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对流层平均环流(3)

时间:2010-01-29 03:26 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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    4.上下游效应

    顾名思义,上下游效应指的是大范围上、下游长波系统之间的相互影响和调整。上游某地区长波系统发生某种显著变化后,接着以相当快的速度(一般大于基本气流的速度及波动本身的移动速度)影响到下游地区长波系统的变化,称为上游效应;反之,下游某地区长波系统的显著变化也会影响到上游,使上游长波系统也随之发生转变,则称为下游效应。在长波系统的这种调整过程中,以上游效应最为重要。就东亚和我国的位置而言,其高空西风带的上游地区应为乌拉尔山地区,欧洲北大西洋,北美东岸;西北太平洋则为下游地区。实际大气中的波动可以看成是由不同振幅、不同频率、不同波长的简单波叠加而成的所谓群波。群波的移动速度称为群速度cg

    (3.34)

    可见,在西风带中群速总是大于零。群速代表能量的传播和频散,因此在上下游效应中,当cg≠0,则表示有能量的频散,即上游波动振幅增大(槽脊加深),其相邻下游波动槽脊也加深。如cg>c,表示波动能量先于波动本身到达下游,出现所谓上游效应;反之谓下游效应。

    5.阻塞高压和切断低压

    西风带东西方向的发展演变可以通过Rossby波的波速公式和上下游效应来说明。而大气长波南北方向的发展演变则可以通过两个相伴出现的典型天气形势阻塞高压和切断低压加以论述。当大气长波强度显著加强,例如两个不同纬带内的槽脊在移动过程中相互叠加时,槽脊强度加强,波动变得不稳定。此时大气长波槽不断向南加深,长波脊不断向北伸展。在长波脊中往往可形成闭合的暖高压,称为阻塞高压。同时在阻塞高压的一侧或两侧可形成孤立的闭合的冷低压,称为切断低压。两者往往可同时出现。阻塞高压和切断低压的形成与维持阻挡着上游波动向下游传播,破坏了正常的西风带环流,使地面上的气旋和反气旋的移动受到阻挡,所以这种环流形势义称之为阻塞形势。阻塞形势是一种稳定的形势,它可以维持相当长的时间,对其控制下的地区以及上、下游大范围地区的环流天气过程,都将会产生很大的影响。

    (1)阻塞高压

    阻塞高压的一般特征定义为:在地面图上和500hPa等压面图上必须同时出现闭合等值线,而且在500hPa图上,阻塞高压将西风急流分为南北两支;阻塞高压中心位于30°N以北;阻塞高压持续时间至少不小于5天。

    阻塞高压出现的频数与中国天气气候有很大的关系。阻塞高压是高空深厚的暖高压系统,在它的西侧盛行偏南气流,在东侧盛厅偏北气流。图3.29为发展完好的阻塞高压垂直结构示意图。由图可见,高压自下而上伸展到很高的高空,超过高而冷的对流层顶,高压轴线在低层自下而上向西北方向倾斜,到高层轴线基本上垂直。在阻塞高压直接控制下的大气,一般是晴朗少云,但在其东西两侧,由于盛行经向环流,天气表现不同,在阻塞高压东部常有冷平流和下沉运动,天气以冷晴为主;而在阻塞高压西部一般为暖平流和上升运动,天气较暖而多云雨。

    阻塞高压在建立以后,往往可维持一个相当长的时期便趋于消失,此时又可有一个新的阻塞高压在原先的位置附近重新形成,或者在其西面地区形成,因而表现为阻塞高压的向西后退现象。前者称为阻塞高压的重建,后者称为阻塞高压的西退。这种重建和西退,使西风带的环流形势得以维持较长时间。
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