第二节 锋的概念与锋面坡度
一、锋的概念
1.定义:
两个热力性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
或者两个密度性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
或者 冷暖气团之间的狭窄的过渡带,称为锋。
2.锋的空间结构
a.冷暖气团的交界面,称为锋面。
b.锋面在空间呈向冷区倾斜状态,冷空气在下,暖
空气在上。,
c.锋面与地面的交线称为锋线。
d.锋面与空中某平面相交的区域称为锋区 —— 天气
图上温度梯度大的窄区域。
e.地面锋线总在高空锋区暖区一侧。
二、锋的分类
1,按移动分类
a.冷锋:冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团
一侧移动,称为冷锋。
b.暖锋:暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧
移动,称为暖锋。
c.准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动的锋,
称为准静止锋。( 6小时无移动,24小时
移动在 2个纬度之内)
中性锢囚
d.锢囚锋:冷锋后部的冷气团与暖锋前的冷气团的交界
面,称为锢囚锋。
暖式锢囚
冷式锢囚
2.按锋伸展高度分类:
对流层锋:地面 —— 对流层顶
地面锋:低层锋 —— 700hap以下
高空锋,500hap以上,不接地
3.按大气环流分类 P66 T2.4
冰洋锋(地面锋)
极锋
副热带锋
三、锋面坡度
1.不连续面的概念,锋面近似为物质面 —— 不连
续面
a.锋面是 T,ρ的零级不连续面(气象要素本身
不连续)
b.等温线在锋面上发生间断
c.垂直与锋线的地转风(分量)是连续的
2.锋面坡度公式
设 x轴由暖气团指向冷气团,y轴平行地面锋线
求锋面倾角 α
展开得
两式相减得:
L L L
L
N N N
N
P P P
d P d x d y d z
x y z
P P P
d P d x d y d z
x y z
? ? ??
? ? ?
?
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?
? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ??
∴ 得到锋面坡度
—— ①
由静力学方程和地转风方程
NL
LN
PP gg
zz??
?? ? ? ? ?
??
NL
L gL N gN
PP f V f V
xx??
?? ??
??
其中 和 是平行与锋线的地转风分量 代入①
式得
—— ②
代入状态方程 (注意 )

—— ③
gL gNVv gNV
? ?
? ?
L gL N gN
LN
f V V
tg
g
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?
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?
?
?
? ?
? ?
N g L l g N
NL
f T V T V
tg
g T T
?
?
?
?
②,③式为 Margules锋面坡度公式

g g L g NV V V? ? ? ? ?
1
2gm gL gNV V V??
代入③式得
? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2m L g m g N m N g m g LT T V V T T V Vf
tg
gT
?
? ? ? ? ?
??
?
2 2 2gm g m
Vff
t g T V
g T g
?
?
? ? ?
?
g
m gm
Vft g T V
gT
? ???? ? ???
???
∵ 在实际计算中 比较小,可略去
∴ —— ④
讨论上式:
a).锋面的坡度与 f成正比,高纬锋面坡度大于低纬
赤道上,即无锋面
gmV
g
m
Vf
tg T
gT
?
?
?
?
b).锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比,温度差越大,坡
度越小。
即无锋面
c).锋面的坡度与锋两侧平行与锋的地转风分量差成正比
风呈气旋性切变
风速差(风速切变)越大,坡度越大
00gV tg ?? ? ?
d).锋面坡度与平均温度成正比
越高,坡度越大,冬季坡度小于夏季
e).实际计算
我国统计结果
北方(高纬)锋面坡度
南方(低纬)锋面坡度
注意:冷锋的坡度大于暖锋和静止锋