锋与天气

江伟

2010年12月

什么是气团？

气团是指温度和湿度分布比较均匀的一个大范围的空气团。一般而言，气团的水平范围可达数百万平方公里，而垂直则可达对流层顶。一个气团的特性取决于其下垫面的性质。例如，一个温暖的下垫面可产生一个暖气团，而一个下垫面为海洋的气团则有较高的湿度。

图1

什么是「锋」？

在两个不同的气团之间有一交界面，称为「锋」。在「锋」之上，温度和湿度的水平梯度会相对较大。此外，由于冷空气的密度较高，「锋」会随高度倾向冷气团。

图2

根据气团的性质及其相对的移动方向，我们把锋分为四类，分别为冷锋、暖锋、静止锋和锢囚锋。如果是冷气团移向并取代暖气团原有的位置，该交界面便是冷锋，反之便是暖锋。

图3

假如冷、暖气团势均力敌，锋在某一地区摆动或停滞，这便是静止锋。

图4

最后，如果冷锋追上暖锋，暖空气被抬离地面便形成锢囚锋。

图5

伴随冷锋的天气

不论是冷锋还是暖锋，密度较高的冷空气会切入暖空气下方，而密度较低的暖空气则会随锋面向上爬升。这个爬升的过程会使暖空气膨胀及降温，结果在锋面附近形成云团及降雨。由于冷锋较暖锋倾斜，暖空气爬升的速度亦相对快，故此冷锋伴随的天气通常较暖锋的剧烈。

图6

一般而言，典型的冷锋到境会伴随较厚的层状云及降雨。一些活跃的冷锋更会形成雷雨云，产生剧烈的雷暴、雹暴甚或龙卷风。这些云层和降雨大多集中在锋面附近，当冷锋过境后，天气通常会逐渐转晴。然而，冷锋过境也非必然会带来云层和降雨。如果大气太干燥的话，天气在冷锋过境期间也可以一直保持天晴。受冷气团影响，冷锋过境后气温会迅速下降，而冷空气的入侵亦会使当地的气压急速上升。

影响香港的冷锋

香港在冬季时会经常受到冷锋影响，而冷锋的到来也代表著是寒潮的开始。以下是2009年12月其中一次冷锋过境时的情况。

过境前:

图7. 2009年12月15日的天气图: 冷锋正横过华南。

图8 可见光卫星云图 (2009年12月15日, 上午 11时30分): 冷锋伴随的云带

过境后:

图9 2009年12月16日的天气图: 冷锋横过广东沿岸后，进入南海北部。

图10 可见光卫星云图 (2009年12月15日, 上午 12时30分): 冷锋伴随的云带

在2009年12月15日，一道冷锋大约在晚上八时(即协调世界时12时)横过香港。从图表11中可见冷锋过境时及之后，天文台录得显著的降雨，而且气温急速下降和气压持续上升。

图11