气压场和温度场的区别 气压场的基本形式

导语：气压场和温度场的区别是什么？气压场和温度场是气象学中两个重要且相互独立的概念，它们各自描述了大气中不同的物理特性，并在天气预报和气候分析中发挥着不同的作用，理解它们之间的区别有助于我们更深入地了解大气的运动规律和天气现象的形成机制，下面就一起去看看气压场的基本形式吧！

气压场和温度场的区别

气压场

台风是热带地区的低压涡旋。在地面台风有很低的中心气压，一般在990—870毫巴间变化。在外区气压缓慢下降，当接近台风中心时陡然下降(1小时下降29.5毫巴),在眼中达最低值914.5毫巴，以后又迅速回升。

在台风中心地区，水平气压梯度(指向中心)很大，一般可达0.5—1毫巴/公里左右。由于台风是暖心结构，根据静力学公式，气压梯度随高度应减小，并在某一高度反向(指向外)。过去认为，气压梯度反向的层次大约在150—100毫巴，在这层以上气旋性的低压环流应该消失或转变为高压环流。再往上，气流就反映不出台风的影响。后来很多台风的分析表明，的垂直变化并非完全如此。Simpson¹首先指出，根据飞机对1954年Edma飓风中高空卷云线的观测，这些卷云线成气旋式向眼中心某一点旋转，这表明，即使在卷云高度(12公里左右)还可能存在着气旋式的辐合气流。

后来Izawal²对西太平洋台风结构的分析明显地显示出，即使在18公里，在台风中心也维持有一个弱的低压涡旋。这些事实说明了整个台风气压场的结构比原先认为的要复杂一些。Koteswaram³曾研究在对流层上部和平流层下部飓风的结构，他肯定了上述结论的正确性。根据资料比较稠密的(加勒比海等区)6个飓风气压场分析，飓风的低压区可扩展到整个对流层和平流层下部，直到27公里，甚至可能还要高些。闭合低压中心向上伸展的高度与飓风强度有关。强飓风比弱飓风要伸展得高。气压梯度在6公里以上虽然随高度迅速减小，但近中心附近的气压梯度在对流层上部并不反向，因而到平流层仍常残留一个弱的低压环流或弱槽。

在中心低压周围是高压脊。高压脊线在6公里以上随高度向内倾斜，在12—16公里间最接近中心。这种外区的高压脊是对流层上部飓风环流的主要特征。高压脊在平流层减弱，但其影响可到25公里，甚至更高的高度。在许多情况下，高压脊是不对称的。在高压脊外缘，常常有急流存在，其风速在30—40米/秒，位于12—15公里高度。因而根据上面分析可知，台风是一种深厚的气压系统，在平流层还可以看到它的影响。台风的垂直范围伸展到16—20公里(100—70毫巴)。这是较强台风的特点(地面中心最低气压为970毫巴，最大风速为35米/秒)。在500毫巴以下(地面到700毫巴),低层流入十分明显，来自南面低纬和西面大陆高压的气流在台风东南侧辐合后流入到台风内。

相应有云带配合。随着高度的增加，流入气流明显减弱，主要以从西面来的气流流入为主。另一明显的特征是中心地区的气旋性环流随高度显著缩小。到400—250毫巴，低压气旋性环流的西侧、南侧和东侧都为高压区所围绕。从温度场看，与低层的也有明显差异。在低层，台风西南部是暖区，东北部是冷区，而在500毫巴以上中心变成暖区。在高层(200—50毫巴)。台风的中心地区转为高压区，流场为明显的反气旋环流”。转换高度大约在250毫巴(11公里)。在此高度上还残留有小的气旋性环流，但在台风中心上空已转为气旋性流出，外围为反气旋流出。高压的流出环流在150毫巴最显著。主要的流出气流是向西南和东南的，这和低层流入气流正好相反(比较850毫巴和200毫巴)。100毫巴的暖心减弱，并移向东北，而冷舌从西南侧伸入到台风中心区。

台风的高压反气旋环流缩小，流出中心移离台风中心上空。70毫巴上单独的反气旋环流消失，但气压场还是高压区，这个高压区到50毫巴(20公里)还存在。关于台风的温度场过去很多人作过研究。Palmén⁴最早给出台风的温度和气压分布模式。该图清楚地显示出台风中心的暖性结构。后来有人[5.6又根据新的资料分析了台风的温度结构，在若干细节上有一定改进，但基本特征与Palmén的模式并无多大差异。温度场近于轴对称的。从700毫巴到100毫巴中心都是较暖的。等θ线在中心成漏斗状下凹(尤以22日剖面明显),说明台风中心地区是暖湿空气，温度递减率接近于湿绝热分布。在这种情况下，等θ线近似代表流线。

