极槽和副热带气旋的区别 热带气旋过境前后天气变化

导语：极槽和副热带气旋作为两种截然不同的天气系统，在形成机制、特征以及对区域气候的影响上都存在着显著的区别，极槽主要影响中纬度地区，表现为大风、降温、雨雪等天气特征；而副热带气旋则主要影响副热带地区，表现为温暖、潮湿和降雨等天气特征，这些差异不仅有助于我们更深入地理解大气动力学系统的运作机制，也为天气预报和气候预测提供了重要的依据，接下来就一起去看看热带气旋过境前后天气变化吧！

极槽和副热带气旋的区别

台风

产生台风的扰动大部分发生在热带和副热带地区(25°N 以南),但也有一小部分扰动起源于副热带高压以北中纬度西风带中。当中纬度经向环流明显发展时，西风带中会出现大振幅的槽，它们往往从极区一直向南伸展到热带地区，这种槽叫极槽，也叫延伸槽。

沿着延伸槽流向赤道，经常使热带地区大气静力稳定度减小，以此触发热带天气活动发生和发展起来。同时在延伸槽的东侧，低纬度的能量和云系也不断向北输送和平流， 进入中纬度地区。尤其当延伸槽南端与热带辐合区相连时，槽前的强烈西风可促使云系在高空大范围北涌(叫云涌),它们是中纬度地区坏天气的制造者。因而极槽是中低纬度大气环流相互作用的重要天气系统。一般情况下低压槽是向东移动的，如果由于西风带长波槽调整，上游高压脊稳定发 展，则下游的高空槽移速减慢，异常发展，不断向南延伸，其南部可伸入到热带地区。另 外，当副热带高压单体弱，其南侧东风气流厚度浅薄(只3—5公里)时，西风槽也易于南伸。

由于延伸槽是发生在西风强烈发展的背景下，故主要出现在冬季，其次是初夏和 秋末。在盛夏台风活动频繁时期很少出现，因而极槽主要影响台风季早期(春季和初夏) 和末期(秋季)的台风活动。有时极槽在延伸到热带地区后，由于南北移速不同(北快南慢),或者由于北部暖高压 发展，会使槽南部与西风带主体断开，切断在低纬地区成为孤立的环流系统。以后这部分 环流在副热带高压东侧东风气流引导下开始向东移动，逐渐演变成热带天气系统。Riehl 曾认为，这些断开的槽后来可演变成东风波。如果延伸槽切断在副热带或热带的部分是 一个闭合的低压环流，则这种环流可逐渐变性，演变成热带气旋或台风或副热带气旋。在 整个太平洋都能出现延伸槽及其切断过程。

在冷季，尤其是在东太平洋上(15°—30°N,170°E—140°W) 这种过程常常见到。在我国东部沿海和南海地区也常出现延伸槽，尤其 是在过渡季节，无论从北方槽中或南支槽中都可以在热带或副热带切断出冷涡，以后在东 海和南海逐渐发展成台风。副热带气旋是与延伸槽有关的一种热带或副热带低压环流系统，它在对流层中部最 强。主要出现在冷季东太平洋和西太平洋的热带或副热带地区。Simpson最早对东太 平洋的副热带气旋作了详细的天气学分析，他指出这种气旋是冬季发生在东太平洋的主 要天气系统，在夏威夷叫柯诺气旋，经常造成大雨。根据他分析的20年中11—3月76个 柯诺风暴，发现风暴有两种起源。大约2/3是由低纬的地面锢囚气旋(被北面暖高压阻隔 在低纬的)在高空西风槽迭加启动下发展而成;另1/3是由对流层中上部切断低压的斜压 发展而成，以后它们的环流逐渐向下伸展到地面，并迅速获得一些热带特征，所以称它们 为副热带气旋。

