鋒(氣象用語)

鋒是氣象用語，指冷暖氣流的交界地區。冷暖氣團相遇時，它們之間會出現一個傾斜的交界面，稱為鋒面（鋒區）；鋒面與地面相交的線，稱為鋒線。一般把鋒面和鋒線統稱為鋒。

基本介紹

• 中文名：鋒
• 外文名： front
• 類別：氣象用語
• 釋義：冷暖氣流相遇形成的狹窄過渡帶
• 分類：冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒

鋒的概念

鋒面示意圖

鋒由兩種性質不同的氣團相接觸形成，其水平範圍與氣團水平尺度相當，長達幾百千米到幾千千米。水平寬度在近地面層一般為幾十千米，窄的只有幾千米，寬者也不過幾百千米，到高空增寬，可達200~400km，甚至更寬些。

鋒區是指冷、暖氣團間狹窄的過渡地帶；由於鋒區的寬度同氣團寬度相比顯得很狹窄，因而常把鋒區看成是一個幾何面，稱為鋒面。

鋒面與地面的交線稱為鋒線；鋒面和鋒線統稱鋒。

特徵

鋒面坡度

鋒面傾斜的程度，稱鋒面坡度。鋒面坡度的形成和維持是地轉偏向力和氣壓梯度力作用的結果（如右圖所示）。

暖鋒示意圖

在兩氣團間產生的水平氣壓梯度力（G）迫使兩者分界面趨於水平。

當地轉偏向力和氣壓梯度力達到平衡時，氣流平行於鋒面作地轉運動，這時冷、暖氣團的分界面就不再向水平方向過渡而呈現為傾斜狀態。

溫度場

鋒區溫度場在天氣圖上表現為等溫線非常密集，而且同鋒面近於平行。由於鋒面在空間呈傾斜狀態，使得各等壓面上的等溫線密集區位置隨高度升高不斷向冷區一側偏移。

冷鋒示意圖

在鋒區附近，因為鋒的下部是冷氣團，上部是暖氣團，所以自下而上通過鋒區時，出現氣溫隨高度增高而增加的現象，稱鋒面逆溫。

氣壓場

鋒面兩側是密度不同的冷、暖氣團，因而鋒兩側的氣壓傾向是不連續的，當等壓線橫穿鋒面時便產生折角，折角尖端指向高壓一方，鋒落在低壓槽中。

冷鋒與暖鋒對比表格

風場

地面鋒既然處於低壓槽內，依據梯度風原理，鋒線附近的風場應具有氣旋性切變。如圖所示，當冷鋒呈東北-西南走向時，鋒前多為西南風，鋒後多為西北風，表現出風向的反氣旋式切變。

類型和天氣

鋒的類型

根據鋒兩側冷、暖氣團移動方向和結構狀況，一般把鋒分為冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒四種類型。

準靜止鋒示意圖

冷鋒是冷氣團推動著鋒面向暖氣團一側移動的鋒。冷鋒又因移動速度快慢不同，分為一型（慢速）冷鋒和二型（快速）冷鋒。

暖鋒是暖氣團推動著鋒面向冷氣團一側移動的鋒。

準靜止鋒是冷、暖氣團勢力相當或有時冷氣團占主導地位，有時暖氣團又占主導地位，鋒面很少移動或處於來回擺動狀態的鋒。

錮囚鋒是當冷鋒趕上暖鋒，兩鋒間暖空氣被抬離地面錮囚到高空，冷鋒後的冷氣團與暖鋒前的冷氣團相接觸形成的鋒。

鋒面天氣

（1）暖鋒天氣

錮囚鋒示意圖

如圖所示，暖鋒的坡度較小，暖氣團在推擠冷氣團過程中緩慢沿鋒面向上滑行，當升到凝結高度後在鋒面上產生廣闊的、系統的層狀雲系。典型雲序為：捲雲（Ci）、卷層雲（Cs）、高層雲（As）、雨層雲（Ns）。暖鋒降水主要發生在雨層雲內，多是連續性降水。

