气旋现象_气旋叫什么天气系统
1.什么是热带气旋
2.天气系统有哪几种?
3.台风属于什么天气系统?
4.什么是亚热带气旋,还有温带气旋与热带气旋的关系?
5.气压分布状态看天气系统与从气流运动状况看的天气系统有何区别
6.气压带与气旋有什么关系?差别?
7.热带气旋等级
8.什么是气旋和反气旋
什么是热带气旋
热带气旋是一种风暴系统,于热带或亚热带地区海面上形成。热带气旋的最大特点是它的能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。所以当热带气旋登陆后,或者当热带气旋移到温度较低的洋面上,便会因为失去温暖、潮湿的空气供应能量,而减弱消散,或失去热带气旋的特性,转化为温带气旋。
伴随热带气旋的大风、大雨、风暴潮等可以造成严重的财产损失或人命伤亡;
不同的地区习惯上对热带气旋有不同的称呼。西太平洋沿岸的中国、台湾、日本、越南、菲律宾等地,习惯上称当地的热带气旋为台风。而大西洋则习惯称当地的热带气旋为飓风。其它地方对热带气旋亦有不同称呼,在澳大利亚,被称为“威力-威力”气象学上,则只有风速达到某一程度的热带气旋才会被冠以“台风”、“飓风”等名字。
天气系统有哪几种?
按照气象要素的空间分布而划分的具有典型特征的大气运动系统(通常指气压空间分布所组成的系统),如高(气)压、低(气)压、高压脊、低压槽等.有时指风分布的系统,如气旋环流、反气旋环流、切变线等.有时指温度分布的系统,如高温区、低温区、锋区等.有时指天气现象分布的系统,如雷暴、热带云团等.这一要素系统同另一要素系统之间常常有一定的配置关系.气压系统和风场之间的关系较好:低压和气旋环流相配置,有时称为低压,有时称为气旋;高压和反气旋相配置,有时称为高压,有时称为反气旋.气压系统和温度系统也常呈一定配置关系.如:低压和低温区相配置,称为冷低压或冷涡;低压和高温区相配置,称为热低压.气压系统还可同天气现象存在一定配置关系,如雷暴和(小)高压配置,称为雷暴高压.天气系统可以通过各种天气图和卫星云图等分析工具分析出来.\x0d 各种天气系统有一定的空间范围,一定的新生、变化和消亡的过程.各种天气系统发展的不同阶段有其相应的天气现象分布.在天气预报中通过对于各种系统的预报,可以大致预报未来一段时间内的天气变化.许多天气系统的组合,构成大范围的天气形势,构成半球甚至全球的大气环流.
台风属于什么天气系统?
台风属于热带气旋的一种,热带气旋是发生在热带或亚 热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的“热带天气系统”。中 国把西北太平洋的热带气旋按其底层中心附近最大平均风力(风速)大小划分为6个等级,其中心附近风力达12级或以上的,统称为台风。台风常带来狂风、暴雨和风暴潮,给人类带来灾害的同时,也给人类带来益处。台风给人类送来了丰沛的淡水资源,对改善淡水供应和生态环境有十分重要的意义。另外,台风还使世界各地冷热保持相对均衡;赤道地区气候炎热,若不是台风驱散这些热量,热带会更热,寒带会更冷,温带也会从地球上消失。
什么是亚热带气旋,还有温带气旋与热带气旋的关系?
热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。
热带气旋通常在热带地区离赤道平均3-5个纬度外的海面(如西北太平洋,北大西洋,印度洋)上形成,其移动主要受到科氏力及其它大尺度天气系统所影响,最终在海上消散、或者变性为温带气旋,或在登陆陆地后消散。登陆陆地的热带气旋会带来严重的财产和人员伤亡,是自然灾害的一种。不过热带气旋亦是大气循环其中一个组成部分,能够将热能及地球自转的角动量由赤道地区带往较高纬度;另外,也可为长时间干旱的沿海地区带来丰沛的雨水。
温带气旋是出现在中高纬度地区而中心气压低于四周近似椭圆型的空气涡旋,是影响大范围天气变化的重要天气系统之一。温带气旋的直径平均1000公里,小的也有几百公里,大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动,前部为暖锋,后部为冷锋,两者衔接处的波动南侧为暖区。温带气旋从生成,发展到消亡整个生命史一般为2-6天。同一锋面上有时会接连形成2-5个温带气旋,自西向东依次移动前进,称为“气旋族“。温带气旋对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响,多风雨天气,有时伴有暴雨或强对流天气,有时近地面最大风力可达10级以上。
有一部分温带气旋,是热带气旋进入高纬度后,变性而成的。气旋性质已经从原来的暖中心,变为了冷中心
气压分布状态看天气系统与从气流运动状况看的天气系统有何区别
(1)根据图中的数据判断天气系统的名称.甲图气压中心低,四周高,所以是低压系统.乙图气压是中心高,四周低,是高压系统,也是反气旋系统.
