後傾槽

後傾槽

當溫度槽落後於高空槽時,低壓槽中槽線隨高度的傾斜方向與槽移動方向相反,即在西風帶中槽線隨高度偏移在西側的低壓槽,稱為後傾槽。它隨著溫度槽位置的前移而斷續加深和發展,槽前盛行上升氣流,易產生穩定性雲系和降水。隨著傾斜度的減小,槽前雨區隨之減小。

基本介紹

  • 中文名:後傾槽
  • 外文名:backward-tilting trough
  • 定義:槽線隨高度偏移在西側的低壓槽
  • 因素:溫度槽位置的前移而斷續加深發展
  • 現象:穩定性雲系和降水
  • 特徵:與前傾槽是可以互相轉化
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簡介

當溫度槽落後於高空槽時,低壓槽中槽線隨高度的傾斜方向與槽移動方向相反,即在西風帶中槽線隨高度偏移在西側的低壓槽,稱為後傾槽。它隨著溫度槽位置的前移而斷續加深和發展,槽前盛行上升氣流,易產生穩定性雲系和降水。隨著傾斜度的減小,槽前雨區隨之減小。

背景知識

高空槽是活動在對流層中層西風帶上的短波槽。一年四季都有出現,但春季出現最多。高空槽的波長約1000千米,移動方向為自西向東。槽前盛行暖濕西南氣流,常常成雲致雨;槽後盛行乾冷西北氣流,常常晴冷天氣。一次高空槽活動反映了不同緯度間冷、暖空氣的一次交換過程,給中、高緯度地區造成陰雨和大風天氣。高空槽常與高空溫度槽相配合,溫度槽和高空槽位置不同時,出現三種不同形式的高空槽,即後傾槽、垂直槽和前傾槽。

特徵

後傾槽的特點是隨高度的增高槽線向移動方向的後方傾斜。其傾斜程度不同,對天氣的影響也不同。當程度較大時,由於槽前的垂直運動分布範圍廣,但發展並不很強,所以多半產生廣闊的穩定性低雲降水天氣。根據實際工作經驗,低雲降水區主要集中在700毫巴槽前,故700毫巴槽線一過,天氣就可好轉。當槽線隨高度傾斜程度不大,故垂直運動發展較強,所以常造成強烈的不穩定天氣,但天氣區較窄,來時突然,好轉也較快。

後傾槽與前傾槽

在西風帶中,槽線隨高度而偏移在西側的稱為後傾槽;反之偏移在東側的稱為前傾槽。後傾槽最常見。

區別

後傾槽:當溫度槽落後於高空槽時,低壓槽線隨高度升高逐漸向與其移動方向相反的方向傾斜,即向冷區傾斜,這種情況叫後傾槽。後傾槽隨著溫度槽位置的前移,平流作用加強,高空槽將繼續加深發展,槽前廣闊範圍內盛行輻合上升氣流,如果水汽充沛,將產生穩定性雲系和降水。
前傾槽:當溫度槽超前於高空槽時,高空槽線隨高度升高向前傾斜,稱前傾槽。前傾槽的槽後冷空氣將置於槽前暖空氣之上,導致低槽很快消失,產生不穩定雲系和陣性降水。

後傾槽與前傾槽轉化

實際大氣中出現的後傾槽和前傾槽是比較複雜的,而且可以互相轉化。例如,有時700毫巴槽前傾,而500毫巴槽並不前傾;有時同一條槽線,其北部前傾,而南部後傾;有時後傾槽由於其上層移動較快而變成前傾槽,前傾槽由於其上層移動較慢也可變成後傾槽,等等。

後傾槽與降雹

冷渦、鋒面、低槽(包括橫槽、切變線)等天氣系統均可導致冰雹天氣。研究得出,冷渦、冷渦冷槽、低渦冷鋒、橫槽四種以中高層冷空氣入侵為主的主要降雹系統和西北氣流、短波槽兩種以低層暖平流為主的影響系統。
一般情況下,強對流天氣多發生在西風槽呈“前傾”的高低層配置下。

