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冷冷冷,有“鋒”來了!

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雖然立秋已經(jīng)過去一個半月了,但北方最近才開始明顯降溫,那么當(dāng)冷氣團(tuán)遇到暖氣團(tuán)時會發(fā)生什么呢?在你的肉眼看不見的空氣里,其實(shí)有兩種力量在暗暗較勁。

鋒,冷暖交鋒的峰

**當(dāng)兩個性質(zhì)不同的氣團(tuán)相遇時,它們中間就有一個過渡區(qū)域,當(dāng)這個過渡區(qū)域相當(dāng)狹小時,就叫作“鋒”。**下圖中的狹長區(qū)域,就是鋒的所在區(qū)域。

圖1 鋒

(圖片來源:Daily Telegraph)

鋒是冷暖氣團(tuán)之間狹窄、傾斜的過渡地帶。因?yàn)椴煌瑲鈭F(tuán)之間的溫度和濕度有相當(dāng)大的差別,而且這種差別可以擴(kuò)展到整個對流層,因此,當(dāng)性質(zhì)不同的兩個氣團(tuán)在移動過程中相遇時,它們之間就會出現(xiàn)一個交界面,叫作鋒面。鋒面與地面相交而成的線,叫作鋒線。

圖2 當(dāng)冷氣團(tuán)(Cold Air)與暖氣團(tuán)(Warm Air)相遇時,會產(chǎn)生鋒面(藍(lán)色面)和鋒線。

(圖片來源:維基百科)

一般把鋒面和鋒線統(tǒng)稱為鋒。所謂鋒,也可理解為兩種不同性質(zhì)的氣團(tuán)的交鋒。鋒是三維空間的天氣系統(tǒng)。它并不是一個幾何面,而是一個不太規(guī)則的傾斜面。冷氣團(tuán)比暖氣團(tuán)重,因此鋒的下面是冷氣團(tuán),上面是暖氣團(tuán)。

由于鋒兩側(cè)的氣團(tuán)性質(zhì)上有很大差異,所以鋒附近的空氣運(yùn)動活躍,在鋒中有強(qiáng)烈的升降運(yùn)動,氣流極不穩(wěn)定,常造成劇烈的天氣變化。因此,鋒是重要的天氣系統(tǒng)之一。

冷鋒,比較冷的那種峰

冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)方向移動時產(chǎn)生的鋒是冷鋒。產(chǎn)生冷鋒時,暖氣團(tuán)被迫上滑,鋒面坡度較大,冷暖兩方中,冷氣團(tuán)占主導(dǎo)的地位。

圖3 冷鋒示意圖

(圖片來源:維基百科)

冷鋒在我國的活動范圍甚廣,幾乎遍及全國,尤其在冬半年,北方地區(qū)更為常見,它是影響我國天氣的最重要的天氣系統(tǒng)之一。

冬季我國大陸上空氣干燥,冷鋒大多從俄羅斯、蒙古進(jìn)入我國西北地區(qū),然后南下,從西伯利亞帶來的冷空氣與當(dāng)?shù)剌^暖的空氣相遇。冬季在鋒面上很少能形成降水,所以寒潮冷鋒過境時,只形成大風(fēng)降溫天氣。

冷鋒的“兩幅面孔”

根據(jù)冷氣團(tuán)移動的速度不同,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。

我國冬季時多二型冷鋒,影響范圍可達(dá)華南,但移到長江流域和華南地區(qū)后,常常轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍屠滗h或準(zhǔn)靜止鋒。夏季時多一型冷鋒,影響范圍較小,一般只達(dá)黃河流域,我國北方夏季雷陣雨天氣和冷鋒活動有很大的關(guān)系。

第一型冷鋒的鋒面處于高空槽線前部,多為穩(wěn)定性天氣。這種鋒移動緩慢,鋒面坡度不大,鋒后冷氣團(tuán)迫使暖氣團(tuán)沿鋒面平穩(wěn)地上升,當(dāng)暖氣團(tuán)比較穩(wěn)定、水汽比較充沛時,會形成與暖鋒相似的、范圍比較廣闊的層狀云系。

第一型冷鋒產(chǎn)生的降水性質(zhì)與暖鋒相似,在鋒線附近降水區(qū)內(nèi)還常有層積云、碎雨云形成。降水區(qū)出現(xiàn)在鋒后,多為穩(wěn)定性降水。如果鋒前暖空氣不穩(wěn)定時,在地面鋒線附近也常出現(xiàn)積雨云和雷陣雨天氣。夏季,在我國西北、華北等地,以及冬季在我國南方地區(qū)出現(xiàn)的冷鋒天氣多屬這一類型。

4 空間站視角的積雨云

(圖片來源:維基百科)

第二型冷鋒是一種移動快、坡度大的冷鋒。鋒后冷氣團(tuán)移動速度遠(yuǎn)快于暖氣團(tuán),它沖擊暖氣團(tuán)并迫使其產(chǎn)生強(qiáng)烈上升。而在高層,因暖氣團(tuán)移動速度大于冷氣團(tuán),會出現(xiàn)暖氣團(tuán)沿鋒面下滑的現(xiàn)象,由于這種鋒面處于高空槽后或槽線附近,更加強(qiáng)了鋒線附近暖氣團(tuán)的上升運(yùn)動和高空鋒區(qū)上暖氣團(tuán)的下沉運(yùn)動。

夏季,在這種冷鋒的地面鋒線附近,一般會出現(xiàn)雷暴,甚至冰雹、颮線等對流性不穩(wěn)定天氣。而高層鋒面上,則往往沒有云形成。所以第二型冷鋒云系呈現(xiàn)出沿著鋒線排列的狹長的積狀云帶,好似一道寬度約有10千米、高達(dá)十幾千米的云堤。在地面鋒線前方也常常出現(xiàn)高層云、高積云、積云。

**第二型冷鋒過境時,往往烏云翻滾、狂風(fēng)大作、電閃雷鳴、大雨傾盆,氣象要素發(fā)生劇變。**這種天氣歷時短暫,鋒線過后,天空豁然晴朗。在冬季,由于暖氣團(tuán)濕度較小,氣溫不可能發(fā)展成強(qiáng)烈不穩(wěn)定天氣,因此只在鋒線前方出現(xiàn)卷云、卷層云、高層云、雨層云等云系。在干旱的季節(jié),空氣濕度小,地面干燥、裸露,還會有沙暴天氣。這種冷鋒天氣多出現(xiàn)在我國北方的冬、春季節(jié)。

圖5 雷雨天氣出現(xiàn)前的云層

(圖片來源:維基百科)

結(jié)語

為了更好地迎接秋冬季節(jié)的冷鋒天氣,拿出你的秋褲,做好防寒的準(zhǔn)備吧!

出品:科普中國

作者:氣象萬千科普團(tuán)隊(duì)

監(jiān)制:中國科普博覽

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