关于锋介绍

[拼音]：feng

[外文]：front

温度或密度差异很大的两个气团之间的界面，又称锋面。锋面是倾斜的，坡度很小，一般约为1/100，冷气团在下，暖气团在上（图1）。锋面的铅直厚度约1公里，水平宽度在近地面约数十公里，在高层可达400公里以上，锋的水平范围可延伸数百公里甚至数千公里，铅直范围可延伸到对流层顶。锋面和地面的交线，称为锋线，也简称为锋。锋面和高空某一水平面或铅直剖面相交的区域，称为锋区。

20世纪20年代初期，挪威学派在研究温带气旋的结构和发生时，提出了锋的概念。他们在锋面结构、特征、分类及其与天气的关系等方面的研究，对天气学的发展，起着重要的作用。

结构和特征

20世纪初，在锋面还未发现以前，奥地利M.马古列斯就曾经指出，在旋转坐标系中，温度不同的气团之间的界面两侧，只要存在着风的气旋式切变，就能够处于平衡状态。在这种状态下，界面与水平面形成的夹角α的表达式为

式中T′、u媜 和T、ug分别为锋面两侧暖、冷空气的温度和与锋面平行的地转风的速度，堟 为冷、暖空气的平均温度，ω为地球自转角速度，φ为纬度，g为重力加速度。这就是著名的马古列斯公式，当锋面发现后，又称之为锋面坡度公式。按这个公式计算所得的数值，和实际锋面的坡度近似。

锋区内的水平温度梯度比锋区两侧的单一气团内的梯度大得多。在等压面图上的等温线密集处即为锋区。由于暖空气斜盖在冷空气上，使锋区内的铅直温度梯度比其两侧气团内小得多，有时甚至出现温度随高度而增加的逆温现象。如果空气比较干燥，锋面和密集的等位温面几乎平行;如果空气比较潮湿，它和密集的等假相当位温面近于平行（见大气热力学温度）。锋区的这些特征都说明锋面是大气斜压性（见斜压大气）集中带，是大气位能（见大气能量）的积蓄区。

根据马古列斯公式，要维持大气中锋面的存在，其两侧的风（风速或风向）应作气旋式切变。近地面层的大气，由于摩擦作用，风向和风速的气旋式切变都很明显。根据地转近似关系，锋处于气压场的槽区。锋面的风场和气压场的这种特征在近地面层特别明显。在对流层中部和上部，锋区常处于等压面上高度槽的前部，故只表现出风速的气旋式切变。由于锋面的水平温度梯度很大，按热成风关系，锋面内风的铅直切变也很大。

分类

对锋常按地理位置和气团移动方向分类。

（1）冰洋锋。指北冰洋气团和极地气团之间的锋。

（2）极锋。指极地气团和热带气团之间的锋，它可从地面伸展至整个对流层。

（3）副热带锋。为中纬度气团和热带气团之间的锋，仅出现在对流层的中部和上部。极锋和副热带锋，都有一支高空西风急流相伴。

（1）暖锋。指暖气团向冷气团一方推移的锋。

（2）冷锋。指冷气团向暖气团一方推移的锋。冷锋因推移速度不同，又分为第一型（慢速）冷锋和第二型（快速）冷锋两种。

（3）静止锋。指移动很缓慢呈准静止状态的锋。

（4）锢囚锋。通常冷锋比暖锋移动快，当冷锋赶上暖锋时，两锋之间的暖空气被迫向上抬升，冷锋后的冷气团与暖锋前的冷气团相接形成的锋称为锢囚锋。锢囚锋还可细分为暖式锢囚锋和冷式锢囚锋，这两者是视锢囚锋后的冷空气较锋前的冷空气暖还是冷而定。有时因受地形影响，两条冷锋相向而行，当其接触时也可形成锢囚锋，特称为地形锢囚锋。

此外，按暖空气的运动状况，又把锋分为上滑锋和下滑锋两类：当暖空气沿锋面上滑时，称为上滑锋；当锋面上的暖空气沿锋面下滑，同锋前的暖气流在地面锋的位置处辐合而引起上升运动，这种锋称为下滑锋。暖锋和第一型冷锋一般属上滑锋，第二型冷锋属下滑锋。

各类锋面有其特有的天气（图2）。

（1）暖锋坡度较小，约为1/150。其典型的云序为卷云、卷层云、高层云，地面锋线附近为雨层云，在高层云处开始降水，多为连续性降水。如暖空气不稳定，暖锋上也可出现积雨云等对流性天气。在中国，暖锋较为少见。

（2）第一型冷锋的坡度约为1/100，其天气和暖锋天气相似，只是云雨次序和暖锋相反。在东亚，这种冷锋一般由西北向东南移动，是影响中国天气的重要天气系统之一。冬季的冷锋一般较强，影响范围较大，有时可达南海；而夏季冷锋较弱，影响范围较小，一般只达到黄河流域。

（3）第二型冷锋坡度较大，约为1/70，它在近地面层处有时近于垂直或前倾。在地面锋前，多为对流性天气，有时伴有飑线，可产生冰雹、龙卷等剧烈天气。但因锋面的云系受到多种因素的影响，特别是受地形的影响更大，故在多山的中国，锋面的云系常常和典型特征相差较远。第二型冷锋在中国较少，春季见于长江流域，秋季见于黄河流域。

（4）静止锋的天气和第一型冷锋相似，唯云雨范围比较宽广，在中国华南的南岭一带和云贵高原地区，较为常见。由于冷锋南下后受地形阻挡而呈准静止状态，可停留十天或半月之久，造成阴雨连绵的天气。

（5）锢囚锋兼有冷、暖锋的天气特征。典型的锢囚锋在中国虽不多见，但在西北、华北、华东等地区，冬半年常出现地形锢囚锋。

锋生和锋消

锋生指锋的生成或加强的过程；锋消指锋的消失或减弱的过程。当某些物理过程使空气的水平温度梯度沿着一条线附近迅速加大时，可以说这条线附近有锋生。反之，即为锋消。

按运动学观点，水平运动、铅直运动和非绝热过程，都可造成锋生或锋消，其中尤以水平运动最为有效。有温湿特性不同的气流辐合时容易出现锋生；如果气流辐散则容易出现锋消。如图3所示的变形流场较有利于锋生，它不仅能使等温线沿流出轴密集，而且还能使等温线旋转，渐趋与流出轴平行。这种单纯的变形场，相当于气压场上十字形交叉对称排列的两个低压和两个高压之间的鞍形场。但更有利于锋生的气压场，是两个低压槽都比较深的鞍形场，实际的锋生都在低压槽的槽线附近。

当水平变形场使等温线沿着流出轴密集时，水平温度梯度增大，这是由暖空气一侧增温，冷空气一侧降温造成的。在增温的地区，高层升压，低层降压；在降温的地区则相反。因此在高层产生了附加的指向冷空气的气压梯度力，使空气由暖区流向冷区，反之，在低层则由冷区流向暖区，这使高层和低层的锋生进一步加强。同时，为了补偿，暖空气的一侧产生了上升运动，冷空气一侧则下沉，在锋面附近产生了铅直环流。这种环流使低层冷锋后部的风速加大，锋前暖湿气流的凝结过程加快，因此锋生能使锋面附近的云雨天气加剧。在中层由于暖空气中水汽大量凝结而释放潜热，锋生也得到进一步加强。锋消的动力效应与之相反，因而锋消区云雨天气消散，天气转好。

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