氣團分類和特征

為了分析氣團的特征、移動規(guī)律，常常對地球上的氣團進行分類，分類方法主要有地理分類法和熱力分類法兩種。

氣團地理分類法

根據(jù)氣團形成源地的地理位置，對氣團進行分類，稱為氣團的地理分類。在地理分類中，按源地的溫度性質(zhì)，將氣團分成冰洋氣團(北極氣團和南極氣團)、極地氣團、熱帶氣團、赤道氣團四大類；按源地的濕度性質(zhì)，又將氣團分為海洋性氣團和大陸性氣團兩種。這樣，綜合溫度和濕度特性，全球大致可分為七種氣團。

1）北極大陸氣團(ContinentalArcticAirMass，簡寫為cA)：形成于冰雪覆蓋的北冰洋。特點是溫度低、低層具有強逆溫層，氣層相當(dāng)穩(wěn)定，濕度小。因此其天氣是干燥、寒冷、晴朗。

2）南極大陸氣團(ContinentalAntarcticAirMass，簡寫為cAA)：形成于冰雪覆蓋的南極大陸。其特點同北極大陸氣團。

3）極地大陸氣團(ContinentalPolarAirMass，簡寫為cP)：形成于中高緯度的大陸上，如西伯利亞、蒙古、加拿大一帶。冬季，氣團低層溫度很低，有強烈逆溫現(xiàn)象，空氣層穩(wěn)定，天氣與冰洋氣團類似；夏季，受大陸熱力狀況的影響，空氣層不穩(wěn)定，加上濕度增大，常出現(xiàn)多云天氣。

4）極地海洋氣團(MaritimePolarAirMass，簡寫為mP)：形成于南半球中緯度海洋和北太平洋、北大西洋。極地海洋氣團多數(shù)由極地大陸氣團移至海洋上變性而成。冬季因洋面溫度高于大陸，氣團低層溫度升高，濕度增大，氣層不穩(wěn)定，易形成對流云，有時產(chǎn)生降水；夏季與極地大陸氣團性質(zhì)差不多。

5）熱帶大陸氣團(ContinentalTropicalAirMass，簡寫為cT)：主要源于副熱帶沙漠地區(qū)，如中亞、西南亞、北非撤哈拉沙漠等地。特征是炎熱、干燥，在它長久控制的地區(qū)常形成嚴重的干旱。

6）熱帶海洋氣團(MaritimeTropicalAirMass，簡寫為mT)：形成于副熱帶高壓控制的海洋上。特征是溫度高，濕度大，低層不穩(wěn)定，由于高壓中部盛行下層氣流，中層存在下沉逆溫，阻礙了對流的發(fā)展，天氣以晴為主。

7）赤道海洋氣團(MaritimeEquatorialAirMass，簡寫為mE)：

形成于赤道附近的洋面，具有高溫高濕的特征,氣層很不穩(wěn)定，多雷暴和陣性降水天氣。

氣團熱力分類法

熱力分類法是根據(jù)氣團移動時與其所經(jīng)下墊面的溫度對比或兩個氣團之間的溫度對比來劃分的。按這種分類法，氣團可分為冷氣團和暖氣團兩大類。

1）冷氣團（ColdAirMass）：氣團溫度低于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的，或兩個氣團相遇時溫度較低者，叫冷氣團。當(dāng)冷氣團向南移行至另一地區(qū)時，不僅會使這個地區(qū)變冷，且由于氣團底部增暖，氣溫直減率增大，氣層往往趨于不穩(wěn)定，有利于對流的發(fā)展，產(chǎn)生不穩(wěn)定天氣，低層的能見度一般較好。夏季，若冷氣團中水汽含量多，常形成積云和積雨云，產(chǎn)生雷陣雨天氣。冬、春兩季，由于冷氣團中濕度較小，常是干冷天氣。冷氣團內(nèi)氣溫、風(fēng)等氣象要素有明顯的日變化；夜間低層輻射冷卻，在大陸上可形成輻射霧。"para" label-module="para">

2）暖氣團(WarmAirMass)：氣團溫度高于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的，或兩個氣團相遇時溫度較高者，叫暖氣團。當(dāng)暖氣團向北移行至另一地區(qū)時，不僅會使這個地區(qū)變暖，且由于氣團底部變冷，氣溫直減率變小，會使該地上空氣層的穩(wěn)定度增大，對流運動不易發(fā)展，產(chǎn)生穩(wěn)定性天氣。因為氣層穩(wěn)定，水汽及塵埃、煙粒等雜質(zhì)常聚集在低層，所以暖氣團中低層的能見度差。如果暖氣團中水汽含量多，常形成層云、層積云，并下毛毛雨，有時會出現(xiàn)平流霧。如果暖氣團中水汽含量較少，天氣就較好。