(2)气旋是低气压,气流运动方向是北半球呈逆时针辐合上升(南半球是顺时针辐合上升).反气旋是高气压,气流运动方向是北半球呈顺时针辐散下沉(南半球是逆时针辐散下沉).甲地位于北半球、乙地位于南半球,所以图中的b是东南风,c是东北风.
(3)一般根据等压线的疏密判断风力的大小.此图的等压线的疏密一样,所以比较气压梯度差来比较风力的大小.图中的a处的气压梯度(力)大于c处,所以a处的风力大.
(4)空气中含有大量水汽,甲地区可能会出现阴雨天气.因为甲地区中心是低压,盛行气流上升,气温降低而形成阴雨天气.
(5)乙是高压,盛行下沉气流,多晴天.在冬季,乙地被高压控制,气流下沉,形成寒冷干燥的天气.
故答案为:
(1)低压 反气旋
(2)绘图:
(3)a a处的气压梯度(力)大于c处
(4)阴雨天气 甲地区因为气流上升,气温降低而形成阴雨天气
(5)冬季时,乙地区可能会出现寒冷、干燥、晴朗的天气 (或可能出现大风降温的天气,甚至出现寒潮.)
气压带与气旋有什么关系?差别?
气压带就只有七个:赤道低压带、副热带高压带(南北半球各一个)、副极地低压带(南北半球各一个)、极地高压带(南北半球各一个),详见教材上的七气(七个气压带)六风(六个风带)图。气压带是由于地球表面纬度高低不同,接受太阳辐射的多少不同产生的。是全球性的,大范围的,相对固定的(会随太阳直射点移动而移动)。低压,气流上升,容易降水;高压,气流下沉,不易降水。
气旋(台风就是一种超大规模的气旋)是一种天气系统(常见的天气系统有气旋、反气旋、冷锋、暖锋、锋面气旋等),既然是天气系统,那么,在该种系统影响下的地区就会有天气的变化。简单理解,气旋,就是一个大气团,中心是低压,外围是高压,气流就由外围流向中心,就有了不同方向的风(比如台风),北半球逆时针旋转,南半球顺时针。一般,气旋过境,风雨交加。可见,和气压带相比,气旋会有很多,影响的范围较小,是可移动的。气旋主要是影响天气(短时间),而气压带主要是影响气候(长时间)。
自己多看书吧,多理解,在这儿也不好说。
热带气旋等级
热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。[1]即产生于热带洋面上的中尺度或天气尺度的暖性气旋[2]。可见于西太平洋及其临近海域(台风)、大西洋和东北太平洋(飓风)以及印度洋和南太平洋[3]。
热带气旋常见于夏秋两季,其生命周期可大致分为生成、发展、成熟、消亡4个阶段,其强度按中心风速被分为多个等级,在观测上表现为庞大的涡旋状直展云系[2][4]。成熟期的热带气旋拥有暴风眼、眼墙、螺旋雨带等宏观结构,直径在100至2000 km之间,中心最大风速超过30m/s,中心气压可降低至960 hPa左右,在垂直方向可伸展至对流层顶[2][3]。未登陆的热带气旋可能维持2至4周直到脱离热带海域,登陆的热带气旋通常在登陆后48小时内快速消亡[5]。
热带气旋的产生机制尚未完全探明,按历史统计,温暖的大洋洋面、初始扰动、较弱的垂直风切变和一定强度的Beta效应是热带气旋生成的必要条件[2]。在动力学方面,第二类条件性不稳定(CISK)理论能够较好地解释热带气旋的生成和维持[4][6][7][8]全球变暖也被认为与热带气旋的生成频率有关[9]。
热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统。台风是热带气旋的一种。我国把西北太平洋和南海的热带气旋按其底层中心附近最大平均风力(风速)大小划分为6个等级,其中风力为12级或以上的,统称为台风。[1] 热带气旋是生成和发展于热带海域的暖性气旋系统。产生于西太平洋、西北太平洋及其临近海域的热带气旋被称为“台风(typhoon)”;产生于大西洋和东太平洋的热带气旋被称为“飓风(hurricane)”;产生于印度洋和南太平洋的热带气旋可能被称为“气旋风暴(cyclonic storm)”或简称为“气旋”(cyclone)[2] [10] 。
