氣壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)的區(qū)別 氣壓場(chǎng)的基本形式

導(dǎo)語：氣壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)的區(qū)別是什么,？氣壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)是氣象學(xué)中兩個(gè)重要且相互獨(dú)立的概念,，它們各自描述了大氣中不同的物理特性,，并在天氣預(yù)報(bào)和氣候分析中發(fā)揮著不同的作用,，理解它們之間的區(qū)別有助于我們更深入地了解大氣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和天氣現(xiàn)象的形成機(jī)制,，下面就一起去看看氣壓場(chǎng)的基本形式吧,！

氣壓場(chǎng)和溫度場(chǎng)的區(qū)別

氣壓場(chǎng)

臺(tái)風(fēng)是熱帶地區(qū)的低壓渦旋,。在地面臺(tái)風(fēng)有很低的中心氣壓,，一般在990—870毫巴間變化,。在外區(qū)氣壓緩慢下降,，當(dāng)接近臺(tái)風(fēng)中心時(shí)陡然下降(1小時(shí)下降29.5毫巴),在眼中達(dá)最低值914.5毫巴，以后又迅速回升。

在臺(tái)風(fēng)中心地區(qū),，水平氣壓梯度(指向中心)很大,，一般可達(dá)0.5—1毫巴/公里左右。由于臺(tái)風(fēng)是暖心結(jié)構(gòu),，根據(jù)靜力學(xué)公式,，氣壓梯度隨高度應(yīng)減小，并在某一高度反向(指向外),。過去認(rèn)為,，氣壓梯度反向的層次大約在150—100毫巴，在這層以上氣旋性的低壓環(huán)流應(yīng)該消失或轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏涵h(huán)流,。再往上,，氣流就反映不出臺(tái)風(fēng)的影響。后來很多臺(tái)風(fēng)的分析表明,，氣壓場(chǎng)的垂直變化并非完全如此,。Simpson1首先指出，根據(jù)飛機(jī)對(duì)1954年Edma颶風(fēng)中高空卷云線的觀測(cè),，這些卷云線成氣旋式向眼中心某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn),，這表明，即使在卷云高度(12公里左右)還可能存在著氣旋式的輻合氣流,。

后來Izawal2對(duì)西太平洋臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)的分析明顯地顯示出,，即使在18公里，在臺(tái)風(fēng)中心也維持有一個(gè)弱的低壓渦旋,。這些事實(shí)說明了整個(gè)臺(tái)風(fēng)氣壓場(chǎng)的結(jié)構(gòu)比原先認(rèn)為的要復(fù)雜一些,。Koteswaram3曾研究在對(duì)流層上部和平流層下部颶風(fēng)的結(jié)構(gòu)，他肯定了上述結(jié)論的正確性,。根據(jù)資料比較稠密的(加勒比海等區(qū))6個(gè)颶風(fēng)氣壓場(chǎng)分析,，颶風(fēng)的低壓區(qū)可擴(kuò)展到整個(gè)對(duì)流層和平流層下部，直到27公里,，甚至可能還要高些,。閉合低壓中心向上伸展的高度與颶風(fēng)強(qiáng)度有關(guān)。強(qiáng)颶風(fēng)比弱颶風(fēng)要伸展得高,。氣壓梯度在6公里以上雖然隨高度迅速減小,，但近中心附近的氣壓梯度在對(duì)流層上部并不反向，因而到平流層仍常殘留一個(gè)弱的低壓環(huán)流或弱槽,。