氣團氣團的形成

大氣的熱量主要來自地球表面，空氣中的水汽也來自地球表面水分的蒸發(fā)，所以下墊面是空氣最直接的熱源，也是最重要的濕源。氣團形成的條件首先需要有大范圍的性質(zhì)比較均勻的下墊面，廣闊的海洋、冰雪覆蓋的大陸、一望無際的沙漠等，都可作為形成氣團的源地。此外，氣團形成還應(yīng)具備適當(dāng)?shù)牧鲌鰲l件，使大范圍的空氣能在源地上空停留較長的時間或緩慢移動，通過大氣中各種尺度的湍流、對流、輻射、蒸發(fā)和凝結(jié)及大范圍的垂直運動等物理過程與地球表面進行水汽與熱量交換，從而獲得與下墊面相應(yīng)的比較均勻的溫、濕特性。

適當(dāng)?shù)牧鲌鐾ǔＪ侵笢?zhǔn)靜止的大型的高壓流場。在準(zhǔn)靜止的高壓控制下，高壓中的輻散下沉運動，可以使大氣中的溫度、濕度的水平梯度減小，增加大氣中溫、濕特性的水平均勻性，同時穩(wěn)定的環(huán)流可使空氣較長時間地緩慢移動在溫、濕特性比較均勻的下墊面上，使空氣有足夠長的時間取得下墊面的溫、濕特性。例如，西伯利亞地區(qū)冬季為一個不大移動的高壓所盤踞，是形成干冷氣團的源地。在中國東南方向的遼闊海洋上常有太平洋高壓存在，是形成暖濕氣團的源地。

氣團氣團的變性

大氣處在不斷的運動中，當(dāng)氣團在廣闊的源地上取得大致與源地相同的物理屬性后，離開源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時，二者間又發(fā)生了熱量與水分的交換，則氣團的物理屬性又逐漸發(fā)生變化，這個過程稱為氣團的變性。

對于不同的氣團來說，其變性的快慢是不同的。一般說來，冷氣團移到暖的地區(qū)變性快，而暖的氣團移到冷的地區(qū)變性慢。這是因為，當(dāng)冷氣團離開源地后，氣團低層要變暖、增溫，逐漸趨于不穩(wěn)定，對流易發(fā)展，能很快地把低層的熱量和水汽向上輸送，因此，氣團變性快；相反，當(dāng)暖氣團離開源地后，由于氣團低層不斷變冷，氣團逐漸趨于穩(wěn)定，對流不易發(fā)展，因此，氣團變性較慢。

氣團的概念

氣團（air mass）是范圍廣大的（通常有數(shù)千千米），在水平方向上具有均勻的溫度和濕度屬性的巨大空氣團。

氣團的溫度、濕度和其他屬性反映了其生成的源地的屬性。

氣團（airmass）在水平方向上大氣的物理屬性主要指溫度、濕度和穩(wěn)定度．對比較均勻

的大塊空氣塊。其水平尺度達到幾百至幾千公里，垂直尺度約幾公里到十幾公里。氣團的形成必須具有范圍大，性質(zhì)均勻的下墊面，還須有合適的環(huán)流條件。氣團的分類，若按形成的地理位置分，則有極地氣團（又可分為極地大陸氣團和極地海洋氣團）。熱帶氣團（又可分為熱帶海洋氣團和熱帶大陸氣團）。此外，還有中緯度氣團它們主要來自極地或熱帶的變性氣團。若按熱力分類，則可分為冷氣團和暖氣團。

活動于中國的主要氣團，隨季節(jié)而有變化。冬季以極地大陸氣團為主，中國南方部分地區(qū)則會受熱帶海洋氣團影響。夏季主要受熱帶海洋和熱帶大陸氣團影響，在中國北方則仍會受極地大陸氣團影響。春、秋季則主要有變性極地大陸氣團和熱帶海洋氣團。

同一時段，占據(jù)廣大空間的大團空氣內(nèi)，水平方向上的物理屬性比較均勻，在垂直方向上的各種物理屬性分布比較相似，天氣特點也大致相同，氣象要素變化不太劇烈，這種大團空氣稱為氣團。

