[科普中国]-反气旋

特征

反气旋是占有三度空间的、中心气压比四周高的水平空气涡旋，又称高压。气旋和反气旋的名称是从大气流场而来，而高压和低压名称是从气压场而来。气旋和反气旋的大小是以地面图上最外一条闭合等压线的范围来量度。气旋的水平尺度一般为 1000km，大者可达 2000—3000km，小者只有 200—300km。而反气旋的水平尺度一般比气旋大得多，发展强盛时可达数千千米气旋和反气旋的强度用中心气压值的大小来表示，气旋中心气压愈低，表示强度愈大；反气旋中心气压值愈高，强度愈大。一般地面气旋中心气压值在1010—970hPa，发展强大的可低于 935hPa，海洋上曾有的低到 920hPa。地面反气旋中心气压值一般为 1020—1030hPa，发展强大的可达 1079.1hPa。在北半球，气旋中空气绕中心作逆时针方向旋转，反气旋中空气绕中心作顺时针方向旋转。南半球，气流方向相反。气旋按发生地区分温带气旋和热带气旋，反气旋分极地反气旋、温带反气旋和副热带反气旋。气旋和反气旋是引起天气变化的两类重要天气系统。温带气旋和反气旋是发生在中、高纬度地区与高空锋区相伴出现的。它们的发生、发展和移动同高空天气系统有密切关系。1

在低压层大气里，特别是在近地面附近，因为反气旋的气流是由中心旋转向外流动。所以，在反气旋中心必然有下沉气流，以补充向四周外流的空气。否则，反气旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流，不利于云雨的形成。所以，在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季，则天气炎热而干燥。如果反气旋长期稳定少动，则常出现旱灾。我国长江流域的伏旱，就是在副热带反气旋长期控制下造成的。冬季，反气旋来自高纬大陆，往往带来干冷的气流，严重者可成为寒流。

强度分类反气旋的强度反气旋的强弱不一。它的强度可以用其最大风速来度量：最大风速大的表示强，最大风速小的表示弱。在强的反气旋中，地面最大风速为20一30米/秒。

反气旋的中心气压值常用来表示它们的强度。地面反气旋的中心气压值一般为1020一l030毫巴，冬季寒潮高压最强的曾达1078．9毫巴以上。

反气旋的分类反气旋的分类方法比较多，按其生成的地理位置，反气旋可分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。

按照结构的不同，反气旋可分为冷性反气旋（或冷高压）和暖性反气旋（或暖高压）。

气旋之间，并不存在不可逾越的鸿沟。不同类型的气旋和反气旋；在一定条件下会互相转化。如锋面气旋可因一定条件转化为无锋面气旋（冷涡），无锋面气旋（热低压）可因一定条件转化为锋面气旋；冷性反气旋也可转化为暖性反气旋。气旋、反气旋都应看作是有条件的、可变动的、互相转化的。

类型反气旋按结构分为冷性反气旋（冷高压）和暖性反气旋（暖高压）。冷高压（如西伯利亚高压）通常到3～4km高度强度减至很弱，暖高压（如副热带高压）是深厚系统，可伸至对流层顶。反气旋按

生成的地理位置分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。按反气旋的结构分为冷性反气旋（冷高压）和暖性反气旋（暖高压）。

温带冷性反气旋与寒潮冬半年大陆表面强烈辐射冷却，空气在大陆上聚集而形成冷高压。冬季位于亚欧大陆上的蒙古—西伯利亚高压是世界上最强大、势力范围最广的****冷高压，它的影响范围向西可达欧洲中部的意大利，向东南方向可达中国南沙群岛，导致所经地区形成大风降温天气。在冷空气前缘与暖空气交锋处，形成降雨和\或降雪天气，冷高压的主体到达地区维持晴朗天气。