在中心低壓周圍是高壓脊。高壓脊線在6公里以上隨高度向內(nèi)傾斜,，在12—16公里間最接近中心,。這種外區(qū)的高壓脊是對(duì)流層上部颶風(fēng)環(huán)流的主要特征。高壓脊在平流層減弱,，但其影響可到25公里,，甚至更高的高度,。在許多情況下，高壓脊是不對(duì)稱的,。在高壓脊外緣,，常常有急流存在，其風(fēng)速在30—40米/秒,，位于12—15公里高度,。因而根據(jù)上面分析可知，臺(tái)風(fēng)是一種深厚的氣壓系統(tǒng),，在平流層還可以看到它的影響,。臺(tái)風(fēng)的垂直范圍伸展到16—20公里(100—70毫巴)。這是較強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的特點(diǎn)(地面中心最低氣壓為970毫巴,，最大風(fēng)速為35米/秒),。在500毫巴以下(地面到700毫巴),低層流入十分明顯，來自南面低緯和西面大陸高壓的氣流在臺(tái)風(fēng)東南側(cè)輻合后流入到臺(tái)風(fēng)內(nèi),。

相應(yīng)有云帶配合,。隨著高度的增加，流入氣流明顯減弱,，主要以從西面來的氣流流入為主,。另一明顯的特征是中心地區(qū)的氣旋性環(huán)流隨高度顯著縮小。到400—250毫巴,，低壓氣旋性環(huán)流的西側(cè),、南側(cè)和東側(cè)都為高壓區(qū)所圍繞。從溫度場(chǎng)看,，與低層的也有明顯差異,。在低層，臺(tái)風(fēng)西南部是暖區(qū),，東北部是冷區(qū),，而在500毫巴以上中心變成暖區(qū)。在高層(200—50毫巴),。臺(tái)風(fēng)的中心地區(qū)轉(zhuǎn)為高壓區(qū),，流場(chǎng)為明顯的反氣旋環(huán)流”。轉(zhuǎn)換高度大約在250毫巴(11公里),。在此高度上還殘留有小的氣旋性環(huán)流,，但在臺(tái)風(fēng)中心上空已轉(zhuǎn)為氣旋性流出，外圍為反氣旋流出,。高壓的流出環(huán)流在150毫巴最顯著,。主要的流出氣流是向西南和東南的，這和低層流入氣流正好相反(比較850毫巴和200毫巴)。100毫巴的暖心減弱,，并移向東北,，而冷舌從西南側(cè)伸入到臺(tái)風(fēng)中心區(qū)。

臺(tái)風(fēng)的高壓反氣旋環(huán)流縮小,，流出中心移離臺(tái)風(fēng)中心上空,。70毫巴上單獨(dú)的反氣旋環(huán)流消失，但氣壓場(chǎng)還是高壓區(qū),，這個(gè)高壓區(qū)到50毫巴(20公里)還存在,。關(guān)于臺(tái)風(fēng)的溫度場(chǎng)過去很多人作過研究。Palmén?最早給出臺(tái)風(fēng)的溫度和氣壓分布模式,。該圖清楚地顯示出臺(tái)風(fēng)中心的暖性結(jié)構(gòu),。后來有人[5.6又根據(jù)新的資料分析了臺(tái)風(fēng)的溫度結(jié)構(gòu)，在若干細(xì)節(jié)上有一定改進(jìn),，但基本特征與Palmén的模式并無多大差異,。溫度場(chǎng)近于軸對(duì)稱的。從700毫巴到100毫巴中心都是較暖的,。等θ線在中心成漏斗狀下凹(尤以22日剖面明顯),說明臺(tái)風(fēng)中心地區(qū)是暖濕空氣,，溫度遞減率接近于濕絕熱分布。在這種情況下,，等θ線近似代表流線,。