AM= S0/Z0 = 1/cosθ. θ: zenith angle

氣團地區(qū)影響

中國大部分處于中緯度地區(qū)，冷、暖氣流交綏頻繁，缺少氣團形成的環(huán)流條件；同時，地表性質(zhì)復(fù)雜，沒有大范圍均勻的下墊面可作氣團源地，因而，活動在中國境內(nèi)的氣團，大多是從其他地區(qū)移來的變性氣團，其中最主要的是極地大陸氣團和熱帶海洋氣團。

氣團季節(jié)影響

冬季主要受變性極地大陸氣團影響，它的源地在西伯利亞和蒙古，稱之為西伯利亞氣團。它所控制的地區(qū)，天氣干冷。此外，來自北太平洋副熱帶地區(qū)的熱帶海洋氣團可影響到華南、華東和云南等地。北極氣團也可南下侵襲中國，造成氣溫急劇下降的強寒潮天氣。

夏季，西伯利亞氣團在中國長城以北和西北地區(qū)活動頻繁，中國東部沿海地區(qū)主要受變性的熱帶海洋氣團影響。以上兩種氣團的交匯，是構(gòu)成中國盛夏南北方區(qū)域性降水的主要原因。此外，熱帶大陸氣團常影響中國西部地區(qū)，被它持久控制的地區(qū)，就會出現(xiàn)嚴重干旱和酷暑。來自印度洋的赤道氣團，可造成長江流域以南地區(qū)大量降水。

春季，西伯利亞氣團和熱帶海洋氣團兩者勢力相當(dāng)，互有進退，因此是鋒系及氣旋活動最盛的時期。

秋季，變性的西伯利亞氣團占主要地位，熱帶海洋氣團退居?xùn)|南海上，中國東部地區(qū)在單一的氣團控制下，出現(xiàn)全年最宜人的秋高氣爽的天氣。

氣團氣團的變化

變性氣團也稱中性氣團。離開源地后受沿途下墊面性質(zhì)的影響，改變原有基本物理屬性的氣團。但所謂“變性氣團”其基本特征未有重大改變，否則即成新氣團。

例如，中國由于地表性質(zhì)復(fù)雜，沒有大范圍均勻的下墊面和緩行的環(huán)流條件可作氣團源地，活躍在中國境內(nèi)的氣團，多從外地移來的變性氣團。冬季以極地大陸氣團變性而成的變性極地大陸氣團（NPc）為主；夏季以變性熱帶海洋氣團（NTm）和變性熱帶大陸氣團（NTc）為主。春、秋季節(jié)南北兩類氣團互有進退。

氣團在源地形成后，要離開它的源地移到新的地區(qū)，隨著下墊面性質(zhì)以及大范圍空氣的垂直運動等情況的改變，它的性質(zhì)也將發(fā)生相應(yīng)的改變。例如，氣團向南移動到較暖的地區(qū)時，會逐漸變暖；而向北移動到較冷的地區(qū)時，會逐漸變冷。氣團在移動過程中性質(zhì)的變化，稱為氣團的變性。

氣團氣團比較

不同氣團，其變性的快慢是不同的，即使是同一氣團，其變性的快慢還和它所經(jīng)下墊面性質(zhì)與氣團性質(zhì)差異的大小有關(guān)。一般說來，冷氣團移到暖的地區(qū)變性較快，在這種情況下，冷氣團低層變暖，趨于不穩(wěn)定，亂流對流容易發(fā)展，能很快地將低層的熱量傳到上層；相反，暖氣團移到冷的地區(qū)則變冷較慢，因為低層變冷趨于穩(wěn)定，亂流和對流不易發(fā)展，其冷卻過程主要靠輻射作用進行。從大陸移入海洋的氣團容易取得蒸發(fā)的水汽而變濕，而從海洋移到大陸的氣團，則要通過凝結(jié)及降水過程才能變干，所以氣團的變干過程比較緩慢。冬季影響中國的冷空氣，都已不是原來的西伯利亞大陸氣團，而是變性了的大陸氣團。

氣團在下墊面性質(zhì)比較均勻的地區(qū)形成，又因離開源地而變性。氣團總是在或快或慢地運動著，它的性質(zhì)也總是在或多或少地變化著，氣團的變性是絕對的，而氣團的形成只是在一定條件下獲得了相對穩(wěn)定的性質(zhì)而已。由于中國大部分地區(qū)處于中緯度，冷暖空氣交綏頻繁，缺少氣團形成的環(huán)流條件，同時地表性質(zhì)復(fù)雜，很少有大范圍均勻的下墊面作為氣團的源地，因而活動在中國境內(nèi)的氣團，嚴格說來都是從其它地區(qū)移來的變性氣團。

