特徵
冷鋒雲系的長度和寬度相差很大,這決定大氣運動尺度、鋒面坡度和水汽條件。當斜壓葉雲演變為逗點狀雲系時,則伴隨有冷鋒雲帶的生成和發展。這種情況出現此同時於在斜壓葉雲系的後部有一支西北急流指向雲區,當急流侵入雲區,斜壓葉雲系的西側的雲頂降低,紅外雲圖上的色調變暗,預示冷鋒雲帶將形成。
形成方式
1、斜壓盾狀雲系發展成冷鋒雲帶
當斜壓葉雲演變為逗點狀雲系時,則伴隨有冷鋒雲帶的生成和發展。這種情況出現此同時於在斜壓葉雲系的後部有一支西北急流指向雲區,當急流侵入雲區,斜壓葉雲系的西側的雲頂降低,紅外雲圖上的色調變暗,預示冷鋒雲帶將形成。
2、逗點雲系迭加於切變線雲帶形成冷鋒雲系
當逗點雲系東移與東部地區的切變線雲帶迭加合併時,切變線雲帶將轉達變為冷鋒雲帶。
3、捲雲帶南移形成冷鋒雲系
在衛星雲圖上,時常可以看到一條東西走向的捲雲帶,當其演變為冷鋒雲帶時,捲雲帶的西端明顯南移,呈東北-西南走向,並逐步表現為氣旋性彎曲,最後形成冷鋒雲帶。
4、南北雲系迭加形成冷鋒雲系
當北方有一與渦旋相聯的逗點雲帶時,其東南方是一與高空槽相聯的盾狀捲雲帶時,如果南北天氣系統振幅迭加時,徑向環流發展,高空槽前的偏南氣流,及由此導致槽後的偏北氣流同時加大,這時南北雲系迭加,受北方冷空氣的作用,雲系逐步演變為氣旋性彎曲,冷鋒雲帶生成。
5、斷裂雲系形成冷鋒雲帶
當夏季的衛星雲圖上出現排列成線(帶)的離散對流雲系發展時,雲系相互合併,隨雲系發展導致西南氣流和雲系後部的偏北氣流加強,冷空氣侵入雲區,從而形成冷鋒雲系。
地理格局
西北-華北冷鋒雲系
侵入我國西北到華北地區的冷鋒主要來自西伯利亞和中亞地區。當冷鋒位於西伯利亞地區時,它表現為一條東北西南走向的連續雲帶,但當冷鋒雲系越過帕米爾高原時、天山和阿爾泰山進入西北地區時,由於受地形影響而減弱,尤其是冷鋒南段越過天山進入塔里木盆地,下沉增溫明顯,中低雲系受下墊面的影響,顯著減弱,時常只表現一些薄的捲雲,在這種情況下,冷空氣的活動在可見光雲圖上難識別,常用紅外雲圖來判別。
西北-華北冷鋒雲帶常為密蔽的連續完整的雲帶,雲系色調白以多層云為主;在下午由於局地熱力作用,雲區表現為紋理不均勻的對流性雲系出現;雲帶表現為氣旋性彎曲,呈東北西南走向,有時寬度可達4-6個緯距。
對於完整連續的華北冷鋒雲帶處在500百帕高空槽前,與西南氣流近乎相平行,在雲帶中的明亮處都有與降水相聯。對於處在500百帕槽後的冷鋒,無論是冬季還是夏季,雲系都很少。西北—華北冷鋒雲帶常為密蔽的連續完整的雲帶,雲系色調白以多層云為主;但到夏季,在下午由於雲分布造成局地熱力作用不均勻,雲區表現為紋理不均勻的對流性雲系出現;雲帶表現為氣旋性彎曲,呈東北西南走向,有時寬度可達4-6緯距。
青藏高原冷鋒雲系
青藏高原地形複雜,拔海高度大約平均在5000米左右,氣象測站少,大氣活動了解不十分清楚,有人認為冷鋒難以越上高原,自從有了衛星雲圖,發現青藏高原上同樣有冷空氣活動。
