吴继合,吴春德
(黑河市气象局,黑龙江黑河 164300)
应用FY2C卫星云图分析锋面
吴继合,吴春德
(黑河市气象局,黑龙江黑河 164300)
在卫星云图照片上,锋面往往表现为带状云系,称之为锋面云带。这种云带一般长达数千公里;宽度则各处差异很大,窄的只有2~3个纬距,宽的达8个纬距左右,平均为4~5个纬距。锋面云常是多层云系,最上面的一层是卷状云,下面是中云或低云。
锋可分为两类:一类是暖空气主动地沿锋面上升,此类锋的云带较宽,我们把具有完整云带的锋称为“活跃的锋”,它一般都出现在强斜压性区域内。另一类是冷空气主动下沉,迫使其前面的暖空气抬升,云图上表现为云带窄,甚至断裂,也可能没有云带,我们把云带不明显的锋称为“不活跃的锋”。
图1 洋面上锋面云带模型
在云图上,冷锋分为活跃冷锋和不活跃冷锋两种。在图1中,500 hPa槽线(细虚线)以东的冷锋是活跃的冷锋,它有一条连续的、完整云带,其平均宽度在3个纬距以上。云带的边界很清楚,尤其是靠近冷空气一侧边界,最为显著。云带为多层云系,由稳定性云和不稳定性云所组成。活跃的冷锋与强的斜压区相联系。在强的斜压区内一般有明显的温度平流(冷平流)和强的风速垂直切变。高空风大体上与活跃冷锋相平行,这同强的斜压性条件配合起来,就形成了一条完整的云带。
500 hPa槽线后面的冷锋段为不活跃冷锋,锋面云带与活跃冷锋有明显的不同,常出现狭窄而不完整且破碎(断裂)的云带。不活跃冷锋斜压性比较弱,因而冷平流和风的垂直切变甚小,高空风大体上与锋相垂直,所以云带断裂,这种云带主要由低层的积状云所组成,而中、高云很少。有时也可出现一些卷云。
当活跃的冷锋移动甚缓或变成准静止锋时,从锋面云带南部边界伸出一条条积(e),这些枝状云系可用来定锋面南边副热带高压脊线位置(f)。在活跃的准静止锋中,高空风大体上平行于锋,动力上表现为一条宽的云带。在这类准静止锋面云带上(一定条件下)可以发展成气旋波。
不活跃的准静止锋,一般出现在较低纬度,云带走向大体上是东西向的,锋区中云带断裂,趋于消失,云带中有高云,没有中、低云。
活跃的暖锋云带最宽,在云图照片上常呈现一大片高空卷云覆盖区,活跃的暖锋具有强的斜性,由于云带和暖区云系相连接,因而就不易确定地面暖锋(d)的位置。活跃暖锋云系由层状云和积状云组成,上面还有一层卷层云。
关于不活跃暖锋(地面天气图上分析出来的),在很多卫星云图上没有云带。这是由无热成风涡度平流,或水汽供应不足以及斜压性太弱所造成的。
锢囚锋云带是指一条从暖区顶端出发螺旋形状向气旋中心的云带。暖区顶端的位置定在锋面云带凸起部分即卷云区的下面。
在卫星云图上活跃的冷锋位置若系第一类冷锋(向后上滑),要定在云带的前边界上,若系第二类冷锋(向前上滑),要定在后边界。不活跃的冷锋,如果云带后部边界很清楚,则定在后边界上。此外如果活跃的锋面云带后部边界不清楚或云带很宽,可以从锋的两侧云系结构的差异来确定锋的位置,锋定在云从稠密变到稀疏的分界地区。在分析云图时,有时锋面云带很不明显,而且也不容易定出其走向,这时要判断锋或确定其位置,可以分析锋后冷气团内的云和锋前暖气团中云的差异,在冷气团中,是在洋面上,会出现积状云,而且往往是闭合的或未闭合的细胞状云系;在暖气团中,则有积状云和层状云同时出现。
在卫星云图上确定暖锋的位置较困难,有冷暖锋存在的气旋,云区在暖区顶端向冷区一侧凸起,暖区顶端就定在凸起部分,暖锋可以定在云凸起部分的某个地区。
在高纬地区还可以利用云区中的纹线来确定锋,事实上,锋与纹线互相平行。
对一个成熟的锢囚气旋来说,锢囚锋要定在云带后边界附近。静止锋定在云带前边界附近。冷锋定在云带的中间部分。
在卫星云图上可看到一种现象,即有时候会发现类似于锢囚型式的锋面云带。这种云带是由锋生作用、而不是由锢囚过程所造成。人们把这种现象叫做“锢囚锋生”。
我们知道,逗点云系出现在对流层中上部最大正涡度平流区域,当逗点云系逼近一条锋面云带时,在锋上会产生波动,如果这时逗点云系继续加强,与逗点云系相连的气旋性环流也会增强。这就使得正涡度中心后面的冷气团中气流更加变成偏北风,而在正涡度中心前面的暖气团中气流更偏南风。当这逗点云系与锋面气旋波相合并时,在云图上看到冷气团和暖气团完全被隔开,即出现了“锢囚锋云系”结构(见图2),这时就会得到一个错误的印象:即气旋波没有经过发展而后达到锢囚阶段的过程,一下子就跑到成熟阶段。实际上这是由于逗点云系和锋面气旋的合并,而使云带有“锢囚云系”的外貌。但从云图的前后连贯性来看,这种“锢囚锋云系”实际上是锋后的结果。这种情况一般出现在下述天气形势下,即有一高空与一东西向的锋面气旋相合并,这种锋在日本附近常常可以分析出来。
图2 锢囚锋生模型
在卫星云图上有一些长的云带,它们并不是锋面云带,但其外貌和锋面云带一样。在这些非锋面的云带中,有许多是与地面气流的汇合区相联系的,并不存在密度的不连续,还有一些是由于潮湿空气向北平流所造成。当一个低压向东面的一个副热带高压逼近时,在高压后部,偏东气流和偏西气流相汇合,会出现一条南北向的云带(见图3)此外,卫星云图上,锋面云带常与急流云带,特别是副热带急流云带相混淆。在一般情况下,锋面云带呈气旋性弯曲,而急流云带则多呈反气旋性弯曲,有时呈直线,我们可以根据这点来区别它们。
1002-252X(2011)03-0026-02
2011-6-6
吴继合(1963-),男,黑龙江省北安市人,成都信息工程学院,本科生,工程师.
图3 高低压之间云带