冬天里常聽到氣象預(yù)報員說：“由于大陸冷氣團南下........",什么是大陸冷氣團呢？它是形成于極地的氣團，因為高空氣流的推動而進入中國大陸，經(jīng)華中轉(zhuǎn)向東海及太平洋。由于它源于極地，屬于冷氣團，又因它是由大陸流出來，所以預(yù)報員就將這種氣團稱為“大陸冷氣團”。下面就為大家介紹由大陸冷氣團所造成的幾種天氣型態(tài)。

氣團寒流

哇！好冷??！路上行人個個包的像粽子一樣，恨不得把棉被穿出門，原來是“寒流”大駕光臨了。當(dāng)大陸冷氣團南移，寒冷的氣流就會使氣溫急速下降。但是氣溫要下降多少度才算寒流呢？通常在氣象預(yù)報時，當(dāng)預(yù)測臺北的日最低溫會降到10℃或以下，就稱為寒流。

氣團三句用語

強烈大陸冷氣團；大陸冷氣團；東北季風(fēng)增強；

你曾注意到以上三句名詞使用時機的不同嗎？在氣象預(yù)報時，如果預(yù)測冷氣團會使臺北日最低溫降到12℃～14℃之間時，就說是受“大陸冷氣團”影響；如果預(yù)測會降到12℃或以下時，就說受“強烈大陸冷氣團”影響;如果最低溫不會降到14℃時，就只說受“東北季風(fēng)增強”的影響了。你能分辨這三句用語嚴重性的不同。

氣團變性

寒流來襲，把人凍得像冰棒一樣，什么時候天氣才能轉(zhuǎn)暖呢？這時只好期待大陸氣團“變性”了。因為當(dāng)大陸冷氣團移出源地后，會受經(jīng)過地區(qū)環(huán)境及本身內(nèi)部運動影響而改變性質(zhì)，變成“變性大陸氣團。”有了它，天氣就不會再那么冷，氣溫也不會再下降了。

大陸冷氣團是個高氣壓中心，在天氣圖上用的“H”來代表。它在南移的途中逐漸變性，到了華東時，已形成“變性大陸氣團”了。它變性后，高氣壓中心改向東行，由華東移到東海并繼續(xù)東移。這時候，氣團前端的冷鋒已經(jīng)通過臺灣，陰霾的天氣好轉(zhuǎn)，云量減少，氣溫上升，甚至?xí)霈F(xiàn)晴朗天氣，這種情形稱為“移動性高氣壓”。

如果移動性高氣壓中心繼續(xù)從東海向東走，就會為臺灣帶來溫暖而潮濕的氣流，各地氣溫明顯上升，甚至?xí)霈F(xiàn)晴朗舒服的天氣，稱造成這種天氣現(xiàn)象的氣流為“高壓回流”。

氣團鋒面

想想看：當(dāng)冷氣團遇到暖氣團，會發(fā)生什么事？在氣象學(xué)上，它們交會時會產(chǎn)生帶狀的界面，稱為“鋒面”。鋒面帶，短的數(shù)百公里，長的有幾千公里，由下而上逐漸隨高度變寬，并呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)，冷空氣位在下方，暖空氣位于上方，結(jié)構(gòu)正如圖所繪的樣子。

鋒面會隨冷暖空氣的移動而前進，而于移動情形的不同而分為冷鋒，暖鋒，滯留鋒，囚錮鋒四種，并造成四種不同類型的天氣型態(tài)；在臺灣最常見的是冷鋒和滯留鋒。

當(dāng)冷空氣推鋒面向暖空氣方向移動時，稱為“冷鋒”，這種鋒面過境，地面氣溫會降低變冷。冷鋒移動有快慢之分，跑得慢的冷鋒，暖空氣上升較慢平穩(wěn)，而出現(xiàn)層狀云，降雨緩和；跑得快的冷鋒，暖空氣受冷空氣猛烈沖擊快速上升，造成濃厚的積雨云，這時地面就會下起雷電交加的大風(fēng)雨。

若暖空氣的勢力強過冷空氣，而鋒面向冷空氣方向運動，就形成“暖鋒”，會使經(jīng)過地區(qū)的氣溫增高。暖鋒的鋒面前方是一大片范圍廣闊的云雨區(qū)，連綿數(shù)百公里，造成持續(xù)不斷的降雨，降雨型態(tài)是和冷鋒不同的。