在中國明顯的暖鋒出現得較少，大多伴隨著氣旋出現。春、秋季一般出現在江淮流域和東北地區，夏季多出現在黃河流域。

（2）冷鋒天氣

冷鋒根據移動速度的快慢分為兩種類型，一型冷鋒和二型冷鋒。

一型冷鋒（緩行冷鋒）移動緩慢、鋒面坡度較小（在1/100左右），其天氣模式如圖所示。產生與暖鋒相似的層狀雲系，只是雲系的分布序列與暖鋒相反，而且雲系和雨區主要位於地面鋒後。由於鋒面坡度大於暖鋒，因而雲區和雨區都比暖鋒窄些，且多穩定性降水。

二型冷鋒（急行冷鋒）移動快、坡度大（1/40—1/80），其天氣模式如圖所示。冷鋒後的冷氣團勢力強，移速快，猛烈地衝擊著暖空氣，使暖空氣急速上升，形成範圍較窄、沿鋒線排列很長的積狀雲帶，產生對流性降水天氣。夏季時，空氣受熱不均，對流旺盛，冷鋒移來時常常狂風驟起、烏雲滿天、暴雨傾盆、雷電交加，氣象要素發生劇變。但是，這種天氣歷時短暫，鋒線過後氣溫急降，天氣豁然開朗。

（3）準靜止鋒天氣

同暖鋒天氣類似，雲區和降水區比暖鋒更為寬廣，降水強度比較小，但持續時間長，可能造成綿綿細雨連日不止的連陰天氣。

（4）錮囚鋒天氣

錮囚鋒是由兩條移動著的鋒合併而成。所以它的天氣仍保留著原來兩條鋒的天氣特徵。

鋒生和鋒消

水平氣流輻合、輻散

氣流在輻合過程中，可促使冷、暖氣團接近，水平溫度梯度增大，利於鋒生。反之，水平氣流輻散則促使冷、暖氣團遠離，水平溫度梯度減小，利於鋒消。

空氣垂直運動

鋒面附近的垂直運動都是暖空氣上升，冷空氣下沉，在無凝結現象發生的情況下，一般是不利於鋒生而利於鋒消。

空氣的熱量交換

（1）如果冷、暖氣團各停留在更冷和更暖的下墊面上，鋒得到加強。

（2）鋒兩側的氣團都移行到性質大致相似的下墊面上，利於鋒消。

（3）中國大部分地區處於溫帶，冷、暖氣團活動頻繁，鋒生現象十分明顯。

（4）據統計鋒生地帶主要有兩個：

一個在東北、內蒙一線，並與北支鋒區相對應。另一個在長江以南地區，並與南支鋒區相對應。華南地區凝結潛熱釋放的數量比較多，對鋒生所起作用不容忽視。

鋒區

鋒面與空中某一平面相交的區域稱為鋒區(上界和下界之間的區域)。實際上，鋒區就是密度不同的兩個氣團之間的過渡區。鋒區的水平寬度約為幾十公里到幾百公里。等溫線愈密，鋒區則愈強。鋒區的高緯一側為冷氣團，低緯一側為暖氣團。鋒區隨高度向冷空氣一側傾斜，高度越高，偏離鋒線愈遠。

等溫線密集帶

鋒區為密度不同的兩個氣團之間的過渡區，因為密度不能直接測量出來，氣壓水平差異又比較小，所以密度的不同主要表現為溫度的不同，鋒區內溫度水平梯度遠比鋒區外大，在等壓面上表現為等溫線密集帶。