在夏季當西風帶高空槽強烈發展時,其振幅加大,盛行徑向環流,導致冷空氣從新疆侵入青藏高原,造成青藏高原上的寒潮大風天氣。一般強的冷空氣先侵入新疆,地面出現強的冷高壓,接著翻越崑崙山到達青藏高原,然後從西北向東南越過整個青藏高原。在雲圖上表現為在新疆有一條寬約2個緯距、由捲雲和高層云為主的雲帶,地面鋒定在雲帶中間靠前的地方;冷鋒到達高原上後,雲系以捲雲和積狀云為主,寬度變窄,地面鋒定在雲帶的前界處。
對於較弱的冷鋒主要影響高原的東北部或東部;對於一些較強的冷鋒可使高原出現5-7℃的降溫天氣。從衛星雲圖上可看到,冷鋒不僅可以翻越到高原北部山區,到達高原中部和南部,而且可以越過整個青藏高原到達高原南部地區。
西南冷鋒雲系
夏季侵入西南地區的冷空氣路徑有兩條:一是稱謂高原路徑,冷空氣從新疆翻越崑崙山進入西藏高原後,從西北向東南掃過青藏高原侵入雲南、四川,然後影響貴州;另一條是偏北路徑,冷空氣從新疆東移後沿高原北緣急轉南下侵入西南地區。
對於翻越青藏高原和從新疆東移的冷鋒雲系進入西南地區後,因西南氣流的影響,雲系很快增密、色調變白,寬度可達3個緯距左右,雲帶的後界較清楚,前界鬆散不整齊,雲系以高、中、低雲組成的多層雲系,地面冷鋒定在雲帶中間或前界附近;冷鋒的西段位於橫斷山脈地區,其主要特徵與青藏高原冷鋒類似。
從青海湖侵入西南地區的冷鋒常與其前方暖區的中小尺度雲系連在一起,造成鋒分析上的困難,但是鋒與暖區雲系不同之處是:冷鋒雲系表現有與雲帶平行的紋線或纖維狀結構;而暖區的中小尺度雲系表現為離散的、團狀的稠密雲區。
形成西南冷鋒還有下面兩種情形:
(1)處在蒙古西部的高空冷渦的後部常會分裂出一股股冷空氣南下入侵西南地區,並與南方低緯度北上的西南氣流中的雲繫結合,發展成冷鋒雲帶;
(2)在夏季,西南地區時常存有一條太平洋高壓和青藏高原高壓之間形成的切變線雲帶,當在雲帶西北側青海湖的冷空氣南下侵入,並注入切變線雲帶時,就形成川滇冷鋒雲系。
東北冷鋒雲系
東北地區是氣旋多發地區,該地的冷鋒多與氣旋相關聯,在發展完好氣旋雲系的東南一側伸出一條氣旋性彎曲的冷鋒雲帶。該地區的冷鋒雲帶都較完整,雲帶以多層云為主,寬在3-4個緯距左右,雲帶中色調最白的地方有強降水。
有時在一條主要雲帶的後部,從渦旋的西北到西南象限伸出一條或幾條副冷鋒雲帶,其寬度較窄,從西北向東南方急速移動,在夏季時常伴有雷暴天氣。
南方冷鋒雲系
在長江以南地區,由於熱帶洋面水汽輸送,水汽豐富,冷鋒常表現為一條連續的雲帶。在冬季,南方冷鋒鋒面坡度小,雲帶很寬,有時達5個緯距以上,地面冷鋒定在雲帶前界附近,雲帶北界(中低雲)與700百帕切變線位於雲帶中低雲的北界處。到夏季,副熱帶高壓加強北上西進,南方冷鋒的坡度變大,雲帶變窄,由於冷空氣變性,冷鋒雲系演變為切變性雲系。
南方冷鋒雲帶上的雲系的組成隨季節、大氣環流和周圍環境而異,分成三種情況:
(1)冬春季節,受越過青藏高原的下沉氣流的作用,雲系以穩定的中低云為主,紅外雲圖上表現為灰到較暗的色調;
(2)當青藏高原上的高空槽雲系東移,與南方冷鋒雲系重疊時,雲帶以穩定的多層云為主;
(3)在夏季,同於太陽對地表的局地加熱作用,冷鋒雲帶的前界附近處出現對流雲。
在我國南方地區冷鋒雲系的另一個特點是時常出現高空冷鋒,由於高空氣流速度較低空大,與冷鋒相伴隨的中高雲系的移速也較低空要快,這就使得低雲在中高雲的後部暴露出來。