爆發性氣旋

素有“温帶颱風”之稱的爆發性氣旋常常發生在北半球中高緯的洋麪上。這種氣旋在短時間內強烈發展,地面中心氣壓大幅度下降，加深率每24小時可達24百帕，風力同時迅速增加到30米/秒以上，即達到強颱風的風力。該種氣旋常常會伴有強對流暴雪等強烈天氣，給海上作業帶來嚴重的威脅和災難。

從水平尺度看，海洋氣旋可以分為兩類：天氣尺度的和次天氣尺度的，這兩類氣旋在適當條件下都可經歷爆發性的發展。現在較瞭解的兩種次天氣尺度的海洋氣旋是：①中尺度氣旋，它與從東海到日本附近的暖洋流有關，是一種淺薄的地面低壓，在某種有利條件下可發展成強烈的温帶氣旋。②極地低壓，它主要發生在北太平洋和北大西洋冷鋒後的極地冷空氣團中，以後常常通過快速錮囚(或瞬時錮囚)過程發展成強氣旋。

大西洋上爆發性氣旋發生的頻率少於太平洋，但爆發性氣旋的強度卻大於太平洋。

圖 1976—1982年所有24小時爆發性氣旋最大加深時的位置 ^[1] 

（1）爆發性氣旋主要是海洋現象。

（2）頻率發生最大值區在兩大洋的西部。

（3）主要在冬半年。

（4）常發生在墨西哥灣流和黑潮暖流區域以北。

海洋氣旋的爆發性發展既和大尺度大氣條件有關也與海洋條件有關：

（1）四種天氣形勢有利於氣旋的發展：①高空槽趕上地面低壓中心，其中最有利的高低空氣流配置是高空槽位於海洋氣旋的西南象限，即在相距400海里（約5個緯度）的地方；②東風帶和西風帶擾動的合併；③低渦與高空槽相遇；④大低壓冷空氣中的極地低壓與高空槽相遇。

（2）與大尺度行星波關係密切。一般急流區及其北側對爆發性氣旋發展很有利。

（3）與斜壓環境有密切關係。爆發性氣旋的優勢發生區主要是斜壓區，在這裏一般低壓系統可得到發展和不斷維持。

（4）與海表温度的經向梯度有密切關係。強的經向海表温度梯度與墨西哥灣流和黑潮暖流有關，研究表明海洋氣旋常在這些區域加深。

（5）太平洋西海岸的温帶氣旋的發生與赤道太平洋附近的海表温度存在着明顯的遙相關關係。厄爾尼諾年較正常年偏多，而強厄爾尼諾年又較一般厄爾尼諾年偏多。

影響爆發性氣旋發生的因子有：渦度平流、温度平流、潛熱加熱、海氣交換（潛熱和感熱輸送）、與急流有關的非地轉加速、摩擦作用以及斜壓不穩定等。

（1）爆發性氣旋具有基本上是斜壓的特徵。對斜壓強迫所以會有這麼大的響應可能是由於有效靜力穩定度較小的緣故，這首先是由海氣界面上感熱和潛熱通量輸送引起；另外，較為平滑的海面上摩擦消耗較小也有作用。對於較強而深的氣旋的發展，氣旋性渦度平流的垂直差異是一個關鍵因子。

（2）在氣旋發生到強烈發展期，温度平流項都大於渦度平流項，特別是在氣旋發展的初期温度平流起主要作用。暖平流的作用主要引起上升運動，以後又引起潛熱釋放並形成低壓槽。

（3）對流層低層的斜壓不穩定在氣旋發展初期是主要的，而潛熱釋放則是氣旋後期發展的一個重要因素。潛熱釋放對於海洋氣旋結構的變化以及上升區的維持起了關鍵作用，這是通過指向低壓或槽區的氣壓梯度力而實現的。潛熱釋放增強了氣旋附近高空的上升運動和低層的輻合。強上升運動使高空槽兩側的熱力直接的東西環流增強，而輻合引起更進一步的潛熱加熱。這又會使更強的非地轉風和近地面輻合。因而，儘管波－氣旋的垂直耦合和水平斜壓性減弱，即高空槽的強迫作用減弱，但通過上述過程仍可製作大量動能以使氣旋發展。爆發性海洋氣旋的發生很可能是潛熱引起的區域斜壓過程的結果。潛熱釋放使靜力穩定度減小，結果使斜壓不穩定增長，這無疑對氣旋的發展創造了有利條件。

（4）積雲對流。

（5）海面的感熱和潛熱輸送雖然一般不是氣旋發展的主要因子，但它可以增強對流層下部的斜壓區產生有利於所旋發展的環境，促進氣旋的迅速發展。

（6）爆發性氣旋發生的高頻區也是主要的斜壓區，因而斜壓過程可能是一般低壓系統連續存在和發展的前提條件，為了使氣旋能得到爆發性發展，還必須有其它條件。

（7）高空急流中心的有關非地轉運動對氣旋的強烈加深非常重要。 ^[1]