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气团:千里之外来的“大气旅客”

静思2个月前 (04-07)大气科学53
摘要:气团 气象万千的舞台上,有一类看不见的庞然大物——它们动辄绵延数千公里,裹挟着故乡的温度与气味,跨越山海而来。天气学称它们为 气团 ,即水平方向上温度、湿度和稳定度都相对均匀的巨大空气块。我们不妨把它们看作远道而来的“大气旅客”,每一位都带着源地的深刻烙印。[1][2] 一、气团的科学定义与尺度…

气团

气象万千的舞台上,有一类看不见的庞然大物——它们动辄绵延数千公里,裹挟着故乡的温度与气味,跨越山海而来。天气学称它们为 气团 ,即水平方向上温度、湿度和稳定度都相对均匀的巨大空气块。我们不妨把它们看作远道而来的“大气旅客”,每一位都带着源地的深刻烙印。(据《大气科学名词》;《天气学原理和方法》)

一、气团的科学定义与尺度

气团是天气学中分析大范围天气背景的基础概念。它的水平范围可达数百至数千公里,垂直厚度可从几公里延伸到对流层顶。一个区域内的大气只有在特定的下垫面(源地)上停留足够长时间,通过辐射、湍流交换和蒸发凝结等过程,才能获得该下垫面的特性,形成气团。(据《天气学原理和方法》)

二、“旅客”的身份证——气团分类

根据“旅客”的 出生地纬度 和 下垫面性质 ,天气学为它颁发不同的“身份证”:(据《天气学原理和方法》;《现代天气学原理》)

(一)按热力性质分类

  • 冰洋气团(A):形成于极地冰盖和北冰洋区域,气温极低,水汽含量极少。
  • 极地气团(P):形成于中高纬度大陆或海洋,气温低。
  • 热带气团(T):形成于副热带和热带地区,气温高。
  • 赤道气团(E):形成于赤道洋面,气温高且湿度极大。

(二)按下垫面水汽性质分类

  • 大陆气团(c):形成于大陆内部,特征为干燥、气温年较差大。
  • 海洋气团(m):形成于海洋表面,特征为湿润、气温较温和。

术语解释:较差(jiào chā)

“较差”在气象学中特指某一气象要素在一定时段内 最高值与最低值之差 ,是衡量气候变化幅度的重要指标。(据《大气科学名词》)

  • 气温年较差 :一年中最热月与最冷月平均气温的差值。大陆气团控制区因陆地升降温剧烈,年较差可达40℃以上;海洋气团控制区则因水体调节作用,年较差通常小于15℃。
  • 气温日较差 :一日中最高气温与最低气温的差值。干燥的大陆气团区昼夜温差悬殊,湿润的海洋气团区则昼夜温差不明显。

因此,当描述大陆气团(c)时,“气温年较差大”意指该气团源地或控制区 冬夏温度悬殊、气候大陆性强 。(据《天气学原理和方法》)

(三)常见“旅客”组合与典型特征

  • 极地大陆气团(cP): 干冷旅客 。冬季从西伯利亚南下的寒潮主力,影响我国大部分地区时天气寒冷干燥。(据《现代天气学原理》)
  • 热带海洋气团(mT): 湿热旅客 。夏季盘踞我国东部,带来高温高湿的桑拿天气。(据《现代天气学原理》)
  • 热带大陆气团(cT): 干热旅客 。常驻副热带沙漠上空。
  • 赤道海洋气团(mE): 能量旅客 。湿热不稳定,是我国华南前汛期暴雨的主要水汽和能量来源。

三、“旅客”的蜕变——气团变性

这位“大气旅客”并不会永远保持出发时的模样。当气团离开源地移动到性质不同的下垫面时,其物理属性会逐渐发生改变,这一过程称为 气团变性 。(据《天气学原理和方法》)

  • 变性的实质:大气与下垫面之间持续的热量和水汽交换。
  • 典型表现:干冷的大陆气团进入温暖的洋面,底层被加热加湿,变得躁动不安,催生出积云与阵雪;湿热的海洋气团深入内陆,水分被耗尽,性格变得温和或焦躁。
  • 天气学意义:纯粹的源地气团控制时天气单调(如冷高压控制时晴天干冷)。剧烈的天气变化通常发生在 变性气团 与本地气团交锋的区域,或者变性气团内部因增温增湿导致层结不稳定时。

四、“旅客”相逢时——天气的剧变

单一“旅客”控制下的天气往往平静单调。气团内部天气取决于其 稳定度 :稳定气团多晴天、层云或雾;不稳定气团多积云、阵雨或雷暴。真正让天空上演大戏的,是 两位性格迥异的“旅客”迎头相遇 。(据《天气学原理和方法》)

  • 它们的交界面,称为 锋面 
  • 当干冷的极地大陆气团与暖湿的热带海洋气团在我国东部握手,便拉扯出春季的绵绵细雨、夏季的倾盆暴雨和秋季的层云笼罩。锋面附近是天气变化最剧烈的地带,常有风切变、云雨区和温度骤变。(据《现代天气学原理》)

五、造访我国的“常客” (据《现代天气学原理》)

  • 冬日主宰 :变性极地大陆气团(cP),它带来的寒潮能一夜之间将温暖吹散,天气寒冷干燥。
  • 夏日主宰 :热带海洋气团(mT),它与副热带高压联手,写下高温高湿的伏天篇章;西部则受热带大陆气团(cT)影响,干热少雨。
  • 春与秋的推手 :极地大陆气团与热带海洋气团在长江流域及以南频繁拉锯,形成锋面和切变线降水,造就了“一场春雨一场暖,一场秋雨一场寒”的换季交响。

正是这些千里之外奔赴而来的“大气旅客”,以它们携带的能量、水分和性格,在地球自转的舞台上碰撞、交融、转化,导演了我们日常所见的阴晴冷暖。(据《天气学原理和方法》)

主要参考来源

  • 全国科学技术名词审定委员会.《大气科学名词》. 1988.(提供气团、较差等术语的规范化定义)
  • 朱乾根、林锦瑞、寿绍文、唐东昇.《天气学原理和方法》(第三版). 气象出版社,2000.(气团定义、分类、变性及天气影响的核心章节)
  • 丁一汇等.《现代天气学原理》. 高等教育出版社.(影响我国的主要气团类型及其天气特征)

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