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氣旋

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2003年9月4日,位於冰島附近的一個溫帶氣旋

氣旋三維空間上的大尺度渦旋,其中心氣壓低、四周氣壓高,是一種近地面氣流向內輻合,中心氣流上升的天氣系統。由於地球自轉與科氏力(Coriolis effect)作用,使得氣旋在北半球作逆時針旋轉,在南半球做順時針旋轉。氣旋與低壓是對同一天氣系統的不同角度描述,氣旋針對氣流狀況,而低壓指氣壓分布狀況.[1]

階段

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  • 初生:低空為一個淺薄弱低壓並存在水平輻合、降水區,低壓中心位於500百帕上空西風短波槽前輻散區,存在上升運動。高空槽後方存在急流軸並有正渦度中心,槽前有明顯的正渦度平流。這些條件影響低空低壓加強,在鋒面上加強了氣旋性環流。
  • 發展:低壓中心西側偏北風引起冷平流,東側偏南風引起暖平流,引起斜壓性發展,使鋒面發展變形為波動,形成冷、暖鋒,在東側加強上升、西側加強下沉運動,產生垂直運動不對稱。這樣,冷鋒向東偏南方向移動,附近雲帶變窄,暖鋒向東偏北方向移動,鋒前雲帶變寬,雲系漸變為逗點狀。由於冷鋒後部冷平流、下沉運動加強,500百帕上渦度中心向短波槽底移動,冷鋒西北500百帕高度降低,暖鋒前部相反,暖平流、上升運動加強使500百帕高度升高,使高空短波槽也得到發展。
  • 成熟:在高空短波槽前西南地轉氣流加強,使渦度中心移到槽前最大風速區左側,到達地面冷鋒後部或地面氣旋中心的西南方向,又促使地面氣旋加強,在斜壓和動力聯合作用下,造成高空和地面相互影響、發展的正反饋過程。在此作用下,雲區向地面氣旋中心前方和西方及西南方擴展,沿冷鋒的雲帶不斷變窄。
  • 錮囚:500百帕上正渦度中心不斷接近地面氣旋中心,已位於氣旋中心上空,等厚度線、地面等壓線、500百帕等高線幾乎重合,冷暖平流作用消失,高低空氣旋中心軸線幾乎垂直,氣旋中心與暖區聯繫被切斷,鋒面變成錮囚鋒,氣旋變成錮囚氣旋停止發展。

類型

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不同地面天氣圖的溫帶氣旋和熱帶氣旋

根據氣旋形成和活動的主要地理區域,可將氣旋分為極地氣旋極地渦旋溫帶氣旋副熱帶氣旋熱帶氣旋等幾類。

溫帶氣旋

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溫帶氣旋是活躍在溫帶中緯度地區的一種氣旋,又稱為「溫帶低氣壓」或「鋒面氣旋」[2]

溫帶氣旋是一種斜壓(有顯著溫度梯度)系統,其出現伴隨著鋒面,尺度一般較熱帶氣旋大,可達幾百乃至數千公里。成熟的溫帶氣旋為淺暖心結構。

極地渦旋

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極地渦旋是一種持續的、大規模的氣旋,發生於地球兩極,介於上部對流層和中低平流層南極極地渦旋比北極極地渦旋更為顯著,持續時間更長。北極渦旋形狀瘦長,有兩個中心,一個在加拿大的巴芬島,而另一個在西伯利亞的東北部。

除地球外,一些天體也有極地氣旋現象,包括金星火星木星土星的衛星土衛六

極地低壓

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2009年12月位於日本海的極地低壓

極地氣旋是發生在高緯度地區的一種氣旋性低氣壓,又稱極地低壓,內部氣溫極低,常有大風或降水等強對流天氣。一般由高緯度的低氣壓引起氣旋生成而產生,也可由極地性氣團經過海面上空所形成的低壓區而生成。極地氣旋與鋒面無關。

副熱帶氣旋

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副熱帶氣旋是與鋒面無關的氣旋,特性介乎熱帶氣旋及溫帶氣旋之間,通常是高空冷心低氣壓伸延至地面形成的,有時會轉化為熱帶氣旋或溫帶氣旋。著名的1991年「完美風暴」便是一個副熱帶氣旋[3]

熱帶氣旋

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熱帶氣旋是發生在熱帶、亞熱帶地區海面上的氣旋,由水蒸氣冷卻凝結時放出潛熱發展而出的暖心結構。當熱帶氣旋登陸後,或者當熱帶氣旋移到溫度較低的洋面上,會因為失去溫暖、潮濕的空氣供應能量,減弱消散,或失去熱帶氣旋的特性,轉化為溫帶氣旋[4]。強烈的熱帶氣旋,如颱風(颶風)擁有巨大的破壞力,2005年8月吹襲美國紐奧良颶風卡特琳娜造成一千八百多人死亡,810億美元的損失。

資料來源

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  1. ^ Glossary of Meteorology. Cyclonic circulation. American Meteorological Society. June 2000 [2008-09-17]. (原始內容存檔於2011-07-07). 
  2. ^ Frederick Sanders and John R. Gyakum. Synoptic-Dynamic Climatology of the "Bomb" (PDF). Monthly Weather Review. October 1980, 108 (10) [2006-11-11].  [失效連結]
  3. ^ National Climatic Data Center. The Perfect Storm. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2008-08-20 [2009-09-14]. (原始內容存檔於2013-11-06). 
  4. ^ Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Hurricane Research Division.FAQ:A7) What is an extra-tropical cyclone?頁面存檔備份,存於網際網路檔案館),NOAA,於2007年3月12日擷取。(英文)

參看

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