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高中地理重点知识总结--天气系统—温带气旋,锋面气旋的判读

栏目:地理基础知识 2023-12-05 

1 温带气旋与热带气旋

气旋(低压)根据其形成源地可以分为热带气旋和温带气旋两种。温带气旋形成于中纬(30°-60°)温带地区,热带气旋则形成于低纬热带洋面。在等压线形状上,热带气旋等压线更接近一个完美的圆,而温带气旋(锋面气旋)的等压线形状更像一个被拉伸变形的椭圆。温带气旋也称中纬度气旋,也叫锋面气旋,叫锋面气旋的原因是其低压槽内一般而言会有一支冷锋和一支暖锋。

南海北部有1个移动中的热带气旋(台风),热带气旋(台风)的等压线更接近一个规则的正圆形(图源自华图版教材)

热带气旋(台风)的云系(图源自华图版教材)

我国东北北部有1个温带气旋,其等压线成不规则的椭圆(图源公众号:中国气象爱好者)

温带气旋(锋面气旋)的云系(成熟的温带气旋云系呈逗号形状)(图源自向日葵8号卫星云图)

中国常见的温带气旋(锋面气旋)有蒙古气旋和江淮气旋(见下图)。

蒙古气旋与江淮气旋示意图

2 温带气旋(锋面气旋)的判读

第一步:先确定该温带气旋(锋面气旋)是在北半球还是南半球。以北半球为例(见下图)。

第二步:找低压槽。低压槽为从低压中心向外突出的部分,两个低压槽内分别有1支冷锋和暖锋,锋线与低压槽槽线重合(见下图)。

第三步:判断冷暖气团。低压槽槽线为冷、暖气团的分界线,位于高纬度一侧的为冷气团,位于低纬度一侧的为暖气团(见下图)。

第四步:旋转判冷暖锋。北半球气旋近地面水平方向气流为由四周向中心逆时针辐合,据此可判断出两个低压槽处是冷气团主动移向暖气团(冷锋)还是暖气团主动移向冷气团(暖锋)。

第五步:判断天气和风向。根据等压线可做出水平气压梯度力并判断出风向(见下图)。可能的降水区域位于冷气团一侧,因此冷锋锋后、暖锋锋前及气旋中心(盛行上升气流)是可能的降水区域(见下图)。

过温带气旋A—B一线的锋面结构示意图如下图所示。因此B地的天气变化过程是:首先受单一冷气团控制,天气晴朗,气温较低;后经历暖锋过境,可能形成降水天气,气温升高;后受单一暖气团控制,天气晴朗,气温较高;接着经历冷锋过境,可能形成降水天气,气温下降,气压升高,风力加大;最后受单一冷气团控制,天气晴朗,气温较低。

AB一线的锋面结构示意图(图源自《气象学与生活》)

南半球的温带气旋(锋面气旋)分析思路和北半球是一样的,只不过南半球的温带气旋在近地面水平气流与北半球相反,是由四周顺时针向中心辐合。

第一步:先确定该温带气旋(锋面气旋)是在北半球还是南半球。

第二步:找低压槽。

第三步:判断冷暖气团。

第四步:旋转判冷暖锋。

第五步:判断天气和风向。

当我们把南北半球的锋面气旋及天气示意图放到一起时(见下图),我们会发现一个规律:不管是南半球还是北半球,东侧低压槽都是暖锋,西侧低压槽都是冷锋,只是移动方向不同。

3 拓展

温带气旋(锋面气旋)的发展过程

20世纪20年代,挪威学者首先提出了经典的锋面波动学说,认为锋面气旋是在一条准静止锋上发生波动演变而成的。以下按照挪威气旋模型,以美国的典型温带气旋(锋面气旋)发展过程为例说明温带气旋的发展阶段:

锋面气旋演化及移动示意图(北半球的锋面气旋在西风影响下总体移动方向是自西向东)

(a)锋面(准静止锋)发展

北侧高纬冷气团(偏东风)和南侧低纬暖气团(偏西风)大致反向平行移动,在冷暖气团之间形成准静止锋。

(b)波动发展

当条件适宜时(导致锋面产生波动的地面因素有地形的不规则性(如山脉)、温差(海洋和陆地的温差)和洋流的影响。当然也和高空气流的影响有关系),锋面会受扰动发生波状起伏,有的波状起伏会减弱或消失,有的波状起伏会增大。

(c)气旋性环流建立

随着波状起伏增大,西侧冷气团南下移向暖气团形成冷锋,东侧暖气团北上移向冷气团形成暖锋。气压模式发生变化,波脊处开始形成了闭合等压线,逆时针向内辐合的气旋性环流开始形成。随着波动振幅的加大,中心闭合等压线增多,中心气压继续降低,风力加大,冷、暖锋更加明显,锋面天气开始发展。

(d)锢囚开始

A—B一线的锢囚锋面结构示意图

通常,冷锋移动得比暖锋快,冷锋开始追上暖锋并使其被迫抬升,在这个过程中开始形成锢囚锋。

(e)锢囚锋形成

A—B一线的锢囚锋面结构示意图

随着更多暖气团的抬升,锢囚锋不断增强,气旋逐渐达到最盛阶段。

(f)气旋消亡

随着更多暖空气被抬升,地面的气压梯度逐渐减小,风暴自身也减弱。一两天暖气团被完全抬升至高空,而在地面上,气旋完全被冷气团包围。因此,两个不同气团之间原本存在的水平温度差消失,气旋耗尽能量来源。地面摩擦会减缓空气流动,因此原来高度有序的指向低压中心的逆时针气流也不再存在,气旋消亡。

锋面气旋的发展过程总结起来如下图所示:

锋面气旋发展全过程示意图(拓展部分图均源自《气象学与生活》)

4 历年真题

注:图形为温带气旋(锋面气旋)但不需要涉及锋面气旋判读的试题可以直接简单用冷、暖锋解决,因此这类题目未归类到温带气旋(锋面气旋)判读历年真题中。

 


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  • 关键词:锋面气旋 高中地理 天气系统 温带气旋
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