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氣旋
(氣象學與氣候學術語)
鎖定
氣旋(Cyclone),氣象學術語,是指北(南)半球,大氣中水平氣流呈逆(順)時針旋轉的大型渦旋。
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氣旋由鋒面上或不同密度空氣分界面上發生波動而形成,並在大氣中佔據三度空間的大尺度水平空氣渦旋。其中心氣壓比周圍低,從氣壓場來説,也稱之為“低氣壓”。
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氣旋按生成和活動範圍可分為温帶氣旋和熱帶氣旋。温帶氣旋常見的有鋒面氣旋,熱帶氣旋常見的有颱風和熱帶風暴。按半球分佈可劃分為北半球氣旋和南半球氣旋,前者空氣做逆時針方向旋轉,後者空氣做順時針方向旋轉。
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温帶氣旋主要出現在亞洲東部、北美洲、地中海等地區。熱帶氣旋呈現出北半球遠多於南半球,集中發生於緯度10°~20°之間的地域分佈特徵。
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- 中文名
- 氣旋
- 外文名
- Cyclone
- 學科部門
- 氣象學與氣候學
- 學科類別
- 自然地理學
氣旋氣象釋義
氣旋,又稱為低氣壓,是指北(南)半球,大氣中水平氣流呈逆(順)時針旋轉的大型渦旋。
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它是佔有三度空間的、在同一高度(等壓面)上,具有閉合等壓(高)線,中心氣壓(高度)低於周圍的大型渦旋。在北半球,空氣作逆時針旋轉;在南半球其旋轉方向則相反。
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氣旋類型
大氣中存在着各種大小不一的渦旋,有類似江河裏的渦旋運動,它們有的逆時針旋轉,有的順時針旋轉,其中大型的水平渦旋,我們分別稱為氣旋和反氣旋,即低壓和高壓。氣旋可分為鋒面氣旋和無鋒面氣旋,或者按地理位置分為北方氣旋和南方氣旋。氣旋對天氣系統的影響極大,我們生產生活中的“風雨”往往都與它有關。
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氣旋影響
氣旋在北半球,空氣是反時針方向運動,在南半球旋轉方向則相反。中心氣壓最低,逐漸向外遞增,空氣不斷流入中心,形成上升氣流,也稱低氣壓。它的直徑小的有幾十公里,大的有幾千公里。有氣旋影響時,常常容易出現陰雨、大風天氣等。氣旋的中心地帶以上升氣流為主,所以多雲雨天氣,而四周通常是容易乾燥晴朗的下沉氣流,我們所熟悉的颱風就是如此。
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氣旋科學研究
19世紀60年代,人類開始研究温帶氣旋的結構和活動規律。
1863年,英國氣象局首任局長R.菲茨羅伊首次提出温帶氣旋和反氣旋地區的地面氣流結構。
1878年,R.艾伯克龍比結合氣壓場給出了一個氣旋天氣圖模式,將氣壓形勢和天氣結合在一起。
20世紀初期,英國氣象學家N.肖提出了反映氣旋中氣流切變和風暴特徵的氣旋模式,並將降水分佈同氣流聯繫起來。
1918年和1921年,挪威學者J.皮耶克尼斯和H.索爾貝格提出了新的氣旋模式和氣旋生命史模式,首次將氣團、鋒、氣壓場和天氣分佈有機地結合在一起。
20世紀30年代,J.皮耶克尼斯和芬蘭學者E.H.帕爾門等根據高空探測資料,對温帶氣旋和鋒面的三維結構作了較多研究。
20世紀40年代末至50年代初,芬蘭學者E.H.帕爾門進一步將氣旋族和長波聯繫起來,確定了温帶氣旋和高空大氣長波的關係。
氣旋形成活動
氣旋形成機制
- 温帶氣旋
温帶氣旋最常見的是鋒面氣旋,挪威學者提出的鋒面波動學説認為,準靜止鋒或緩慢移動的冷鋒,鋒面上產生波動,在適宜的環流條件下,波動加深,逐步發展而形成鋒面氣旋。其從生成到消亡,大致經過以下四個階段(以下四個階段均以北半球氣旋作為對象進行闡述):
(1)初生階段。氣旋發生前在地面上有一鋒面。鋒面北面冷,吹偏北風;鋒面南面暖,吹偏南風。開始出現波動時,冷空氣向南侵襲,暖空氣向北擴展,使鋒面演變為東段呈暖鋒,西段呈冷鋒,並出現相應的鋒面降水。這時在地面圖上出現低壓中心,可繪出第一根閉合等高線。
(2)發展階段(成熟階段)。鋒面波動振幅加大,冷、暖鋒進一步發展,鋒面降水進一步增強,雨區擴大。地面上出現閉合等壓線增多,氣旋不斷加深,暖區逐漸變淺。
(3)錮囚階段。鋒面氣旋進一步發展,由於冷鋒移動較快,暖區逐漸縮小,氣旋式環流更加明顯,地面閉合等壓線增多。當冷鋒遇上暖鋒後,合併成錮囚鋒,中心氣壓更低,暖空氣逐漸被抬升至高空,降水強度和範圍增大。
- 熱帶氣旋
關於熱帶氣旋的形成機制,氣象學家對台風的形成提出了各種必要的條件,其中比較公認的基本條件有:
(1)低空原先要有一個熱帶擾動,造成輻合流場,以提供發展熱帶氣旋的初胚。
(2)要有廣闊高温的洋麪(海水温度在27℃以上),以蒸發大量水汽到空中凝結,提供形成颱風的巨大潛熱能和造成大氣層結不穩定。
(4)基本氣流的風速垂直切變要小,以使潛熱積聚在同一鉛直氣柱中,而不被擴散出去,達到形成和維持暖心結構和加強對流運動。
氣旋活動範圍
- 温帶氣旋
温帶氣旋(鋒面氣旋)從發生到消亡,整個過程經歷的時間一般為兩天左右,短的僅有1天,長的達4~5天。但不一定每個氣旋都經歷鋒面波動學説的四個階段,有的氣旋沒有得到充分發展就消亡了;有的氣旋已趨於消亡階段,但因其後部有新的冷空氣侵入或氣旋從冷的大陸移入暖的洋麪上時,又重新發展起來。例如,中國江淮流域出現的氣旋,大多以氣旋波的形式出現,移到海上再發展。
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- 熱帶氣旋
熱帶氣旋源地,是指其初始擾動發生的地區。能發展成颱風的熱帶擾動都發生在遼闊的熱帶、副熱帶海洋上。其中65%以上發生在緯度10°-20°之間,13%在20°以上的向極一側,22%在10°以內的赤道一側。而5°以內的赤道附近極少有颱風發生。就全球來説,平均每年發生80個颱風(包括熱帶風暴),北半球佔73%,南半球佔27%。
- 參考資料
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- 1. 劉南威.自然地理學(第三版)[M].北京:科學出版社,2014.1.
- 2. 伍光和主編.自然地理學(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2008.4.
- 3. 氣旋類 .中國氣象科普網[引用日期2022-08-05]
- 4. 不同類型的氣旋你瞭解多少? .中國氣象科普網[引用日期2022-09-09]