[科普中国]-干冷锋

概念

如果暖空气比较干燥，第二型冷锋也可能只出现少量高云和中云，而无降水现象，但在锋后常出现大风和由大风引起的风沙，此时常称为干冷锋。我国北方的春季较为常见。1

背景知识冷暖气团之间的狭窄过渡带称为锋，锋具有一定的宽度（地面30-40km，高空达几百公里），由于地转偏向力的作用，锋在空中呈倾斜状态。锋的宽度远小于长度，可以把锋看成几何面，故称为锋面。锋的分类按移动方向分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。

研究进展八十年代以来, 利用气象塔、飞机、雷达、卫星和探空等资料研究强冷锋边界层结构的工作日益增多, 重点揭露了冷锋的锋区宽度及其前缘的强上升气流。例如Shai Por(1984)利用Colorado州Boulder的大气观象台(BAO)300米塔观测给出非降水强冷锋的锋区宽度仅200米, 锋区前缘250一300米高度上的垂直上升速度超过5米/秒; Bond and Shapior(1991) 通过东太平洋上空的飞机观测研究表明, 非降水冷锋的地面锋区小于1 公里, 上升运动近似4 米/ 秒; Brummer(1988) 根据冷锋通过250 米气象塔的个例分析发现, 虽然在卫星云图上伴随冷锋200公里宽的云带, 但边界层内温度和风速的水平梯度集中在前缘6 公里范围内, 即锋区宽度为6 公里。

大气的运动通常处于充分发展的湍流状态中, 尤其是边界层大气。大气湍流运动的铅直范围因受地表限制; 湍涡尺度大致与高度同量级; 而水平范围不受限制, 湍涡尺度很宽, 从几厘米到几干公里。相关和谱分析是尺度分析的好方法,Vander Hvoen分析了采样时段为1 0 个月到1 小时范围内的水平风速脉动谱后指出, 大气水平风速谱中存在着4夭(天气尺度)和1 分钟左右( 微尺度) 的两个峰值, 在两个峰值之间是一个频率范围相当宽的低值区, 称为“ 谱间隙” (“spectral gap”)。以后的一些研究表明, 大气边界层中, 尤其是当有不同尺度的天气系统影响时, 在“ 谱间隙” 中存在几分钟一几十分钟, 以及2 一3 小时的周期活动。2

干冷锋与沙尘暴沙尘暴是以风作为搬运动力的。经过或来自沙源的较频繁或较强的风是沙尘暴形成的必要条件之一，而强风与不同时空尺度的大气环流系统关系密切。就气象成因而言，沙尘暴是不同尺度天气系统相互作用的结果。

通过地面天气尺度影响系统热力、动力结构、活动特征,以及高空急流活动与沙尘暴关系的分析研究,以形成地面强风的主要环流系统为依据,将形成我国北方特强沙尘暴的环流系统归纳概括成纯强干冷锋型、蒙古气旋与干冷锋混合型、蒙古冷高压南部倒槽型和干飑线与冷锋混合型4种类型。在这4个类型中前3类特强沙尘暴其影响区域大、持续时间长,而第4类影响区域较小。

纯强干冷锋特强沙尘暴是由纯强干冷锋触发的冷锋是整个过程的控制系统。冷锋坡度陡峭,具有典型的二型冷锋的垂直结构。冷锋后有强大的气压梯度,冷平流强烈,锋后为西北大风,沙尘暴带自西北伸向东南方向。

西路冷空气: 冷空气自中亚东移或自西西伯利亚南下,由于地形影响先在我国新疆北部发生明显堆集过程, 然后整体或分裂东移,经河西走廊影响我国北方地区。

西北路径: 冷空气自西西伯利亚北部快速有规律地向东南方向移动,经蒙古国西部山地影响我国北方。

北方路径: 冷空气自中西伯利亚经贝加尔湖南下,经蒙古国中部自北向南影响我国北方。或由东西伯利亚向西南方向灌入蒙古国高空横槽(准纬向低槽)中,当环流调整,横槽转竖(准南北向)时,冷空气自北向南侵袭我国北方。

蒙古气旋与干冷锋混合型触发该类特强沙尘暴的环流系统为强烈发展的蒙古气旋及其干冷锋,以蒙古气旋强烈发展为主要特征。蒙古气旋与干冷锋混合型以蒙古气旋的强烈发展为主要特征,气旋强烈加深在地面强风形成中起着重要作用,气旋暖区及冷锋后为西南大风或偏西大风,沙尘暴带自西向东伸延,与气旋中心移动路径关系密切,冷锋后降温较弱。3

干线飑线云系副热带高压伸向大陆与大陆高冷压之间的交界面常形成一条干冷锋云系。此干冷锋云系一旦遇到强暖湿气流易产生干线飑线云系，在台湾海峡有一热带气旋，热带气旋西北方有一干线飑线云系。此冷锋云系在热带气旋未靠近之前是一条弱冷锋云系，当年热带气旋由东海南部进入台湾海峡，靠近冷锋云系后，此冷锋云系上立刻发展起若干个积云团，并连成线，即称之为干线飑线云系。4

对飞行的影响干冷锋发生后多有大风和风沙，降温显著。例如当冬季冷锋位于黄河以北时，常表现为干冷锋，在冷锋向南移动过程中水汽逐渐增加，云和降雨便迅速发展起来。

在具有稳定性天气的冷锋区域飞行，在靠近锋面附近可能有轻度或中度的颠簸，云中飞行可能有积冰。降水区中能见度较坏，道路积水，对降落有影响。在具有不稳定的冷锋区域，因有强烈颠簸和严重积冰、雷电甚至冰雹等现象，故不宜飞行。5