气压系统随高度的变化.doc

气压系统随高度的变化

学习目标：掌握气压系统随高度变化的原因，深厚系统与浅薄系统的概念；了解温压场不对称的系统随高度的变化规律。学习重点：深厚系统与浅薄系统的概念几实际大气中的深厚系统与浅薄系统。
地面天气图和高空天气图上的现象是相互联系的。只有将各层次的天气图配合起来进行综合分析，才能全面认识大气运动，从而正确预报天气。为了了解各种不同层次天气图之间的联系，首先要了解气压系统的垂直结构。
由前面所学的大气静力学方程可知，气压随高度的变化与温度分布有关，温度愈高，气压随高度减少愈慢，单位气压高度差愈大。下面就根据这一原理来讨论气压系统随高度的变化。
一、温压场对称的系统
温压场对称的系统是指地面图上温度场的冷暖中心与气压场的高低中心基本重合在一起的系统。温压场对称的系统有暖高压、冷高压、暖低压和冷低压四类。
1．深厚系统
地面是高压，到高空仍保持为高压者，或地面是低压，到高空仍保持为低压者，称为深厚系统。暖高压和冷低压就是这类系统。
如图2.21（a）所示,在暖高压中，中心的温度比周围高，高压中心的气压随高度降低较四周慢，中心的单位气压高度差要比周围大。因此，随高度上升，等压面越向上凸起，高压不但维持，而且随高度有所增强。同样，由于冷低压中心的温度低，低压中心的单位气压高度差较四周小，因此，随高度上升，等压面越往下凹，低压不但维持而且随高度有所增强，如图2.21（d）所示。
实际大气中，副热带高压和高空冷涡就属于这类系统。
2．浅薄系统
地面的高压、低压随高度增加而强度减弱，甚至转变成低压、高压者，称为浅薄系统。冷高压和暖低压就是浅薄系统。
如图2.21（b）所示，在冷高压中，中心的温度比周围低，其单位气压高度差比周围小，到一定高度后，高压中心的气压变得与周围相同（等压面变平），到更高层，等压面变得下凹,成为一个低压系统；而暖低压的情况则相反,如图2.21（c）所示。
我国夏季大陆上的热低压和冬季较高纬度地区的某些寒潮冷高压就属于这类系统。值得指出的是，热带气旋虽然也是一种暖性低压，但由于它在地面上的气压很低，等压面坡度很大，通常到300hPa以上高度才转变成高压。因此，它不属于浅薄系统。
二、温压场不对称的系统
温压场不对称的系统是指地面图上冷暖中心与高低中心不重合的系统。
图2.21（e）和（f）即为不对称的高、低压系统在垂直剖面图上的情况。由图可见，由于温压场不对称，暖区一侧的单位气压高度差要比冷区一侧大，因此，高压中心越到高空就越向暖中心靠近，即高压中心轴线（同一气压系统在各高度上的中心点连线）向暖区倾斜。同理，低压中心轴线向冷区倾斜。在北半球中高纬地区，不对称的低压总是东暖西冷，不对称的高压总是东冷西暖，因此，高压中心轴线通常随高度向西南倾斜，低压中心轴线通常随高度向西北倾斜。南半球温压场不对称的高压中心轴线通常随高度向西北倾斜，低压中心轴线通常随高度向西南倾斜。在中纬地区，多数系统是温压场不对称的，因而轴线都是倾斜的，如发展阶段的温带气旋和反气旋就属于这类。
温压场不对称系统在地面图上虽是闭合的高压或低压，但往往到500hPa等压面上，等高线就不闭合了，而成为槽脊形。这就可以解释为什么地面天气图上闭合系统多，而高空天气图上槽脊形系统多的原因了。