虽然立秋已经过去一个半月了,但北方最近才开始明显降温,那么当冷气团遇到暖气团时会发生什么呢?在你的肉眼看不见的空气里,其实有两种力量在暗暗较劲。

锋,冷暖交锋的峰

**当两个性质不同的气团相遇时,它们中间就有一个过渡区域,当这个过渡区域相当狭小时,就叫作“锋”。**下图中的狭长区域,就是锋的所在区域。

图1 锋

(图片来源:Daily Telegraph)

锋是冷暖气团之间狭窄、倾斜的过渡地带。因为不同气团之间的温度和湿度有相当大的差别,而且这种差别可以扩展到整个对流层,因此,当性质不同的两个气团在移动过程中相遇时,它们之间就会出现一个交界面,叫作锋面。锋面与地面相交而成的线,叫作锋线。

图2 当冷气团(Cold Air)与暖气团(Warm Air)相遇时,会产生锋面(蓝色面)和锋线。

(图片来源:维基百科)

一般把锋面和锋线统称为锋。所谓锋,也可理解为两种不同性质的气团的交锋。锋是三维空间的天气系统。它并不是一个几何面,而是一个不太规则的倾斜面。冷气团比暖气团重,因此锋的下面是冷气团,上面是暖气团。

由于锋两侧的气团性质上有很大差异,所以锋附近的空气运动活跃,在锋中有强烈的升降运动,气流极不稳定,常造成剧烈的天气变化。因此,锋是重要的天气系统之一

冷锋,比较冷的那种峰

冷气团向暖气团方向移动时产生的锋是冷锋。产生冷锋时,暖气团被迫上滑,锋面坡度较大,冷暖两方中,冷气团占主导的地位。

图3 冷锋示意图

(图片来源:维基百科)

冷锋在我国的活动范围甚广,几乎遍及全国,尤其在冬半年,北方地区更为常见,它是影响我国天气的最重要的天气系统之一。

冬季我国大陆上空气干燥,冷锋大多从俄罗斯、蒙古进入我国西北地区,然后南下,从西伯利亚带来的冷空气与当地较暖的空气相遇。冬季在锋面上很少能形成降水,所以寒潮冷锋过境时,只形成大风降温天气。

冷锋的“两幅面孔”

根据冷气团移动的速度不同,冷锋又分为两类:移动慢的叫第一型冷锋或缓行冷锋,移动快的叫第二型冷锋或急行冷锋。

我国冬季时多二型冷锋,影响范围可达华南,但移到长江流域和华南地区后,常常转变为一型冷锋或准静止锋。夏季时多一型冷锋,影响范围较小,一般只达黄河流域,我国北方夏季雷阵雨天气和冷锋活动有很大的关系。

第一型冷锋的锋面处于高空槽线前部,多为稳定性天气。这种锋移动缓慢,锋面坡度不大,锋后冷气团迫使暖气团沿锋面平稳地上升,当暖气团比较稳定、水汽比较充沛时,会形成与暖锋相似的、范围比较广阔的层状云系。

第一型冷锋产生的降水性质与暖锋相似,在锋线附近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现在锋后,多为稳定性降水。如果锋前暖空气不稳定时,在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。夏季,在我国西北、华北等地,以及冬季在我国南方地区出现的冷锋天气多属这一类型。

4 空间站视角的积雨云

(图片来源:维基百科)

第二型冷锋是一种移动快、坡度大的冷锋。锋后冷气团移动速度远快于暖气团,它冲击暖气团并迫使其产生强烈上升。而在高层,因暖气团移动速度大于冷气团,会出现暖气团沿锋面下滑的现象,由于这种锋面处于高空槽后或槽线附近,更加强了锋线附近暖气团的上升运动和高空锋区上暖气团的下沉运动。

夏季,在这种冷锋的地面锋线附近,一般会出现雷暴,甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气。而高层锋面上,则往往没有云形成。所以第二型冷锋云系呈现出沿着锋线排列的狭长的积状云带,好似一道宽度约有10千米、高达十几千米的云堤。在地面锋线前方也常常出现高层云、高积云、积云。

**第二型冷锋过境时,往往乌云翻滚、狂风大作、电闪雷鸣、大雨倾盆,气象要素发生剧变。**这种天气历时短暂,锋线过后,天空豁然晴朗。在冬季,由于暖气团湿度较小,气温不可能发展成强烈不稳定天气,因此只在锋线前方出现卷云、卷层云、高层云、雨层云等云系。在干旱的季节,空气湿度小,地面干燥、裸露,还会有沙暴天气。这种冷锋天气多出现在我国北方的冬、春季节。

图5 雷雨天气出现前的云层

(图片来源:维基百科)

结语

为了更好地迎接秋冬季节的冷锋天气,拿出你的秋裤,做好防寒的准备吧!

出品:科普中国

作者:气象万千科普团队

监制:中国科普博览

来源: 中国科普博览

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