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2016-01-29
这个概念模型的一个基本特点，在于它说明在气旋发生发展过程中能量的转换问题。在锢囚过程期间，最初范围很大的暖空气区域逐渐减小范围，并被入侵的冷空气所替代。在气旋中心附近，整个大气的中心是降低了，所以位能减小，但同时气旋系统的动能却增加了。J.Bjerknes和Solberg认为这种能量转换作用适合于气旋发生的过程。他们说，只有存在一定的气团温度对比(锋面)的条件下，气旋的动能才能增加，在气旋变成完全锢囚的最后阶段，气旋不再发展，这被认为是由于气旋中心附近气团温度对比已经减弱，没有了有效位能的缘故。在这个阶段所有的暖空气都已经被抬升上去了，冷空气下沉并在低层扩展到气旋所占的整个区域。由于我们不能把气旋完全作为一个动力学和热力学的闭合系统，所以气旋发展中的能量过程实际要复杂得多。
4.锋面气旋天气
锋面气旋的天气可以看成是以气旋的空气运动特征为背景的气团天气与锋面天气的综合。
锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升气流占优势，因此对应着云雨天气。但由于上升气流的强度和锋面结构的不同，以及组成气旋的冷、暖空气随季节和地区的差异，锋面气旋在不同的发展阶段会有很大的差异。要给出锋面气旋在各种情况下的具体天气特征，确实是很难做到的。流型基本相同的天气系统可以有差异很大的天气分布。
在实际工作中，人们往往通过概念模型把云、降水分布与各种环流系统联系起来，为预报提供一个大致轮廓，在此基础上再结合具体因素，如考虑地形的影响、下垫面的特征、季节的变化、气团的稳定性、水汽的多寡等等，加以修正。下面是锋面气旋在不同发展阶段的天气模式(如图4.18)：
(1)初生阶段
在锋面气旋的初生阶段，一般强度较弱，上升运动不强，云和降水等坏天气区域不大。在暖锋前会形成云雨和连续性降水，能见度恶劣。云层厚的地方在气旋波顶附近。当大气层结不稳定时，暖锋上还可以出现阵性降水。在冷锋后，云和降水带通常比暖锋前要窄一些。
(2)发展阶段
在锋面气旋发展阶段，气旋区域内的风速普遍增大，气旋前部有暖锋天气特征，云系向前伸展很远，靠近气旋中心处云区最宽;离中心越远，云区越窄。气旋后部具有冷锋后冷气团的天气特征。但夏季冷气团中常有对流云发生。靠近气旋中心的一段冷锋移动较快，锋前及地面锋线附近为对流云及阵性降水。远离气旋中心的一段冷锋一般处于高空槽后，移动缓慢，锋后云雨区较宽。在气旋的暖区部分，其天气特点主要取决于暖区气团的性质：如果是热带大陆气团控制，由于空气干燥，一般无降水，至多只有一些薄的云层;如果是热带海洋气团控制，水汽充沛，则在层结稳定时出现层云或雾，层结不稳定时易有对流性天气发展。在发展强的气旋中，暖区可出现偏南大风，冷锋后的冷区则可能出现西北大风，在干燥季节，伴随大风会出现风沙，能见度变坏。
(3)锢囚阶段
当锋面气旋发展到锢囚阶段时，地面风速很大，辐合上升气流加强，在水汽充沛时，云和降水范围扩大，降水强度加剧，而云系比较对称地分布在锢囚锋两侧。
(4)衰亡阶段
当气旋进入衰亡阶段后，云和降水开始减弱，云底抬高。以后随着气旋趋于减弱消失，云和降水也随着逐渐消失。
以上讨论的仅是气旋天气的大尺度特征。60年代以来，随着雷达、卫星观测的增多，人们发现气旋的天气远不是那么简单，其中最明显的特征是云和降水具有中尺度结构，降水呈多带分布。Hobbs等根据处于气旋不同部位的特征，把雨带分为六类：①暖锋雨带;②暖区雨带;③宽冷锋雨带;④窄冷锋雨带;⑤锋前冷雨带;⑥锋后雨带
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