气旋

圍繞低壓中心形成的大尺度渦旋

气旋三维空间上的大尺度涡旋,其中心气压低、四周气压高,是一种近地面气流向内辐合,中心气流上升的天气系统。由于地球自转与科氏力(Coriolis effect)作用,使得气旋在北半球作逆时针旋转,在南半球做顺时针旋转。气旋与低压是对同一天气系统的不同角度描述,气旋针对气流状况,而低压指气压分布状况.[1]

2003年9月4日,位于冰岛附近的一个温带气旋

阶段

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  • 初生:低空为一个浅薄弱低压并存在水平辐合、降水区,低压中心位于500百帕上空西风短波槽前辐散区,存在上升运动。高空槽后方存在急流轴并有正涡度中心,槽前有明显的正涡度平流。这些条件影响低空低压加强,在锋面上加强了气旋性环流。
  • 发展:低压中心西侧偏北风引起冷平流,东侧偏南风引起暖平流,引起斜压性发展,使锋面发展变形为波动,形成冷、暖锋,在东侧加强上升、西侧加强下沉运动,产生垂直运动不对称。这样,冷锋向东偏南方向移动,附近云带变窄,暖锋向东偏北方向移动,锋前云带变宽,云系渐变为逗点状。由于冷锋后部冷平流、下沉运动加强,500百帕上涡度中心向短波槽底移动,冷锋西北500百帕高度降低,暖锋前部相反,暖平流、上升运动加强使500百帕高度升高,使高空短波槽也得到发展。
  • 成熟:在高空短波槽前西南地转气流加强,使涡度中心移到槽前最大风速区左侧,到达地面冷锋后部或地面气旋中心的西南方向,又促使地面气旋加强,在斜压和动力联合作用下,造成高空和地面相互影响、发展的正反馈过程。在此作用下,云区向地面气旋中心前方和西方及西南方扩展,沿冷锋的云带不断变窄。
  • 锢囚:500百帕上正涡度中心不断接近地面气旋中心,已位于气旋中心上空,等厚度线、地面等压线、500百帕等高线几乎重合,冷暖平流作用消失,高低空气旋中心轴线几乎垂直,气旋中心与暖区联系被切断,锋面变成锢囚锋,气旋变成锢囚气旋停止发展。

类型

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不同地面天气图的温带气旋和热带气旋

根据气旋形成和活动的主要地理区域,可将气旋分为极地气旋极地涡旋温带气旋副热带气旋热带气旋等几类。

温带气旋

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温带气旋是活跃在温带中纬度地区的一种气旋,又称为“温带低气压”或“锋面气旋”[2]

温带气旋是一种斜压(有显著温度梯度)系统,其出现伴随着锋面,尺度一般较热带气旋大,可达几百乃至数千公里。成熟的温带气旋为浅暖心结构。

极地涡旋

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极地涡旋是一种持续的、大规模的气旋,发生于地球两极,介于上部对流层和中低平流层南极极地涡旋比北极极地涡旋更为显著,持续时间更长。北极涡旋形状瘦长,有两个中心,一个在加拿大的巴芬岛,而另一个在西伯利亚的东北部。

除地球外,一些天体也有极地气旋现象,包括金星火星木星土星的卫星土卫六

极地低压

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2009年12月位于日本海的极地低压

极地气旋是发生在高纬度地区的一种气旋性低气压,又称极地低压,内部气温极低,常有大风或降水等强对流天气。一般由高纬度的低气压引起气旋生成而产生,也可由极地性气团经过海面上空所形成的低压区而生成。极地气旋与锋面无关。

亚热带气旋

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亚热带气旋是与锋面无关的气旋,特性介乎热带气旋及温带气旋之间,通常是高空冷心低气压伸延至地面形成的,有时会转化为热带气旋或温带气旋。著名的1991年“完美风暴”便是一个亚热带气旋[3]

热带气旋

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热带气旋是发生在热带、亚热带地区海面上的气旋,由水蒸气冷却凝结时放出潜热发展而出的暖心结构。当热带气旋登陆后,或者当热带气旋移到温度较低的洋面上,会因为失去温暖、潮湿的空气供应能量,减弱消散,或失去热带气旋的特性,转化为温带气旋[4]。强烈的热带气旋,如台风(飓风)拥有巨大的破坏力,2005年8月吹袭美国新奥尔良飓风卡特琳娜造成一千八百多人死亡,810亿美元的损失。

资料来源

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  1. ^ Glossary of Meteorology. Cyclonic circulation. American Meteorological Society. June 2000 [2008-09-17]. (原始内容存档于2011-07-07). 
  2. ^ Frederick Sanders and John R. Gyakum. Synoptic-Dynamic Climatology of the "Bomb" (PDF). Monthly Weather Review. October 1980, 108 (10) [2006-11-11].  [失效链接]
  3. ^ National Climatic Data Center. The Perfect Storm. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2008-08-20 [2009-09-14]. (原始内容存档于2013-11-06). 
  4. ^ Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Hurricane Research Division.FAQ:A7) What is an extra-tropical cyclone?页面存档备份,存于互联网档案馆),NOAA,于2007年3月12日撷取。(英文)

参看

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