热带气旋
广义上热带气旋的定义对气旋的强度没有要求,即无论热带气旋处于其生命史中的任何阶段,在广义上都可以被称为“热带气旋”;狭义的热带气旋仅包括处于发展和成熟阶段的强盛气旋,按中心最大风速,其强度必须超过气旋分级系统的最低标准[11] 。例如在大西洋,只有1分钟持续最大风速超过120 km/h的气旋系统会被分类为“严格的”热带气旋,即飓风,低于该标准的暖性气旋会被归于“热带低压(tropical depression)”和“热带风暴(tropical strom)”[11] 。
与热带气旋相近的概念包括亚热带气旋(subtropical cyclone)和温带气旋(extratropical cyclone)。作为区别,温带气旋是存在于中高纬地区的冷性气旋,可生成于海洋或陆地,且在多数情况下由斜压不稳定发展形成并伴随锋面出现[12] 。亚热带气旋是一类介于热带气旋和温带气旋之间的天气系统,其成熟期的形态接近于热带气旋但在动力学上具有和温带气旋相近的冷核(cold core)结构[13] 。
热带气旋与温带气旋的水平(上)、垂直(下)结构差异
作为联系,热带气旋进入温带洋面后有机会转变为温带气旋,温带气旋在少数情形下也可变性成为热带气旋[12] 。亚热带气旋在进入热带洋面并转变为暖核(warm core)结构后会被识别为热带气旋,但当热带气旋通过亚热带洋面时,只要其暖核结构不变,就不会被识别为亚热带气旋。
热带气旋包含大量不稳定能量并可能成为气象灾害,登陆的成熟期热带气旋带来范围显著的破坏性强风、大量降水并伴随有风暴潮、雷暴等次生灾害[4] 。存在于洋面的热带气旋是航运业的重大威胁。现代业务天气预报能够通过卫星遥感识别和观测热带气旋并结合数值天气预报对其发展和移动进行预报和预警[14] [15] 。WMO的主要成员会对各海域的热带气旋进行命名并面向公众发布信息[16] [17] 。
结构
风眼
主条目:风眼
风眼是位于热带气旋旋转中心(通常也为几何中心)的相对平静区域。风眼内可能无云(clear eye)或由低云和中云填充(filled eye),是热带气旋近地面气压的最低点[10] 。风眼内的风速显著低于外围区域,通常不超过24 km/h,很少或无雨,其内部盛行下沉气流,靠近眼墙的边缘区域为气旋性涡度的上升气流。风眼内部和上方大气的位势温度要高于其周围环境[19] 。
台风风眼图
风眼尺寸的常见取值在50 km左右,随高度升高而增长,且北半球热带气旋的风眼直径通常小于南半球热带气旋[20] 。风眼大小的极端的例子包括1960年台风卡门(typhoon Carmen)的370 km和2005年飓风威尔玛(Hurricane Wilma)的3.7 km[21] [22] 。热带气旋的强度对风眼直径敏感,给定相同的热力和动力学条件,风眼直径小的热带气旋具有更高的最大潜在强度[23] 。
随着热带气旋生命阶段的变化,风眼的几何特征会发生改变。快速增强的热带气旋拥有小、清晰且高度对称的风眼,有时被称为“针孔眼(pinhole eye)”、成熟期热带气旋拥有对称的圆形风眼,且风眼被连续的眼墙包围,即“闭合眼(closed eye)”[24] [25] 。处于消亡期或发展不完全的热带气旋具有不规则的风眼,例如眼墙不闭合(open eye)、形态不对称或残片状的风眼[25] 。风眼的动态变化在热带气旋的业务天气预报中可作为参考[24] 。
并非所有的热带气旋都具有成熟期的风眼(闭合眼),按1989至2008年大西洋海域热带气旋的气候统计,60%的飓风个体具有清晰的风眼,且风眼首次出现时,热带气旋中心最大风速的平均值为29.8 m/s,即处于强度略低于1类飓风的阶段[25] 。