温带反气旋

温带反气旋是指活动在中、高纬度地区的反气旋。一般分为两类：一类是相对稳定的冷性反气旋；另一类是与锋面气旋相伴移动的反气旋，称移动性反气旋。

冷性反气旋和寒潮

冷性反气旋发生于极寒冷的中纬度和高纬度地区，如北半球的格陵兰、加拿大、北极、西伯利亚和蒙古等地，以冬季最多见。其势力强大、影响范围广泛，往往给活动地区造成降温、大风和降水，是中、高纬地区冬季最突出的天气过程。

冷性反气旋出现在近地面层内，由冷空气组成，势力十分强大，中心气压值达 1030—1040hPa， 强时达 1080hPa。 根据静力学原理， 它随高度而减弱，到高空变为冷低区，因而冷高压是一种浅薄天气系统，平均厚度不到3 —4km，700hPa 以上踪迹不清，500hPa 以上就完全不存在了。冷性反气旋的水平范围很大，直径达数千千米，几乎可以和大陆、海洋的面积相比拟。亚洲大陆面积广大，北部地区冬半年气温很低，南部又有青藏高原和东西走向的高大山脉阻挡冷空气南下，因而成为北半球冷性反气旋活动最为频繁、发展最为强大的地区。冷性反气旋在其发展、增强时期常常静止少动，但当高空形势改变时，会受高空气流引导而移动。当其南移时，就造成一次冷空气袭击，如果冷空气十分强大，如同寒冷潮流滚滚而来，给流经地区造成剧烈降温、霜冻、大风等等灾害性天气，这种大范围的强烈冷空气活动，称为寒潮。

我国国家气象局规定， 由于冷空气侵袭， 使气温在 24h 内下降 10℃以上，最低气温降至 5℃以下时，作为发布寒潮警报的标准。但从危害性来看，此标准略高，尤其在南方往往最低气温并未下降到 5℃以下时，就会对农作物造成很大危害。同时，这个规定并未说明气温下降 10℃的范围大小。因此，国家气象局又对上述标准作了补充规定：长江中下游及其以北地区 48h 内降温 10℃以上，长江中下游最低气温≤4℃ （春秋季改为江淮地区最低气温≤4℃），陆上 3 个大行政区有 5 级以上大风，渤海、黄海、东海先后有 7 级以上大风，作为寒潮警报标准。如果上述地区 48h 内降温达 14℃以上，其余同上，则为强寒潮警报标准。根据以上标准统计，我国 1951—1976 年寒潮共有138 次，平均每年 5 次左右。

寒潮主要出现在 11—4 月间，秋末、冬初及冬末、春初较多，隆冬反而较少，这主要是寒潮定义只考虑降温幅度的缘故。春、秋季正是大型平均环流调整期间，冷暖空气更替频繁，因而冷空气活动次数较多，而冬季冷空气在我国大部分地区居于绝对优势地位，天气形势稳定，冷空气活动相对减少。夏季冷空气退居高纬度，我国很少受其侵袭。寒潮各年出现的次数不等，以我国为例， 1965—1966、 1968—1969 年均各 10 次，而 1974—1975年则仅有 1 次， 1970—1971、 1972—1973 年也只有 2 次。 60 年代后期平均每年 7 次，而 70 年代初期平均每年只有 3 次，相差很多。1

副热带反气旋与梅雨在南北半球纬度25°～35°范围是副热带高压地带。由于海陆分布及地形的差异，副热带高压断裂为若干个闭合的中心，即副热带高压。北半球副热带高压带在夏半年分裂为：东太平洋高压、西太平洋高压、北非高压和北大西洋高压。冬半年有：北太平洋高压、北大西洋高压和北非高压。副热带高压夏强冬弱，夏大冬小。

副热带高压是一个稳定、少动、极其深厚的暖性高压，具有大范围的下沉气流，在它控制下，天气晴朗。中国东部处在北太平洋副热带高压西侧，夏季它逐步向西向北扩展，以东南风向中国东部输送水汽，是中国东部降水的重要水汽来源之一，夏季江淮流域的大雨与它密切相关。盛夏时，如副热带高压脊伸展到江淮地区，脊上的下沉气流使水汽难以凝结成云，反而出现酷热无雨的伏旱天气。到冬季，北太平洋副热带高压向夏威夷方向缩小减弱，对中国天气气候影响不大。类似于中国东部的现象在美国的东部和其他大陆副热带纬度的大陆东岸也可出现。

