气团

浏览

物理属性在水平方向差异很小的空气质点群体。其水平范围可达几百万平方公里,铅直厚度可达几公里至十几公里。这里所指的物理属性,主要是温度、湿度、大气静力稳定度等物理量。

20世纪20年代,瑞典气象学家T.H.P.伯杰龙最早提出气团的概念,他在气团分类和气团天气两方面,作了大量的研究工作,对天气学的发展起了相当重要的作用。

形成

气团的形成和变性同许多热力和动力过程有关。例如大气和地表面之间,不断地进行着热量交换和水分交换;大气内部的热量和水分,也都不断地作内部调节(见大气边界层物理)。一个地区,只有具备了下列两个条件,才能成为气团的发源地:

(1)广大地区下垫面的物理性质(干湿、冷暖、雪盖和土壤状况等)比较均匀;

(2)有一个能使空气的物理属性在水平方向均匀化的环流场。一般在稳定的反气旋环流存在的条件下,气流的辐散对气团的形成最为有利。在具备这两个条件的地区空气停留的时间越长,越容易形成气团。

分类 

按气团的热力性质不同,可划分为冷气团(比其所经下垫面冷)和暖气团(比其所经下垫面暖);按湿度特征的差异,可分为干气团和湿气团;按其静力稳定度的区别,可分为稳定气团和不稳定气团;按气团的发源地带,则常分为极地气团和热带气团两类,它们由极锋和极锋急流分隔开。再按发源地带的海陆差别,这些气团还可划分为一些副类。在北半球的主要气团有:

(1)北冰洋气团。形成于北冰洋,空气极寒且干燥。

(2)极地气团。形成于除北极的北冰洋以外的中、高纬度地区,比较寒冷,其中形成于大陆上的有极地大陆气团、西伯利亚气团;形成于海洋上的有极地海洋气团。有时难以将后者和北冰洋气团相区别。

(3)热带气团。形成于热带、副热带的暖气团。其中形成于大陆上的,称为热带大陆气团;形成于海洋上的称为热带海洋气团。

(4)赤道气团。形成于赤道海洋上,既热又很潮湿,有时难以将它和热带海洋气团相区别。

气团在近地面层,大多与高压区或反气旋环流相联系。例如,西伯利亚气团常与冷高压相联系,热带海洋气团常与副热带高压相联系。由于冬、夏太阳辐射的条件不同,下垫面的热状况也不同,所以同类的气团在不同季节也有差异。

变性

气团离开源地后,受到沿途下垫面性质的影响,基本属性不断改变。气团属性的变化,或其改变过程统称为气团变性,这种属性改变的气团称为变性气团,气团变性的过程往往也是新气团形成的过程。气团变性的物理过程主要有四种:

(1)辐射过程。大气和下垫面之间的辐射热的传递,是气团形成和变性的重要因子。在冰雪覆盖的下垫面上,由于雪面对太阳短波辐射的反射率大,雪面本身放射长波辐射的能力也很强,因而温度很低,通过辐射过程使低层大气很快冷却。这种过程有利于北冰洋和极地气团的形成。特别是在极夜期间更是如此。

(2)湍流热交换。较冷的气团移至暖和的地表之后,因贴地层受热而使低层大气不稳定,通过湍流热交换,将贴地层大气所得的热量,传递到较高层次,使气团变暖。如西伯利亚气团南移到暖洋面上后,这种过程对其变性起很大的作用。

(3)湍流输送水汽。气团里的水分主要由下垫面蒸发的水汽通过湍流输送而得。极地大陆气团移到热带洋面上,由于湍流传递热量和水分,逐步地变为热带海洋气团。

(4)大范围铅直运动。通过气团内部的大范围铅直运动,也可使气团变性。如在层结稳定的条件下,气团在绝热上升时被冷却,下沉时增暖。冬季极地大陆气团向中、低纬度运动时,因气流辐散常伴有大规模下沉运动,很容易变暖。

实际的气团变性过程不是单一的,往往是几种过程同时发生并相互影响的,因此气团变性的问题很复杂。它是天气学研究中的重要问题。

中国境内的气团,多属变性气团。每逢冬季,常有伴随着冷高压的极地大陆(变性)气团侵入。为这种气团所控制的地区,天气大都干燥而寒冷;夏季时,极地大陆(变性)气团的势力较弱,只在长江以北和西北地区活动。夏季侵入长江以南的主要是湿而热的赤道气团和热带海洋气团。这两种气团的活动以及它们和极地大陆气团间的锋面的强弱和移动,基本上决定了中国雨带的南北移动和降水的分布。

参考书目
  1. C.L.Godske,et al.,Dynamic Meteorology andWeather Forecasting,American Meteorological Society,Boston,1957.

参考文章