但是副热带气旋一旦形成，不论其起源如何， 一般的结构和演变过程都大 致相似。根据 Simpson 给出的热带气旋的风和降水的综合模式，最大风速和降水出现在风暴的东半部离中心500—800公里范围内。在风暴的中心部分(160公里以内)大多数副热 带气旋的气压梯度和风速很弱，和热带气旋的分布完全不同。副热带气旋的发展有两种 可能， 一般是移入锋生区，再生出一个气旋波;有时在风暴中心附近潜热释放的作用下，形成暖心，具有热带风暴的特征。Ramage也研究了副热带气旋的风场和天气分布，得到 最强的风、最大气压梯度、最大的辐合都位于对流层中部400—600毫巴层中。图3.23是他给出的副热带气旋模式。最大水平辐合在600毫巴附近，在此层以上产生上升运动，以 下产生下沉运动。风暴的眼相当大，直径可能大于200公里，其中只有散乱的云，没有什么天气。

明显的天气位于离中心160—500公里区域。在500公里以外，只有散乱的云。 在近面层即下沉逆温层之下，情况与信风区相似。 Ramage 的模式表明，其天气分布比 Simpson 的更为对称。副热带气旋的生命史很长， 一般可维持几周时间。为什么这种高空冷性气旋性环流 在断绝了冷空气供应后在降水和凝结增热作用下仍能长期存在，并且有时加强伸展到地 面呢?原因在于副热带气旋除了受到地面摩擦力较小以外，主要是由于它是一种直接的 能量制造系统，不需要有外界的能量输入。从图可见，在风暴的上升部分，离中心500公 里以外，上升运动弱。越近中心，上升运动增强，这导致凝结和深厚降水云层的发展。因 为在这里上升冷却是按湿绝热过程(周围按干绝热过程),故高空相对是暖心，这与热带气 旋环流相似，是一种直接环流，能量向外输出。

同样在风暴周围下沉部分的空气由于受蒸发冷却的影响，变成饱和，按湿绝热增暖，在各层比四周的干暖空气为冷或重，因而也是一 种直接环流。由于上述副热带气旋的能量制造特征，气旋不会很快就地衰亡，能维持很 久。最后被极地西风带中大振幅槽所吸收。夏季在南海和中南半岛一带也有副热带气旋发展，但比起东太平洋和阿拉伯海东北 部要少。在中南半岛南端，副热带气旋造成了该地区年降水的25%。这些地区副热带气 旋的演变过程大致有三种情况：

(1)在青藏高原以东，在对流层中部如有大振幅槽向南 伸展时，可有低压从槽中切断出来，位于泰国或中南半岛上空。如果高空槽位于我国沿 海，低压可在南部切断，这种过程与夏威夷群岛附近冬季柯诺风暴的发展相似。产生的副 热带气旋几天后减弱。

(2)在气旋发展前1—3天，在中南半岛南部和南海西部建立起气 旋性西风气流，3公里处风速达20米/秒，而地面风速较弱。这时在南海在对流层中部的 涡度中心东侧地面可有低压形成。当低压向西移动、加强并位于高空涡度中心下方时，达 到最大强度，风力可有8级。以后这种副热带气旋保持静止2—3天，最后移向我国华南 或中南半岛减弱。在这种气旋出现前，常有季风加强现象，3公里处出现季风潮。随着副 热带气旋的发生发展，又进一步使气压梯度增加，季风增强。但这种情况下最强风出现层 次比台风情况下要高。

(3)在一个强台风移入华南或北部湾，并迅速填塞后，在不久前大 量流向台风的深厚西风气流中，可有对流层中部气旋性涡旋发展，以后这个新生的环流系统如(2)一样加强成副热带气旋。这种过程与Bergeron过去提出的假设是一致的：在填 塞台风中出现的升压，必由其它地方的降压补偿。这可能是通过一种波状的能量频散机 制完成 。在阿拉伯海东北部和印度西海岸一带，也是副热带气旋发生的地区。主要出现在西 南季风季。Miller 和 Keshavamurthy(76曾对该地区的几个副热带气旋作过详细的分析，其 结构与东太平洋副热带气旋结构有不少相似处。在季风区其它地方也观测到副热带气旋 的存在。因而副热带气旋是热带大气中一种重要的环流系统。