注意18日剖面與22日剖面有一定差別。18日,，臺(tái)風(fēng)處于初生階段(中心氣壓為990毫巴,，最大風(fēng)速為18米/秒)。臺(tái)風(fēng)內(nèi)區(qū)的θ,。是傾斜向上擴(kuò)展的,，并且上層θ。線下凹不明顯,，在400毫巴附近,，中心區(qū)還有干區(qū)存在。這表明臺(tái)風(fēng)壁的坡度較小,。而在22日(中心氣壓為970毫巴,，最大風(fēng)速為35米/秒),臺(tái)風(fēng)處于最強(qiáng)盛的階段，臺(tái)風(fēng)壁附近的θ線近于垂直上升到12公里,。上層的θ成漏斗狀下降到500毫巴,。這種結(jié)構(gòu)上的差別與臺(tái)風(fēng)發(fā)展程度，尤其與臺(tái)風(fēng)內(nèi)區(qū)積雨云活動(dòng)情況有關(guān),，這在后面還要說明,。LaSeur?對(duì)于Cleo颶風(fēng)也作過類似的分布圖,。增暖最強(qiáng)的高度是在300—250毫巴間(10—11公里),溫度距平達(dá)16℃。

氣壓場(chǎng)

在暖心兩側(cè)很狹窄的帶中,，有很強(qiáng)的徑向溫度梯度，它從眼區(qū)外緣向外一直到眼壁外界,。但在眼區(qū)本身,，徑向溫度梯度則很弱。在眼壁外,，3公里以下溫度距平很小,。有些剖面則表明低層是冷心。其它風(fēng)暴的溫度分布大致有類似的特征,。但依風(fēng)暴強(qiáng)度和范圍不同,，溫度距平最大值和所處高度會(huì)有一定差別。例如Cleo颶風(fēng)中最大溫度距平為10℃,位于12.2公里高度,。最近,，對(duì)于一個(gè)小而強(qiáng)的颶風(fēng)(Inez),發(fā)現(xiàn)在650毫巴附近還有一個(gè)暖中心。在臺(tái)風(fēng)溫度結(jié)構(gòu)中,，近年來人們注意的一個(gè)問題是臺(tái)風(fēng)高層(對(duì)流層上層和平流層下部)仍然是暖心還是轉(zhuǎn)變成冷心,。暖心大約到達(dá)125毫巴，再向上由于沒有資料無法肯定一定有冷心存在,。根據(jù)其它許多研究和分析,，Palmén給出的暖心結(jié)構(gòu)只是對(duì)流層中上層的現(xiàn)象，再往上,，就轉(zhuǎn)變?yōu)槔湫慕Y(jié)構(gòu),，這在不少颶風(fēng)的高空溫度探測(cè)中都表現(xiàn)得很明顯。

后來Gentryl?]發(fā)現(xiàn),，Isbell颶風(fēng)在上部對(duì)流層和下部平流層(150—90毫巴)具有冷心,。Wacol?研究的Beulah颶風(fēng)的高空溫度結(jié)構(gòu)也表明是冷心的，100毫巴上測(cè)到的中心溫度為一86℃的低值,，這比平均熱帶大氣低12℃,。Koteswaram的綜合研究也肯定了颶風(fēng)上空的冷心結(jié)構(gòu)。他指出15公里以下是暖心,，以上是冷心,，最高、最低距平分別出現(xiàn)在8—12公里和16—17公里,。15公里以上出現(xiàn)的溫度距平值與颶風(fēng)強(qiáng)度密切有關(guān),，在強(qiáng)颶風(fēng)中比弱颶風(fēng)中要大。根據(jù)Koteswaram的解釋,，颶風(fēng)高空冷心是高大積云塔伸透過對(duì)流層頂?shù)慕Y(jié)果,。在浮力等于零的高度(密度平衡高度)以上,，由于絕熱冷卻應(yīng)產(chǎn)生低溫致使熱塔頂部變冷，從這些冷云頂流出的空氣則造成了颶風(fēng)的冷心,。