大陆上常年受副热带高压控制地区，气候异常干燥，形成世界上著名的沙漠，如非洲撒哈拉沙漠。

分布反气旋的路径没有气旋路径清楚。由于南、北纬25°～30°空气下沉，在近地面扩散形成反气旋，因此在海洋上，全年都存在副热带反气旋。在大陆上，副热带反气旋冬季月份往往发展得很好；夏季由于温度高，形成各类季风，反气旋带破碎。

相关知识寒潮寒潮是冬季的一种灾害性天气，群众习惯把寒潮称为寒流。所谓寒潮，就是北方的冷空气大规模地向南侵袭我国，造成大范围急剧降温和偏北大风的天气过程。寒潮一般多发生在秋末、冬季、初春时节。我国气象部门规定：冷空气侵入造成的降温，一天内达到10℃以上，而且最低气温在5℃以下，则称此冷空气爆发过程为一次寒潮过程。可见，并不是每一次冷空气南下都称为寒潮。在北极地区由于太阳光照弱，地面和大气获得热量少，常年冰天雪地。到了冬天，太阳光的直射位置越过赤道，到达南半球，北极地区的寒冷程度更加增强，范围扩大，气温一般都在零下40℃—50℃以下。范围很大的冷气团聚集到一定程度，在适宜的高空大气环流作用下，就会大规模向南入侵，形成寒潮天气。

我国位于欧亚大陆的东南部。从我国往北去，就是蒙古国和俄罗斯的西伯利亚。西伯利亚是气候很冷的地方，再往北去，就到了地球最北的地区——北极了。那里比西伯利亚地区更冷，寒冷期更长。影响我国的寒潮就是从那些地方形成的。

位于高纬度的北极地区和西伯利亚、蒙古高原一带地方，一年到头受太阳光的斜射，地面接受太阳光的热量很少。尤其是到了冬天，太阳光线南移，北半球太阳光照射的角度越来越小，因此，地面吸收的太阳光热量也越来越少，地表面的温度变得很低。在冬季北冰洋地区，气温经常在-20℃以下，最低时可到-60℃——-70℃。1月份的平均气温常在-40℃以下。由于北极和西伯利亚一带的气温很低，大气的密度就要大大增加，空气不断收缩下沉，使气压增高，这样，便形成一个势力强大、深厚宽广的冷高压气团。当这个冷性高压势力增强到一定程度时，就会像决了堤的海潮一样，一泻千里，汹涌澎湃地向我国袭来，这就是寒潮。

每一次寒潮爆发后，西伯利亚的冷空气就要减少一部分，气压也随之降低。但经过一段时间后，冷空气又重新聚集堆积起来，孕育着一次新的寒潮的爆发。

寒潮入侵路径根据资料统计，95%左右的冷空气都要经过西伯利亚中部(70°~90°E, 43°~65°N)地区并在那里积累加强。这个地区就称为寒潮关键区。从关键区入侵我国主要有四条路径：

(一)西北路(中路)冷空气从关键区经蒙古到达我国河套附近南下，直达长江中下游及江南地区。循这条路径下来的冷空气，在长江以北地区所产生的寒潮天气以偏北大风和降温为主，到江南以后，则因南支锋区波动活跃可能发展伴有雨雪天气。

(二)东路冷空气从关键区经蒙古到我国华北北部，在冷空气主力继续东移的同时，低空的冷空气折向西南，经渤海侵入华北，再从黄河下游向南可达两湖盆地。循这条路径下来的冷空气，常使渤海、黄海、黄河下游及长江下游出现东北大风，华北、华东出现回流，气温较低，并有连阴雨雪天气。