注意18日剖面与22日剖面有一定差别。18日，台风处于初生阶段(中心气压为990毫巴，最大风速为18米/秒)。台风内区的θ。是倾斜向上扩展的，并且上层θ。线下凹不明显，在400毫巴附近，中心区还有干区存在。这表明台风壁的坡度较小。而在22日(中心气压为970毫巴，最大风速为35米/秒),台风处于最强盛的阶段，台风壁附近的θ线近于垂直上升到12公里。上层的θ成漏斗状下降到500毫巴。这种结构上的差别与台风发展程度，尤其与台风内区积雨云活动情况有关，这在后面还要说明。LaSeur⁷对于Cleo飓风也作过类似的分布图。增暖最强的高度是在300—250毫巴间(10—11公里),温度距平达16℃。

气压场

在暖心两侧很狭窄的带中，有很强的径向温度梯度，它从眼区外缘向外一直到眼壁外界。但在眼区本身，径向温度梯度则很弱。在眼壁外，3公里以下温度距平很小。有些剖面则表明低层是冷心。其它风暴的温度分布大致有类似的特征。但依风暴强度和范围不同，温度距平最大值和所处高度会有一定差别。例如Cleo飓风中最大温度距平为10℃,位于12.2公里高度。最近，对于一个小而强的飓风(Inez),发现在650毫巴附近还有一个暖中心。在台风温度结构中，近年来人们注意的一个问题是台风高层(对流层上层和平流层下部)仍然是暖心还是转变成冷心。暖心大约到达125毫巴，再向上由于没有资料无法肯定一定有冷心存在。根据其它许多研究和分析，Palmén给出的暖心结构只是对流层中上层的现象，再往上，就转变为冷心结构，这在不少飓风的高空温度探测中都表现得很明显。

后来Gentryl⁸]发现，Isbell飓风在上部对流层和下部平流层(150—90毫巴)具有冷心。Wacol⁹研究的Beulah飓风的高空温度结构也表明是冷心的，100毫巴上测到的中心温度为一86℃的低值，这比平均热带大气低12℃。Koteswaram的综合研究也肯定了飓风上空的冷心结构。他指出15公里以下是暖心，以上是冷心，最高、最低距平分别出现在8—12公里和16—17公里。15公里以上出现的温度距平值与飓风强度密切有关，在强飓风中比弱飓风中要大。根据Koteswaram的解释，飓风高空冷心是高大积云塔伸透过对流层顶的结果。在浮力等于零的高度(密度平衡高度)以上，由于绝热冷却应产生低温致使热塔顶部变冷，从这些冷云顶流出的空气则造成了飓风的冷心。

最近Bell¹0]等人的工作虽然肯定了飓风高空冷心的存在，但在西太平洋平均台风中却没有清楚地发现有这种高空冷心存在。这可能与两地区热带平均大气的特征差异有关。在西太平洋比大西洋有更高的对流层顶和更冷的平流层。因为高空冷心的温度距平与两地区热带平流层温差在量级上相同(2°—3℃),因而平均台风的高空冷心就显现不出来。这说明高空冷心与环境条件也有密切关系。Koteswaram也指出，由于环境温度不同，弱飓风中可出现大的负偏差，强飓风中出现较小的负偏差。西太平洋平均台风和大西洋平均飓风的温度分布有一定差别。可以看到，台风温度分布在400毫巴和以下比大西洋飓风暖2°--3℃,在对流层上部暖3°—4℃,在平流层冷2°—3℃。台风区上空的对流层顶也具有明显的特征。

Dunn[¹分析过三个飓风的对流层顶，指出飓风中心的对流层顶比其四周要高。Simpson推论飓风中心的对流层顶比周围高，温度比周围低。桥本和三瓶¹²分析过Kitty台风，表明地面台风中心上空对流层顶是高的，其四周降低，到外围又升高。Kotesweram也得到了类似结果。对流层顶一般向上隆起，在台风中心上空最冷。强的飓风比弱飓风上隆的程度要大。向外，在周围高压脊轴线处，对流层顶降低，较暖，再向外到高压脊之外缘又上升、变冷。但是最近根据许多西太平洋台风和大西洋飓风的研究，对流层顶的温压结构并不象上述那样规则。

平均台风的对流层顶高度比平均飓风的高1.2公里。在眼区上空，台风对流层顶比飓风的一般要高。但这并不能确定，台风的对流层顶总比周围平均大气为高，因为有些台风眼上的对流层顶是增高的(上隆的),有些则不然，它们的高度比远处为低，因而情况比较复杂。对流层顶的位置也绘于图中，这是Koteswaram根据一些大西洋飓风概括出来的，对西太平洋台风也有重要参考价值。

气压场的基本形式

气压场的基本形式主要包括低气压、高气压、高压脊、低压槽、鞍型场等。这些形式在气象学中用于描述大气压力的空间分布，对于理解和预测天气系统具有重要作用。低气压和高气压是气压场中的两种基本状态，其中低气压区域气压较低，而高气压区域气压较高。高压脊和低压槽则是这两种基本状态的变化形式，它们在地图上通常通过等压线或等压面的形式来表示。鞍型场是一种特殊的气压场形式，通常表现为地面天气图上两个高压和两个低压交错排列组成的马鞍形区域。