眼墙
眼墙是围绕热带气旋风眼形成的塔状直展云系(cumuliform cloud),高度可由海平面伸展至流层顶,对热带海域而言,该高度约为15 km。眼墙内包含旺盛的对流活动并在对流层中层形成潜热释放。眼墙也是热带气旋内风速和单位降水率最大的区域,对眼墙的最大风速进行观测可以估计热带气旋的强度[10] 。
强度较高的发展期和成熟期热带气旋的眼墙可能包括主眼墙和次级眼墙(secondary eyewall)两部分,该现象通常与眼墙置换(eyewall replacement cycle)有关[26] 。当主眼墙内的对流活动达到一定强度时,靠近眼墙的主雨带内侧会有强对流活动发展并形成新的次级眼墙。次级眼墙会逐渐向风眼方向运动,对原先的眼墙进行置换[26] 。眼墙置换期间,由于原先的眼墙由于脱离了有利于对流形成的区域,因此被孤立和削弱,而次级眼墙尚未发展完全,因此热带气旋会发生暂时性的强度下降。眼墙置换完成后,由新眼墙维持的热带气旋会再次增强(re-intensify)[26] 。
1997年的台风艾碧正在进行眼壁置换
外部结构
螺旋雨带
螺旋雨带是完全发展的成熟期热带气旋具有的结构,在本质上是热带气旋内除眼墙外所有对流系统的总和[27] 。螺旋雨带随气旋中心按正涡度方向旋转,切向速度随高度升高而减小,其内部包含不连续的对流性降水[27] 。近地面受螺旋云雨带影响的区域可能出现阵性降水和强风等天气现象,因此在天气预报中,螺旋雨带定义了外围大风区和降水区的位置[28] 。
热带气旋的螺旋雨带通常有“主雨带(principle rainband)”、“次级雨带(secondary rainband)”和“外围雨带(distant rainband)”之分[29] [28] 。其中主雨带也被称为“内雨带(inner rainband)”,是螺旋雨带的主体部分,在气旋的运动过程中几乎与眼墙相对静止[27] ,在一些研究中被认为是热带气旋本体和环境的分界[30] 。次级雨带是围绕主雨带旋转的一组对流单体。外雨带可能沿气旋半径被逐步卷入主雨带中,也可能松散地组织在热带气旋周围[27] 。外围雨带是热带气旋最外侧的零星出现的对流系统的总和,在一些研究中也被称为“外围中尺度对流系统(Outer Mesoscale Convective System, OMCS)”[31] 。
螺旋雨带具有复杂的中尺度结构,按雷达回波的观测结论,在中低层水平面内,螺旋雨带内侧气流背离气旋中心吹向雨带,且强度随高度升高而增强[32] 。螺旋雨带低层是强辐合区,伴随有近地面的外部气流汇入。辐合区的位置随高度偏离气旋中心且辐合强度随高度减弱,在对流层中上层转变为辐散。在沿气旋中心的剖面内,螺旋雨带包含二级垂直环流,其中上升气流位于雨带内侧(辐合区域)且随高度向外侧倾斜,并可能包含对流性强降水,下沉气流位于上升气流外侧,强度低于上升气流[32] 。
螺旋雨带中次级雨带的形成被认为由热带气旋内部涡旋罗斯贝波(vortex Rossby waves)的向外传播有关[33] 。螺旋雨带中主雨带的动力学机制尚未完全明确,数值模拟的结果表明,主雨带在确立后,会改变热带气旋的动力结构,并与眼墙的形成和置换有关[34] 。
外围大风区
热带气旋外部,包括外围雨带的所在区域可观测到强风,其覆盖范围被通称为“外围大风区”,按诊断参量可由“强风半径(gale wind radii)”定义[35] 。强风半径是热带气旋的直接天气影响范围,通常与热带气旋本身一样呈现对称形态[36] 。在热带气旋登陆时,由于下垫面的影响,强风半径内的风速和其范围会发生变化[35] 。
特征
云系