最近Bell10]等人的工作雖然肯定了颶風(fēng)高空冷心的存在,，但在西太平洋平均臺(tái)風(fēng)中卻沒有清楚地發(fā)現(xiàn)有這種高空冷心存在。這可能與兩地區(qū)熱帶平均大氣的特征差異有關(guān),。在西太平洋比大西洋有更高的對(duì)流層頂和更冷的平流層,。因?yàn)楦呖绽湫牡臏囟染嗥脚c兩地區(qū)熱帶平流層溫差在量級(jí)上相同(2°—3℃),因而平均臺(tái)風(fēng)的高空冷心就顯現(xiàn)不出來。這說明高空冷心與環(huán)境條件也有密切關(guān)系,。Koteswaram也指出,，由于環(huán)境溫度不同，弱颶風(fēng)中可出現(xiàn)大的負(fù)偏差,，強(qiáng)颶風(fēng)中出現(xiàn)較小的負(fù)偏差,。西太平洋平均臺(tái)風(fēng)和大西洋平均颶風(fēng)的溫度分布有一定差別?？梢钥吹?，臺(tái)風(fēng)溫度分布在400毫巴和以下比大西洋颶風(fēng)暖2°--3℃,在對(duì)流層上部暖3°—4℃,在平流層冷2°—3℃。臺(tái)風(fēng)區(qū)上空的對(duì)流層頂也具有明顯的特征,。

Dunn[1分析過三個(gè)颶風(fēng)的對(duì)流層頂,，指出颶風(fēng)中心的對(duì)流層頂比其四周要高。Simpson推論颶風(fēng)中心的對(duì)流層頂比周圍高,，溫度比周圍低,。橋本和三瓶12分析過Kitty臺(tái)風(fēng)，表明地面臺(tái)風(fēng)中心上空對(duì)流層頂是高的,，其四周降低,，到外圍又升高。Kotesweram也得到了類似結(jié)果,。對(duì)流層頂一般向上隆起,，在臺(tái)風(fēng)中心上空最冷。強(qiáng)的颶風(fēng)比弱颶風(fēng)上隆的程度要大,。向外,，在周圍高壓脊軸線處，對(duì)流層頂降低,，較暖,，再向外到高壓脊之外緣又上升、變冷,。但是最近根據(jù)許多西太平洋臺(tái)風(fēng)和大西洋颶風(fēng)的研究,，對(duì)流層頂?shù)臏貕航Y(jié)構(gòu)并不象上述那樣規(guī)則。

平均臺(tái)風(fēng)的對(duì)流層頂高度比平均颶風(fēng)的高1.2公里,。在眼區(qū)上空,，臺(tái)風(fēng)對(duì)流層頂比颶風(fēng)的一般要高,。但這并不能確定，臺(tái)風(fēng)的對(duì)流層頂總比周圍平均大氣為高,，因?yàn)橛行┡_(tái)風(fēng)眼上的對(duì)流層頂是增高的(上隆的),有些則不然,，它們的高度比遠(yuǎn)處為低，因而情況比較復(fù)雜,。對(duì)流層頂?shù)奈恢靡怖L于圖中,，這是Koteswaram根據(jù)一些大西洋颶風(fēng)概括出來的，對(duì)西太平洋臺(tái)風(fēng)也有重要參考價(jià)值,。

氣壓場(chǎng)的基本形式

氣壓場(chǎng)的基本形式主要包括低氣壓、高氣壓,、高壓脊,、低壓槽、鞍型場(chǎng)等,。這些形式在氣象學(xué)中用于描述大氣壓力的空間分布,，對(duì)于理解和預(yù)測(cè)天氣系統(tǒng)具有重要作用。低氣壓和高氣壓是氣壓場(chǎng)中的兩種基本狀態(tài),，其中低氣壓區(qū)域氣壓較低,，而高氣壓區(qū)域氣壓較高。高壓脊和低壓槽則是這兩種基本狀態(tài)的變化形式,，它們?cè)诘貓D上通常通過等壓線或等壓面的形式來表示,。此外，鞍型場(chǎng)是一種特殊的氣壓場(chǎng)形式,，通常表現(xiàn)為地面天氣圖上兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓交錯(cuò)排列組成的馬鞍形區(qū)域,。

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