(三)西路冷空气从关键区经新疆、青海、西藏高原东南侧南下，对我国西北、西南及江南各地区影响较大，但降温幅度不大，不过当南支锋区波动与北支锋区波动同位相而叠加时，亦可以造成明显的降温。

(四)东路加西路 东路冷空气从河套下游南下，西路冷空气从青海东南下，两股冷空气常在黄土高原东侧，黄河、长江之间汇合，汇合时造成大范围的雨雪天气，接着两股冷空气合并南下，出现大风和明显降温。2

寒潮的影响寒潮和强冷空气通常带来的大风、降温天气，是我国冬半年主要的灾害性天气。寒潮大风对沿海地区威胁很大，如1969年4月21日～25日那次的寒潮，强风袭击渤海、黄海以及河北、山东、河南等省，陆地风力7～8级，海上风力8～10级。此时正值天文大潮，寒潮爆发造成了渤海湾、莱洲湾几十年来罕见的风暴潮。在山东北岸一带，海水上涨了3米以上，冲毁海堤50多千米，海水倒灌30～40千米。

寒潮带来的雨雪和冰冻天气对交通运输危害不小。如1987年11月下旬的一次寒潮过程，使哈尔滨、沈阳、北京、乌鲁木齐等铁路局所管辖的不少车站道岔冻结，铁轨被雪埋，通信信号失灵，列车运行受阻。雨雪过后，道路结冰打滑，交通事故明显上升。寒潮袭来对人体健康危害很大，大风降温天气容易引发感冒、气管炎、冠心病、肺心病、中风、哮喘、心肌梗塞、心绞痛、偏头痛等疾病，有时还会使患者的病情加重。

寒潮带来的大风降温天气，对船舶运输产生的影响极大，为保护船舶、船员、旅客的安全，应采取一些预防措施；大风大雪会使能见度降低，同时使船舶操纵困难、产生严重的偏转和偏移，对传船舶的安全构成威胁。为此，船舶应根据各自的抗风能力，及时选择安全地点停泊“扎风”，并按规定显示信号，鸣放号，采取各种安全措施；应及时清扫冰雪、甲板、过道、跳板应铺设防滑垫，以免发生工伤事故；对椽笔管系应用保暖材料包扎，并放完余水。防止在管内结冰而胀裂管壁。在北方河流，船舶应早做进坞卧冬准备，防止船舶冻结在航道中。3

很少被人提起的是，寒潮也有有益的影响。地理学家的研究分析表明，寒潮有助于地球表面热量交换。随着纬度增高，地球接收太阳辐射能量逐渐减弱，因此地球形成热带、温带和寒带。寒潮携带大量冷空气向热带倾泻，使地面热量进行大规模交换，这非常有助于自然界的生态保持平衡，保持物种的繁茂。

气象学家认为，寒潮是风调雨顺的保障。我国受季风影响，冬天气候干旱，为枯水期。但每当寒潮南侵时，常会带来大范围的雨雪天气，缓解了冬天的旱情，使农作物受益。“瑞雪兆丰年”这句农谚为什么能在民间千古流传？这是因为雪水中的氮化物含量高，是普通水的5倍以上，可使土壤中氮素大幅度提高。雪水还能加速土壤有机物质分解，从而增加土中有机肥料。大雪覆盖在越冬农作物上，就像棉被一样起到抗寒保温作用。有道是“寒冬不寒，来年不丰”，这同样有其科学道理。农作物病虫害防治专家认为，寒潮带来的低温，是目前最有效的天然“杀虫剂”，可大量杀死潜伏在土中过冬的害虫和病菌，或抑制其滋生，减轻来年的病虫害。据各地农技站调查数据显示，凡大雪封冬之年，农药可节省60%以上。