热带气旋的云系是其动力学特征的固有表现,一般地,对流活动产生的直展云系在热带气旋的生成和发展阶段具有处于中心地位[37] ;进入成熟期后,热带气旋也已直展云系为主,其内部包含有旋转的强上升气流和相对较弱的下沉气流。层云可见于热带气旋的风眼,其垂直高度在边界层顶附近,上方是顶部下沉气流。眼墙云以积云族为主,垂直高度可达对流层顶,在卫星云图上表现为中心密集云团区(Central Dense Overcast, CDO)[29] 。
眼墙云在形态上受到气旋内部梯度风平衡, 以及边界层内中性层结气流斜向输送的影响,通常按一定坡度向外伸展,并间歇性地受到其下方由湿静力能驱动的浮力抬升的作用而产生动态变化[29] 。主雨带和次级雨带由对流单体组成,在云系方面也以塔状积云为主,其内部包含翻转上升气流(overturning updrafts)和稳定的下沉气流[29] 。眼墙置换发生时,主雨带和眼墙的云系会发生合并。外围雨带的云系与一般意义上中尺度对流系统内的云系具有相同特征,在形态上由涡旋动力学主导并包含以积雨云为代表的强降水云系[29] 。
特征尺度
热带气旋的空间尺度具有明显的动态变化,一般地,在近地面和对流层中下层,例如700 hPa等压面层,热带气旋可能是一个100 km尺度的中尺度系统或1000 km尺度的天气尺度系统[38] [39] ,其运动被认为受到5000 km以上行星尺度波动和引导气流的影响[40] 。按一些特殊个例,超级台风泰培(super typhoon Tip)的直径达到了2200 km[41] ,而热带风暴马可(Tropical Storm Marco)的直径仅有18.5 km[42] 。热带气旋在一些研究中被认为是”升尺度”的过程,即预先存在的天气尺度气旋性扰动和对流尺度的能量、涡度特征相叠加[29] 。
在时间尺度方面,热带气旋在登陆前通常能存在数周,属于中尺度系统中能长期维持的类型,但少数个例,例如维持了31天的飓风约翰(Hurricane John)[43] ,在时间尺度上可能超过锋面气旋等天气尺度系统。此外,考虑热带气旋变性为温带气旋的情形,其按天气影响估计(而非系统本身)的时间尺度可能更长。
什么是气旋和反气旋
气旋
北(南)半球,大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋,由四周向中心辐射,北半球逆时针,南半球顺时针。在同高度上,气旋中心的气压比四周低,又称低压。气旋近似于圆形或椭圆形,大小悬殊。小气旋的水平尺度为几百米,大的可达三、四千米。气旋的垂直气流是上升的,多阴雨天气。夏秋季影响我国东南沿海地区的台风就是气旋的一种。气旋中,天气常发生剧烈的变化,是人们最关心和最早研究的天气系统。通常按气旋形成和活动的主要地区或热力结构进行分类。按地区可分为温带气旋、热带气旋和极地气旋性涡旋等;按热力结构可分为冷性气旋和热低压等。当某地被低气压控制时,常常出现阴雨天气;当某地被高气压控制时,常常出现晴朗天气。
反气旋
反气旋是占有三维空间的大尺度的空气涡旋。在北半球,反气旋区气流自中心向外作顺时针方向旋转,南半球作逆时针方向旋转。在天气图中,反气旋是等压线呈闭合、气压值自中心向外递减的高压区,故又称高压。反气旋的范围在地面天气图中,以最外一条闭合等压线代表。它的水平范围比气旋大得多,发展强盛时,常常可与整个大陆或海洋相比拟,小的反气旋只有数百公里。反气旋的强度用中心气压值来表示。中心气压值愈高,则反气旋的势力愈强。地面反气旋中心气压值,一般为1020~1030百帕,最强的反气旋中心气压值可达1080百帕。反气旋的强度随时间不断地变化。当反气旋中心气压值随时间逐渐升高时,称反气旋“加强”;当反气旋中心气压值随时间降低时,称反气旋“减弱”。反气旋按热力状况分为冷性反气旋和暖性反气旋;按其地理位置分为温带反气旋和副热带反气旋。
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