[科普中国]-气旋性环流

现象描述

气旋性环流（cyclonic circulation），即气旋式环流，是指在北半球（南半球）呈逆（顺）时针旋转流动的环流。例如低压系统（气旋、台风等）都是一种气旋性环流。1

产生机理天气系统的强烈发展过程往往发生在当对流层顶附近正的位涡异常区东移迭加在低空原先已经存在的锋区之上，气压、风、质量之间原来的平衡关系遭到破坏以后。由高空正位涡异常区诱生的气旋性环流，造成在高空正位涡异常区前方有暖空气向北平流，结果在地面形成明显的正位温异常区（它稍位于高空异常区的前方），该异常区亦将相应地诱生出一个气旋性环流。上述两个高、低空异常区的同位相迭加，使得它们各自所诱生的气旋性环流将进一步发展，如图1 。2

以上讨论的的是绝热无摩擦的情况，因而位涡和位温都是守恒的，实际大气中非绝热加热是产生位涡异常的重要原因，并会对气旋的发展产生很大影响，加热在空中某个区域有凝结潜热释放，则在该区域下方会有正位涡异常产生，而在其上方则有负位涡异常产生，这样对于中纬度低压系统来说，下层的位涡异常会形成低层的气旋性环流，而高层负位涡异常会加强高空脊的发展，从而有利于气旋的快速发展。2

发生实例台风台风是在比较均匀的热带海洋气团内发展起来的气旋性环流，它的气压、温度和风常呈圆形对称分布，降水呈螺旋带状特征。2

在台风螺旋雨带中有许多对流单体，各个单体的运动与整个螺旋雨带的运动也不同。天气雷达观测指出，螺旋回波带中个别单体是按气旋性环流向中心传播的，即螺旋雨带向外移动而个别单体向中心运动。图2 是台风中雨带与单体运动的一个模式。在这个模式中，雨带上的各个对流单体围绕台风眼作气旋式切向运动，新的单体在螺旋雨带的上风方向的一端形成和发展，愈向下风方向，其外形逐渐变成层状结构，最后在雨带的下风端消失。2

研究表明，螺旋状的弯曲雨带和对流层中高层特定的环流型紧密联系。图3 是迭加在1980年6月8日1700CDT低层反射率型上的合成分析，表示了对S1雨带曲率中心（c）的相对运动。在600hPa层上，和弯曲雨带对应的是流场的气旋式弯曲，而在500 hPa层上则具有明显的闭合气旋式环流，环流中心在C点以东约40km。2

这种紧密相关表明反射率型的弯曲反映了MCC的中尺度环流和降水型的细尺度结构之间存在相互作用。500 hPa具有明显入流的闭合环流和砧云中广泛凝结所需的上升运动以及砧云下方未饱和的下沉运动相一致。400和300 hPa层环流很弱。飑线附近的反气旋弯曲和出流出现在200 hPa层上。145 hPa层整个区域被反气旋式弯曲控制。这种成熟期MCC中层的气旋式环流向上转换到高层的反气旋式环流的特征，在其他个例中也观测到，是具有代表性的内部结构，并和热带地区的中尺度对流系统类似。2

青藏热低压在夏季青藏高原是个热源，高原低层形成热低压，盛行气旋式环流（图4）。它与西太平洋副高相配合，不仅使其东侧的西南季风增厚，而且使夏季西南季风更加深入到华北以至东北地区。

另外，夏季高原巨大的热源，有助于高层南亚高压和东风急流的形成与维持，与印度西南季风的爆发有直接关系。2