4．1．4 锋生和锋消

    锋生和锋消是锋面动力学和天气分析中的两个重要天气概念。大气中锋的形成、加强或减弱、消失，可导致锋面附近天气的剧烈变化。锋生一般是指密度或温度不连续形成的一种过程，或者是指已有一条锋面存在，其密度(或温度)水平梯度增大的过程。而锋消是指与锋生过程相反的过程。锋面的锋生和锋消过程可以用锋生函数来描述。

    锋生函数定义为

    (4.13)

    其中

    (4.14)

    梯度随质点运动的变化率。Fh＞0表示锋生，Fh＜0表示锋消。

    由热力学方程有

    (4.15)

    其中，Q表示非绝热加热。

    将(4.15)式分别对x，y求微分可得

    (4.16)

    (4.17)

    而

    (4.18)

    利用流体力学知识，可有

    (4.19)

    其中

    利用上式可得

    (4.20)

    即

    (4.21)

    其中

    (4.22)

    (4.23)

    (4.24)

    (4.25)

    下面分别讨论以上四项的物理意义：

    (1)非绝热加热T1

    T1表示沿已存在温度梯度方向的非绝热加热的梯度产生的锋生作用。

    (2)垂直运动作用T2

    T2表示沿温度垂直梯度方向上，垂直速度的水平梯度产生的锋生作用。

    消过程。

    (3)水平运动辐合T3

    T3表示在已有的水平温度梯度情况，水平辐合(D＜0)或水平辐散(D＞0)产生的水平温度梯度的增加(或减弱)，即锋生或锋消。

    (4)水平变形场的作用T4

    T4表示整个水平变形产生的锋生作用。为了更进一步简化，选择典型变形场，设x轴为变形场的膨胀轴，y轴为收缩轴，而等位温线与

    (4.26)

    对于线性变形场，F=0，相应有

    (4.27)

    相应当β＜45°，T4表示锋生作用，当β＞45°，表示锋消作用，当β=0，表示锋生作用最大。

    在观测分析研究中，试图确定锋生函数中各项Tn的相对重要性。然而，在实际大气中垂直运动的估计非常困难，即使能计算出，但其结果包含许多“噪声”，相应T2的估计同样如此，同样对T4的估计，在目前的有效观测资料的情况下，仍非常困难。

    上述讨论的是锋生运动学方法，只能给出描述锋生的变量随质点移动的时间变化率，它并不能给出锋面形成的时间演变，而锋面形成的整个过程只能依靠锋生动力学方法，即锋生动力学。关于理想大气中的锋生过程的研究，由最早的准地转锋生理论，到后来发展起来的半地转锋生理论。有关这些理论可参考文献。