锋面云同大气中锋面伴生的、由各种高度各种云状以相当固定的配置组成的云系,可以从地面的连续观测、天气图、飞机探测、雷达探测和卫星云图中清楚地看到。锋面云系中云状的典型配置为暖锋云系、锢囚锋云系、冷锋云系。
锋面云(frontal cloud )同大气中锋面伴生的、由各种高度各种云状以相当固定的配置组成的云系。
在大气锋的附近,由于气流在锋面的辐合、近地层的摩擦辐合和高空锋区环流的作用下加速辐合,形成大范围的垂直气流,在整个对流层内沿锋线长约2000km,宽约400km的范围内形成由卷云、高层云、雨层云以及积雨云等各种云状组成的云系,并产生大范围的持续性降水。这个云系可以从地面的连续观测、天气图、飞机探测、雷达探测和卫星云图中清楚地看到。
图1是洋面上锋面气旋云带模型,它主要由冷锋静止锋云系、暖锋云系和锢囚锋云系三部分组成。
活跃的暖锋云带最宽,在云图照片上常呈现一大片高空卷云覆盖区,活跃的暖锋具有强的斜压性,由于暖锋云带和暖锋云系相连接,因而就不易确定地面暖锋(d)的位置。活跃暖锋云系由层状云组成,上面还有一层卷云。
锢囚锋云带是指从暖区顶端出发按螺旋形状旋向气旋中心的云带。暖锋顶端的位置定在锋面云带凸起部分即卷云区的下面。目前气象员分析锢囚锋时,只把锢囚锋画到气旋北部或西北象限中,并不把锢囚锋绕到气旋中心。
在500hPa槽线后面的冷锋段为不活跃冷锋,锋面云带与活跃冷锋有明显的不同,常出现狭窄而不完整且破碎或断裂的云带。不活跃冷锋的斜压性比较弱,因而冷平流和风的垂直切变甚小,高空风大体与锋相垂直,所以云带断裂,这种云带主要由低层的积状云和层状云组成,而中高云很少。有时也可出现一些卷云。在陆地上,不活跃冷锋可以无云或云量很少。
当活跃的冷锋移动甚缓或变成准静止锋时,从锋面云带南部边界伸出一条条积云线(e),这些枝状云系可用来定锋面南部副热带高压脊线位置(f)。在活跃的准静止锋中,高空风基本与锋平行,云图上表现为一条宽的云带,在一定条件下,这类准静止锋面云带上可以发展出气旋波。不活跃的准静止锋,一般出现在较低纬度,云带走向大体上是东西向的,锋区中云带断裂,趋于消失,云带中只有高云。
当大气不稳定时,还在地面锋线附近形成积雨云,伴有雷阵雨甚至冰雹。
锋面云系中的垂直气流速度一般为10-10cm/s,但局部地区存在着0.1-1m/s的较强垂直气流,相应地面的雨强为10mm/h,其水平尺度约为50km。按其相对于天气系统的位置称为暖锋雨带、暖区雨带和冷锋雨带等。还有一些水平尺度为10km、上升气流速度为1m/s的小尺度结构,如高空降水生成泡、地面冷锋附近的强对流(冷锋窄雨带)等。
锋面云系中有冰晶云、混合云和水云。云中冰晶形状和浓度可以有很大的时、空变化。混合云汇中的水滴半径和浓度都比较小,含水量仅为10——10g/m。锋面云系的微结构不但决定于空气温度和降水的发展,而且决定于云系所处的发展阶段和云系内部的混合和传输。