Re: [討論] 鋒面與雲系之位置?
這張圖有清楚解釋冷暖鋒的降雨
http://blog.ilc.edu.tw/blog/gallery/1909/1909-2406996.png
鋒的概念是有水平寬度,垂直高度的3D系統概念,
在水平面上,呈現狹長但有一定寬度的鋒面,
在地面層,地面鋒面寬度狹窄,一般為數十公里。
但在高空,鋒面寬度可達上百公里
高空層: 冷氣團 | 鋒面寬度寬 | 暖氣團
地面層: 冷氣團 |鋒面寬度窄| 暖氣團
如果從氣團概念來看,
一個大鋒面系統有冷氣團區、暖氣團區、鋒區(過渡區)
由於地面層的鋒區非常狹窄,
因此,
生活在地面上的人類通常用一條線-鋒線來表示地面鋒,
通常就簡稱為鋒面,不管是鋒線或鋒面都稱為"鋒"。
鋒的分類有:冷鋒、暖鋒、滯留鋒、囚錮鋒
冷鋒定義為鋒面的移動過程中,冷氣團起主導作用,
也就是冷氣團較強勢,將鋒面推向暖氣團一方移動。
因此,
冷鋒通過後,冷氣團佔據了原先暖氣團所在位置。
冷鋒定義為鋒面的移動過程中,暖氣團起主導作用,
也就是暖氣團較強勢,將鋒面推向冷氣團一方移動。
因此,
暖鋒通過後,暖氣團佔據了原先暖氣團所在位置。
滯留鋒指鋒面很少移動或呈滯留,
通常數小時內移動少於一個緯度的變化。
在緩慢移動的過程中,
有時會向暖氣團方向、有時會像冷氣團方向移動。
冷暖氣團對峙情況明顯。
囚錮鋒指移動較快的冷鋒追上移動較快的暖鋒,
近地面層的冷暖鋒結合組成囚錮鋒。
表現出的氣團區分為三個部分:暖氣團、冷氣團、更冷氣團。
過渡的鋒區也最複雜。
再來是鋒面的雲雨
鋒面的降雨,基本決定因素是空氣中的水汽含量、垂直運動和大氣穩定度。
在水汽含量來看,
要讓大氣中水汽達到飽和,最有效的方式是絕熱冷卻。
絕熱冷卻:系統與周圍邊界無熱量交換下,系統降溫的過程。
例如,單純的空氣上升過程中(與外界無熱交換之絕熱上升),
氣壓隨高度升高而降低,氣塊因體積膨脹而對外作功,
導致空氣本身溫度的降低。
而對於鋒面系統而言,冷暖氣團交會,
鋒面附近上升運動強,有利於絕熱冷卻。
而雲的型態和降水量的大小,是由冷暖氣團的水汽含量和大氣穩定度決定。
雖然說是由冷暖氣團,但主要還是"暖氣團"決定。(冬天暖氣團水汽相對少)
1. 如果暖氣團很潮濕,伴隨著鋒面會出現明顯降雨,甚至有大雨、豪雨等。
2. 如果暖氣團很乾燥,不但沒有降水,甚至只有薄博雲層。(誤解鋒面結構差)
另外,
3. 若暖氣團本身很不穩定,(如:出現在夏季季風爆發後),
鋒面會有對流雲出現,並產生陣雨,有時伴隨雷聲閃電。
4. 若暖氣團本身很穩定,鋒面上只有層雲和連續降水。
鋒面兩側的垂直運動:
冷暖氣團相對滑升形成的垂直運動,以及高低壓系統影響的垂直運動。
再來先講暖鋒的雲雨(相對冷鋒單純),
暖鋒的冷暖交界鋒面上,暖空氣爬升的坡度較小,
因此暖空氣會往"地面鋒線前方"爬升一段,
降雨主要在鋒前。
暖鋒的觀察者首先看到卷雲,接著卷層雲、高層雲,
然後開始感受到潮濕與逐漸降雨,之後觀察到雨層雲,層雲
之後鋒面通過,天氣轉暖。
因此,對地面人們感受而言,
在暖鋒到達前降雨過後,當暖鋒到達時,天空已轉為層雲。
暖鋒示意圖
卷雲 卷積雲
\ 高層雲
雨層雲 層雲
\
\ (降雨) (降雨) (降雨)
\
\
\
\
地面層 冷氣團 暖鋒線 暖氣團
(往左移動)
------------------------------------------------------------
冷鋒的情況比暖鋒稍微複雜,
暖鋒的冷暖交界鋒面上,暖空氣爬升的坡度大,
尤其對於高空冷空氣強烈下沉時,暖空氣緊急被迫抬升,近地面爬升坡度甚至幾乎垂直。
而 坡度陡峭 與 坡度非常陡降 的兩種類型冷鋒,會造成不同的天氣現象。
1. 坡度陡峭的冷鋒,多為穩定性降雨,雲系和暖鋒類似,只是順序相反,降水在鋒後。
然而,
這種冷鋒,如果暖氣團本身不穩定,在地面鋒線的附近經常會出現積雨雲或雷雨,
有時鋒面未到,大雨先下。
卷雲 卷積雲
\ 高層雲
雨層雲 層雲
\
\ (降雨) (降雨) (降雨)
\
\
\
\
地面層 冷氣團 冷鋒線 暖氣團
(往右移動)
------------------------------------------------------------
2. 坡度非常陡峭的冷鋒,在接近地面的暖空氣爬升有時接近垂直,
它的移動速度比上面所談的冷鋒快,鋒前暖空氣被強迫劇烈抬升,容易造成雷雨。
尤其夏半年,八九月冬季系統甦醒後,這種類型冷鋒的出現往往出現狂風暴雨和雷電
在冬半年,由於暖空氣比較乾燥,因此只有在地面鋒線上才會出現很厚的雲層。
這類冷鋒的降雨維持時間較短,鋒線一過,天氣穩定,但風速卻迅速增強,
變成強風天氣,在春季,這種冷鋒常引發沙塵暴。
時間關係,最後談一下滯留鋒,
滯留鋒冷暖對峙下的鋒面,移動緩慢或滯留,
一般而言,地面鋒線上的降雨最明顯,
但常見,當夏季季風爆發後,低空噴射氣流出現。
暖氣團非常不穩定,往往在鋒面前緣出現西南氣流的豪大雨。
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