寒潮还可带来风资源。科学家认为，风是一种无污染的宝贵动力资源。举世瞩目的日本宫古岛风能发电站，寒潮期的发电效率是平时的1.5倍。

影响范围其东西长度可达几百千米到几千千米，但其厚度一般只有二三千米。寒潮的移动速度为每小时几万米，与火车的速度差不多。影响我国的寒潮大致有三条路线：一条是西路。这是影响我国时间最早、次数最多的一条路线。强冷空气自北极出发，经西伯利亚西部南下，进入我国新疆，然后沿河西走廊，侵入华北、中原，直到华南甚至西南地区。第二条是中路。强冷空气从西伯利亚的贝加尔湖和蒙古人民共和国一带，经过我国的内蒙古自治区，进入华北直到东南沿海地区。第三条是东路。冷空气从西伯利亚东北部南下，有时经过我国东北，有时经过日本海、朝鲜半岛，侵入我国东部沿海一带。从这条路线南下的寒潮主力偏东，势力一般都不很强，次数也不算多。

特点寒潮爆发在不同的地域环境下具有不同的特点。在西北沙漠和黄土高原，表现为大风少雪，极易引发沙尘暴天气。在内蒙古草原则为大风、吹雪和低温天气。在华北、黄淮地区，寒潮袭来常常风雪交加。在东北表现为更猛烈的大风、大雪，降雪量为全国之冠。在江南常伴随着寒风苦雨。

寒潮的预防应加强天气预报，提前发布准确的寒潮消息或警报

1、当气温发生骤降时，要注意添衣保暖，特别是要注意手、脸的保暖。

2、关好门窗，固紧室外搭建物。

3、外出当心路滑跌倒

4、老弱病人，特别是心血管病人、哮喘病人等对气温变化敏感的人群尽量不要外出

5、注意休息，不要过度疲劳。

6、提防煤气中毒，尤其是采用煤炉取暖的家庭更要提防。

气旋北（南）半球，大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在北半球右偏，反之，左偏。在同高度上，气旋中心的气压比四周低，又称低压。气旋近似于圆形或椭圆形，大小悬殊。小气旋的水平尺度为几百千米，大的可达三、四千千米。气旋中，天气常发生剧烈的变化，是人们最关心和最早研究的天气系统。通常按气旋形成和活动的主要地区或热力结构进行分类。按地区可分为温带气旋、热带气旋和极地气旋性涡旋等；按热力结构可分为冷性气旋和热低压等。大气中有类似江河里的涡旋运动，有顺时针方向和反时针方向旋转运动两种：气旋和反气旋，都是大气中大型的水平涡旋运动。气旋，在北半球，空气是反时针方向运动，中心气压最低，逐渐向外递增，空气不断流入中心，形成上升气流，也称低气压。它的直径：小的有几十公里，大的有几千公里。气旋影响时常常出现阴雨天气和大风等。大气中存在着各种各样大大小小的涡旋，它们有的逆时针旋转，有的顺时针旋转，其中大型的水平涡旋，我们分别称为气旋和反气旋，即低压和高压。

术语气旋：气旋又称为低气压气旋。占有三度空间的、在同一高度(等压面)上，具有闭合等压(高)线，中心气压(高度)低于周围的大型涡旋。在北半球，空气作逆时针旋转；在南半球其旋转方向则相反反气旋：反气旋又称高气压。气旋和反气旋是一个系统的两个方面。

江淮气旋：是指出现在江淮地区的气旋。东北气旋：又称东北低压。活动于我国东北地区的气旋。是影响我国的重要天气系统之一。

锋面气旋：亦称极锋气旋、波动气旋、斜压气旋。产生于温带极锋发展中的波动上强烈斜压性气旋。我国有由锋面进入低压槽、浅低压或台风后发展成为锋面气旋的。

冷涡：冷性低涡的简称。中心冷于四周的涡，其强度随高度的增加而增强。

东北冷涡：活动于我国东北地区或其附近的高空大型冷涡。它是能够维持3-4天或更长时间的深厚系统。

西南低涡：亦简称西南涡。在西藏高原及西南地区特殊地形和一定环流共同作用下，产生于我国西南地区低空的一种浅薄低涡。