對位溫公式取對數微商得到位溫水平梯度與溫度水平梯度之間關係：

可見等壓面上水平位溫梯度的方向與水平溫度梯度方向完全一致，故鋒區內等位溫線也存在密集帶。

鋒區水平溫度梯度很大，因此通過鋒面的熱成風也很大，所以，鋒區上空風的垂直切變也很大。

鋒區分布

由於南半球大陸的面積比北半球少，而且大陸的形成比較簡單，因此鋒的出現也不複雜。在400000平方公裡面積中鋒的出現頻率結果顯示，從大西洋中部經印度洋，到澳大利亞南部的45°S，與強風軸中心對應，有明顯的鋒區。與北半球的情況相同，極地鋒區與高空的強風帶基本上一致。但夏季和冬季，在大西洋部分，有兩支鋒區（低緯度和高緯度），冬季在太平洋上可以明顯地區別出極地鋒和南極鋒兩支。鋒的出現頻率冬季在海洋上變多，而且鋒區明顯。

鋒區環流

通過對不同大氣層結分布下越鋒垂直環流的計算, 發現層結穩定度特別是中下層層結對冷鋒環流的影響是非常大的。

大氣層結對鋒區環流有非常大的影響：

( 1) 在鋒區有兩個主要越鋒環流圈在發展, 鋒前暖區一側為負環流, 冷區一側為正環流, 負環流遠強於正環流, 對應於這種環流配置, 鋒前產生上升運動, 鋒後形成下沉運動,上升運動明顯大於下沉運動。

( 2) 隨層結穩定度的減小, 鋒區越鋒垂直環流和上升運動迅速增強, 在冷鋒前暖區形成中尺度深厚強對流系統, 並有可能出現多重上升運動中心, 在對流層下層形成範圍僅為幾十公里的多重上升運動帶, 並與 Ri小值區相聯繫, 說明它的產生可能與對稱不穩定有關。

( 3) 層結穩定度的減小有利於對稱不穩定發展, 使冷鋒前產生中尺度雨帶的可能性增大。

( 4) 對鋒面環流的影響而言, 層結穩定度的減小與凝結潛熱釋放在效果上是相同的,都是使鋒區越鋒環流加強, 特別是對鋒前環流的影響更大。

( 5) 層結對鋒區越鋒垂直環流的影響主要是受中下層層結分布控制, 上層層結的作用不大。

高空鋒區

高空鋒區（upper frontal zone）又稱高空行星鋒區。對流層中上層溫度水平梯度較大的區域。聖彼狀，可達到行星尺度。在通常情況下，北半球有兩支高空鋒區，即中高緯度的極鋒鋒區和中低緯度的副熱帶鋒區（參見極鋒）。北半球，高空鋒區偏在地面風線左側。因為近地面受地轉偏向力風向右偏轉，而高空更是不受地轉偏向力的影響的。南半球反之 在高空是垂直於冷暖氣團的，不偏向哪一側。

北半球行星鋒區主要有兩支：副熱帶鋒區和極鋒鋒區。這兩支鋒區所在的位置、強度常隨季節而變動。冬季南移，夏季北移；冬季強度大，夏季強度小。行星鋒區對氣旋、反氣旋的形成、發展有重要作用。

（1）副熱帶鋒區

副熱帶鋒區也稱南支鋒區，是熱帶氣團與極地變性氣團之間的過渡區域，它多自對流層頂延伸下來，往往達不到地面，在對流層中、上層表現明顯，而在東亞地區尤為明顯。

暖濕空氣密度較小，沿極鋒鋒面滑升，當它到達對流層上部時又南北分流，向北邊的一支氣流在極地下沉，並在底層回到較低緯度。向南的一支在對流層上部與哈德萊環流圈高層來自赤道的更暖濕的空氣在副熱帶相遇，形成副熱帶鋒區。

（2）極鋒鋒區

極地環流圈中低層向南的東北風與Hadley環流圈中下沉輻散而向北運動的西南風相遇，乾冷與暖濕氣流相遇而形成的鋒區。

極鋒鋒區也稱北支鋒區或溫帶鋒區，是冰洋氣團和極地氣團的過渡帶。自地面到高空，鋒區是向冷區傾斜的，此鋒區可以伸到地面但在對流層上層最顯著。