冷鋒或暖鋒是在冷，暖空氣某一方勢力較強時發(fā)生的鋒面。但假使冷，暖空氣兩方勢均力敵，鋒面便無法迅速移動，而徘徊，停留于原地，造成冷鋒與暖鋒同時出現(xiàn)的云雨天氣。

最后還要來解說“囚錮鋒”。鋒面在移動時，如果冷鋒趕上暖鋒或是兩條冷鋒迎面相遇重疊時，鋒面和鋒面之間拉拉扯扯，互不讓步，最后兩條鋒面就會合并成“囚錮鋒”，它所造成的云系和降雨兼具兩種鋒面的特征，變得比較復(fù)雜了。

“熱帶海洋氣團”是位于太平洋上的高氣壓，也稱“副熱帶高氣壓”，它全年都定居在太平洋上，所以又稱為“太平洋高氣壓”或“太平洋氣團”。

熱帶海洋氣團的強度與范圍因季節(jié)冷暖而改變，當(dāng)季節(jié)變暖時，它也會隨著活躍起來，強度，范圍因而大增，讓臺灣與中國大陸吹起溫暖潮濕的西南風(fēng)與東南風(fēng)，是造成季節(jié)性暴雨的主因。由于熱帶海洋氣團位置和范圍的不同，造成的天氣型態(tài)也不一樣。它的邊緣屬于云雨地帶，使地面容易下雨且雨勢較大，在氣象預(yù)報時叫做：受“西南氣流”或“偏南氣流”影響;如果它造成的是午后雷陣雨的天氣型態(tài)，才是受“熱帶海洋氣團”影響；假如氣團中心移動到臺灣上空，天氣是晴朗炎熱的，就稱為“高氣壓籠罩”。

氣團和鋒

氣團是水平方向上溫度，濕度分布比較均勻，而垂直方向上溫度，濕度改變也近乎相同的大范圍氣團，其水平面積為數(shù)百萬平方千米到數(shù)千萬平方千米，厚度及千米到十幾千米。在一個氣團與另一個氣團接近處，由于兩者物理屬性不一致，所以兩者間有一個過渡帶（界面），這個過渡帶稱為鋒面，鋒面在地面的交線稱為鋒線，這就是平時氣象所稱的"鋒"。

在大氣環(huán)流的作用下，氣象從一個地區(qū)移到另一個地區(qū)，例如從陸地移到海洋。在氣團移動過程中，相應(yīng)地也會引起兩氣團之間鋒的移動，這樣就會引起氣團和鋒面所經(jīng)過的地區(qū)發(fā)生一系列的天氣變化現(xiàn)象，這就是天氣的非周期變化。

根據(jù)氣團的發(fā)源地可分為冰洋氣團，極地氣團，熱帶氣團和赤道氣團四大類，但氣象上習(xí)慣以氣團的熱力分類，凡是氣團濕度高于下墊面（地面）的溫度稱為溫氣團，相反側(cè)稱為冷氣團。即向冷區(qū)移動的氣團是暖氣團，而其前鋒即為暖鋒；向暖區(qū)移動的氣團是冷氣團，其前鋒即為冷鋒。當(dāng)冷暖氣團勢力相當(dāng)，鋒面移動緩慢或靜止則為靜止鋒。在冷鋒移動速度比暖鋒移動速度大得多時，會產(chǎn)生冷暖鋒合并而形成的鋒，這就是冷面鋒。

氣旋和反氣旋氣團和鋒的活動不是孤立的現(xiàn)象，它與一定的大氣流場分布有關(guān)。氣旋和反氣旋是大氣流場的重要組成部分。氣旋是中心氣壓比四周低的水平渦旋。在北半球氣旋區(qū)域空氣作反時針方向流動，在南半球恰相反。反氣旋即高氣壓，它是在同一高度上中心氣壓比四周的水平渦旋。在北半球，反氣旋區(qū)域內(nèi)的空氣作順時針方向流動；南半球則相反。

長距離輸水管道系統(tǒng)是南水北調(diào)和城市取水工程的重要組成部分。計入大體積氣團動力特性的瞬變流研究對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和安全運行有重大意義。本項目經(jīng)理論分析、數(shù)值模擬和模型實驗，研究空氣閥的工作特性和管道內(nèi)截留氣團遷移、脹縮、裂變和潰滅的機理及動力特性，探索與氣團相鄰水力元件間的互擾機理，提出相應(yīng)的瞬變流模擬理論，推動科技創(chuàng)新。 2100433B

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