影響系統分析

根據積雲動力學理論, 急流主要起動力抽風作用,有利對流發展,對冰雹雲頂進一步發展起動力作用。高空急流的存在使高層動量逐漸下傳,動量下傳又使得下層擾動加強,有利於產生上升運動;同時,又引導乾冷空氣進入,導致不穩定層結形成和觸發不穩定能量釋放。分析高空風場發現,300 hPa 以上存在風速大於30 m·s-1 的急流帶。

降雹的基本物理條件分析

(1)不穩定條件分析
大範圍層結不穩定是大範圍雹暴發生的重要背景。局地層結穩定度冰雹爆發前,雹區低層一般都有一個潛在不穩定能量累積的過程。在外部動力條件具備的情形下,大氣潛在不穩定能量就會釋放而觸發強對流天氣。
(2)觸發機制
雹暴發生除必須具備不穩定條件之外,還需有一定的觸發機制才能使潛在不穩定能量釋放並產生強對流。冷鋒、冷渦、低槽、切變線、中空急流、能量鋒、低層氣流輻合線、地形強迫抬升、下墊面不均勻加熱形成的局地上升運動等都可能成為其觸發機制。此次降雹的觸發機制並不是單一的, 地面冷鋒、切變線、低槽、中層急流都對觸發能量釋放起到很大作用。地面冷鋒鋒前暖空氣被強迫抬升,切變線附近輻合和低槽槽前正渦度平流使上升運動加強,造成不穩定能量釋放,促使對流發展。
500 hPa以下正渦度平流較小,渦度平流隨高度增加。由ω 方程可知,當渦度平流隨高度增加時,將產生上升運動,高層較大正渦度平流促使雹區垂直上升運動產生和加強,有利強對流天氣發生。
(3)水汽條件
水汽是成雲成雹必不可少的“原料”,水汽垂直分布與溫度一樣, 都是影響氣層穩定度的重要原因,雹區需有適當的水汽含量和水汽相對集中區。雹雲形成之前,衡水雹區對流層低層(700 hPa 以下)存在淺薄濕層,850 hPa 等壓面上表現為一狹長濕舌。
(4)特徵層高度
合適的過冷卻層厚度(0 ℃層與-20 ℃層間的厚度)對冰雹形成和增長有利,不太高的融冰厚度(0 ℃層到冰雹降落地點之間的高度差) 可使冰雹降落過程中不至於被完全融化[11]。0 ℃層位置太高不利於形成大的冰雹,一般認為,600 hPa 上下為宜;-20 ℃層在400hPa 附近及以下有利於成雹,在這種條件下可保證雲體發展較高,利於冰雹形成;同時,當雹塊長大後下落時不至於因暖層較厚而被融化成水滴。
(5)風的垂直切變
有關統計分析表明,垂直風切變的大小往往和形成風暴的強弱密切相關。在一定的熱力不穩定條件下,垂直風切變的增強將有利於風暴的生成、加強和發展。垂直風切變是指水平風(包括大小和方向)隨高度的變化,強的垂直風切變出現高度太低,對不穩定條件下發展的積雲、濃積雲、積雨雲起阻礙作用;出現高度在5~12 km 對強位勢不穩定條件下發展起來的體積龐大的積雨雲起維持和增強作用。

後傾槽與冷鋒雷暴

冷鋒雷暴出現的時間主要決定於鋒面的移速。冷鋒雷暴一般生成於冷鋒過境前後2-3小時之內。當高空為前傾槽時,雷暴出現在冷鋒過境之前,而當高空為後傾槽時,雷暴出現於冷鋒過境之後。因此,冷鋒雷暴出現時間的預報,主要考慮鋒面的移速以及地面鋒與高空槽的配置情形。而冷鋒的移速則決定於引導氣流速度的大小,鋒後冷高壓的強度,鋒前暖高壓或變性高壓的阻擋作用和地形影響。
冷鋒雷暴持續的時間決定於冷鋒的移速、強度及700毫巴槽線配置和槽的移速。當冷鋒移速較快或強度較強時,冷鋒雷暴持續時間一般較短;反之則較長。在後傾槽的情況下,700毫巴槽線過境時,一般雷暴已經結束。

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