气团是指温度和湿度等气象要素的水平分布相对均匀的大范围的空气团。在同一气团中,各处气象要素的分布几乎相同,天气现象也大致一样。气团的水平范围可达几千千米,垂直高度可达几千米到十几千米,常常从地面伸展到对流层顶。
海上气团变性
气团离开源地后在海上移动的过程中受海洋影响而产生的气团属性的变化。
- 英文名称
- air mass transformation over sea
- 所属学科
- 海洋学
气团的属性包括其温度、湿度和层结稳定度,变性的物理过程主要为增暖或冷却、蒸发或凝结、垂直运动或层结稳定度的变化等。通过这些过程,可使气团增暖或变冷、增湿或变干,趋于稳定或不稳定。在极地海洋或大陆上形成的干冷气团入海时,可通过上述过程增暖和变湿,使气团趋于不稳定,出现对流云,甚至降水。在北半球热带洋面上空形成的气团在向北移动时,逐渐冷却变干,并趋于稳定。
海上的不同性质气团的变性快慢是不同的,与所经海面的性质与气团性质差异的大小有关。冷气团移到暖的海面变性较快,这是由于冷气团低层变暖,趋于不稳定,乱流和对流活动容易发展,能很快地将低层的热量传到上层。而暖气团移到冷的海面则变冷较慢,其原因在于低层变冷趋于稳定,乱流和对流活动不易发展,其冷却过程主要靠辐射作用进行。
研究海上气团变性的方法包括天气学分析、诊断分析、理论研究及观测实验等四个方面。天气学分析,即使用各种天气学图表和热力学图表,分析气团的各种属性的变化称之为气团分析;诊断分析和理论研究,是定量或半定量研究气团变性的方法,前者侧重于分析变性的物理过程,计算和分析有关的物理量,后者通过对流体力学方程的数值求解,研究气团的变性问题;观测实验是利用船舶、浮标、飞机、雷达和卫星等手段,同时在水下、大气边界层和空中进行三维空间的立体观测和理论分析等。
对海上气团变性的系统观测、分析和研究始于20世纪70年代,虽有一些初步研究成果,但许多工作有待于进一步深入。据分析,在北半球中纬度大洋西部暖流上空,冬季的气团变性极为强烈。1974年2月和1975年2月,在世界气象组织的统一协调下,日本、韩国、澳大利亚、美国等国家和地区两次在东海以琉球岛为中心的六边形海区进行了气团变性实验,目的是弄清自海面通过大气边界层到自由大气中的能量和动量的输送过程,研究大气扰动的发生和发展。分析表明,气团变性在云、降水和气团结构上都有明显的反映:云的分布和变化,表现在大陆和近海区低云量少,黑潮上空低云量多,大陆低云几乎全为层云,海上低云为对流云,黑潮上空的低云则为发展强烈的积云。
扩展阅读
- 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理与方法. 3版.北京:气象出版社,2000.