏南气流,有暖平流和上升运动,天气较暖且多云雨。南北两侧多稳定的西风气流,并常伴有短波活动,天气时阴、时晴。
由上可知,阻高的建立、维持和崩溃过程在其控制区以及其周围地区形成着不同的天气过程。如果阻高维持时间过长或过短都可能造成大范围天气反常现象
2.切断低压设问:推测春季鄂霍次克海高空冷高压发展对我国北方天气变化的影响?
是温压场结构比较对称的冷性气压系统。切断低压是西风带长波槽不断加深、南伸,直至槽南端冷空气被暖空气包围并与北方冷空气主体脱离而形成的闭合低压。它常常和阻塞高压相伴生成,并位于阻高的东南或西南侧,与阻高共同构成了大气环流中阻塞形势,见图5·13。
也有的切断低压单独出现,并没有显著的阻高存在,只西侧有一较强的高压脊或闭合高压。
切断低压形成后,能维持2一3天或更长时间,它往往由于无冷空气继续补充而逐渐填塞、消失。
切断低压大多发生在冷、暖空气都比较活跃的季节和地区,以春、秋季较多,北美、西欧地区较多,北太平洋、北大西洋以及亚洲大陆上空也有形成。我国东北地区春末夏初出现的切断低压,称东北冷涡。
切断低压内的天气因部位不同而有差异。低压前部(东和东南侧)因低层有冷暖空气交汇,常有锋面气旋波动发生,有云雨天气出现。后部(西侧)因不断有冷空气南下,常有冷锋和切变线生成,有阵性降水出现。
(三)极地涡旋
简称极涡,是极地高空冷性大型涡旋系统,是极区大气环流的组成部分。其位置、强度以及移动不仅对极区,而且对高纬地区的天气都有明显影响。
极地是地球的冷极,也是大气