台风

在热带和副热带地区还有一种气旋，它们既不属于热带气旋，也不属于副热带气旋。从气旋的能量来源看，它们是在潜热和冷暖气团间斜压位能的共同作用下发生发展的。 Simpson 等把这种气旋叫做混合类气旋或中性气旋。在大西洋上平均每5个热带气旋中 就有一个是这种与斜压能量有关的热带气旋。Simpson 曾描述了这种气旋的发展过程。 在南海中部和北部，尤其在过渡季节也可观测到与这种过程相类似的气旋发展。详细情况将在以后说明。Erickson⁷]曾对1967年大西洋上Dorothy飓风进行过详细的个例分析， 进一步确证了这种气旋的存在。Dorothy 飓风在整个发展中具有热带和温带的性质。

它原来是地面的一个波动，云图上为常见的温带气旋的螺旋云带，以后随着300毫巴有槽移来，有正涡度平流。并且随着高空槽移近，冷空气从西北及北面侵入风暴，暖空气从西、西南和南面侵入风暴，结果在风暴中心西部和西北部形成一个强斜压区，使位能转换为动能，促使气旋发展。以后出现眼，暖心开始发展，云型逐渐具有热带气旋的特征。由上面分析可见，这种气旋最初是一种温带波动，发展以斜压能量为主。在发展成热 带气旋以前，要经历一个变态(由冷心变暖心)过程。在这个过渡阶段，潜热和斜压能量都 起作用，现在还不能断定那种能量为主。最后变成暖心的台风，以潜热为主。因而在这种 台风的生成过程中，变态过程是重要的。最近，Spieglerl783分析了大西洋上两个风暴。发现它们也是属于这种类型的气旋。通 过分析冷心低压转变成暖心台风的过程，证明潜热释放在变态过程中起着重要作用。

700毫巴中心温度比四周暖6°—7℃。因而在这种气旋的整个生命史中，无论从云系、强度和温度结构至少有一段时间是具有热带气旋的性质，为此， Spiegler 称它们为半热带气旋。 这种半热带气旋具有以下一些性质：

(1)它有一片主要的对流区，有时还有一条更强的对流螺旋带。

(2)有一个环状的风场。

(3)发展的环境气团比较均匀，是强烈变性的极地海洋气团，有时还和低纬热带海洋气团相混合。在对流层低层，其气温比平均热带大气略低。

(4)在初始阶段，气旋的北侧时常有一弱的斜压区，但从气旋中心向外没有锋面出现。

(5)最大风速在中心附近。

(6)气旋性环流随高度减弱。

(7)水平温度很小。

(8)在对流层中低层，整个气旋区温度分布比较均匀，也就是说，它不是一个冷心或暖心系统。

热带气旋过境前后天气变化

热带气旋是一种在热带或副热带洋面上生成的天气系统，具有明显的气旋性环流和对流活动。它包括多个强度等级，从热带低压到超强台风，其生命周期通常经历生成、发展、成熟和消亡四个阶段。热带气旋过境前，通常伴随着晴朗的天气，气压较高，风力较小。然而，一旦热带气旋过境，天气将发生急剧变化。

过境前的天气特征：通常表现为晴朗、干燥，气压较高，风力较小。

过境时的天气变化：随着热带气旋的逼近，气压开始下降，风力逐渐增强，并伴随有强降水。热带气旋内部的气流上升和水平风切变会导致大量的云系形成，产生暴雨甚至特大暴雨。

过境后的天气特征：热带气旋过境后，气压迅速回升，风力减小，但往往留下大量积水，可能导致洪涝灾害。此时，天气逐渐转为晴朗，但也可能因为水体的蒸发作用而出现短暂的阵雨或雷雨天气。

热带气旋的影响不仅限于其直接过境地区，其外围带来的风雨也可能对较远地区产生影响。因此，热带气旋的监测和预警对于减少灾害损失至关重要。全球变暖被认为与热带气旋的生成频率有关，这也提醒我们气候变化对这类天气系统的影响不容忽视。