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甚麼是高空擾動?

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甚麼是高空擾動?

在天文台的天氣預報當中,有時會提及「高空擾動」。其實高空擾動是甚麼天氣系統?它對我們的天氣又有甚麼影響呢?

首先我們要知道,地球上的空氣並不是靜止的,而是不停地流動。空氣流動的速度並不平均,流動方向亦會隨著時間及地點而改變。高空擾動是大氣高層氣流方向出現顯著變化的區域。

由於地球近赤道地區空氣受熱膨脹上升繼而流向兩極,加上地球自轉所產生的科里奧利力(Coriolis force) 使在北半球移動的空氣向右偏移(在南半球移動的空氣則向左偏移),中緯度地區上空普遍吹西風(稱為西風帶1),即是高空的氣流大致由西向東流動。這些氣流有時彎曲地流動,在北半球沿氣流方向向左拐的地方便是「槽」,或稱為「西風槽」。相反,向右拐的地方便是「脊」,或「西風脊」。

圖一

圖一   2015年11月21日上午8時在500百帕的高空觀測數據

圖一顯示2015年11月21日上午8時約離地面五公里的高空觀測數據。藍線顯示高空流線,沿氣流方向向左拐彎突轉向(由藍色箭咀至黃色箭咀)的地方便是西風槽的槽軸(紅色虛線顯示)。西風槽的前方(黃色陰影顯示)普遍吹西南風,其後方普遍吹西北風(藍色箭咀顯示)。從與圖一相同時間的可見光及紅外光合併衛星雲圖可見(圖二),位於西風槽的前方水汽相對較多,雲團較為厚實,而槽後方的雲層則相對稀薄。一般而言,西風槽的前方有利低層空氣往上升,該區的大氣相對不穩定,較易產生雲和雨,甚至是雷暴,而槽的後方空氣由高空往下沉,大氣相對穩定,有利出現晴朗的天氣。

圖二

圖二   跟圖一相同時間的可見光及紅外光合併衛星雲圖

受到不同大小的天氣系統影響,大氣的流動可以非常複雜,高空擾動有時亦會發生在地球較低緯度上空的偏東氣流中(特別在夏季)。一般來說,高空擾動代表附近有機會出現不穩定的天氣,所以分析高空擾動及估計其動向對預測天氣尤為重要。

註:

  1. 在北半球,西風帶會在秋冬(春夏)季南(北)移