气旋

气象学与气候学术语

气旋（Cyclone），气象学术语，是指北（南）半球，大气中水平气流呈逆（顺）时针旋转的大型涡旋。气旋由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动而形成，并在大气中占据三度空间的大尺度水平空气涡旋。其中心气压比周围低，从气压场来说，也称之为“低气压”。

气象释义

气旋，又称为低气压，是指北（南）半球，大气中水平气流呈逆（顺）时针旋转的大型涡旋。它是占有三度空间的、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。

类型

气旋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。分类标准不同，气旋种类也不一样。

大气中存在着各种大小不一的涡旋，有类似江河里的涡旋运动，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。气旋可分为锋面气旋和无锋面气旋，或者按地理位置分为北方气旋和南方气旋。气旋对天气系统的影响极大，我们生产生活中的“风雨”往往都与它有关。

影响

气旋在北半球，空气是反时针方向运动，在南半球旋转方向则相反。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。有气旋影响时，常常容易出现阴雨、大风天气等。气旋的中心地带以上升气流为主，所以多云雨天气，而四周通常是容易干燥晴朗的下沉气流，我们所熟悉的台风就是如此。

科学研究

19世纪60年代，人类开始研究温带气旋的结构和活动规律。

1863年，英国气象局首任局长R.菲茨罗伊首次提出温带气旋和反气旋地区的地面气流结构。

1878年，R.艾伯克龙比结合气压场给出了一个气旋天气图模式，将气压形势和天气结合在一起。

20世纪初期，英国气象学家N.肖提出了反映气旋中气流切变和风暴特征的气旋模式，并将降水分布同气流联系起来。

1918年和1921年，挪威学者J.皮耶克尼斯和H.索尔贝格提出了新的气旋模式和气旋生命史模式，首次将气团、锋、气压场和天气分布有机地结合在一起。

20世纪30年代，J.皮耶克尼斯和芬兰学者E.H.帕尔门等根据高空探测资料，对温带气旋和锋面的三维结构作了较多研究。

20世纪40年代末至50年代初，芬兰学者E.H.帕尔门进一步将气旋族和长波联系起来，确定了温带气旋和高空大气长波的关系。

形成活动

形成机制

温带气旋最常见的是锋面气旋，挪威学者提出的锋面波动学说认为，准静止锋或缓慢移动的冷锋，锋面上产生波动，在适宜的环流条件下，波动加深，逐步发展而形成锋面气旋。其从生成到消亡，大致经过以下四个阶段（以下四个阶段均以北半球气旋作为对象进行阐述）：

（1）初生阶段。气旋发生前在地面上有一锋面。锋面北面冷，吹偏北风；锋面南面暖，吹偏南风。开始出现波动时，冷空气向南侵袭，暖空气向北扩展，使锋面演变为东段呈暖锋，西段呈冷锋，并出现相应的锋面降水。这时在地面图上出现低压中心，可绘出第一根闭合等高线。

（2）发展阶段（成熟阶段）。锋面波动振幅加大，冷、暖锋进一步发展，锋面降水进一步增强，雨区扩大。地面上出现闭合等压线增多，气旋不断加深，暖区逐渐变浅。

（3）锢囚阶段。锋面气旋进一步发展，由于冷锋移动较快，暖区逐渐缩小，气旋式环流更加明显，地面闭合等压线增多。当冷锋遇上暖锋后，合并成锢囚锋，中心气压更低，暖空气逐渐被抬升至高空，降水强度和范围增大。

（4）消亡阶段。经过气旋的锢囚阶段后，冷空气从两边包围暖空气，迫使暖空气上升，这时地面呈冷性涡旋。由于地面的摩擦和辐合作用，气旋从地面开始填塞、消亡。

关于热带气旋的形成机制，气象学家对台风的形成提出了各种必要的条件，其中比较公认的基本条件有：

（1）低空原先要有一个热带扰动，造成辐合流场，以提供发展热带气旋的初胚。

（2）要有广阔高温的洋面（海水温度在27℃以上），以蒸发大量水汽到空中凝结，提供形成台风的巨大潜热能和造成大气层结不稳定。

（3）要有一定的地转偏向力，以使扰动气流逐渐变为气旋性旋转的水平涡旋，并使气旋性环流加强。

（4）基本气流的风速垂直切变要小，以使潜热积聚在同一铅直气柱中，而不被扩散出去，达到形成和维持暖心结构和加强对流运动。

另外，对流层中相对湿度大禾高层为辐散流场也是热带气旋发生和发展的重要条件。因此，热带气旋生成和活动有一定的地区性和季节性。

活动范围

温带气旋（锋面气旋）从发生到消亡，整个过程经历的时间一般为两天左右，短的仅有1天，长的达4~5天。但不一定每个气旋都经历锋面波动学说的四个阶段，有的气旋没有得到充分发展就消亡了；有的气旋已趋于消亡阶段，但因其后部有新的冷空气侵入或气旋从冷的大陆移入暖的洋面上时，又重新发展起来。例如，中国江淮流域出现的气旋，大多以气旋波的形式出现，移到海上再发展。

热带气旋源地，是指其初始扰动发生的地区。能发展成台风的热带扰动都发生在辽阔的热带、副热带海洋上。其中65%以上发生在纬度10°-20°之间，13%在20°以上的向极一侧，22%在10°以内的赤道一侧。而5°以内的赤道附近极少有台风发生。就全球来说，平均每年发生80个台风（包括热带风暴），北半球占73%，南半球占27%。

在北半球，一年四季都有台风（包括热带风暴）活动，最多出现在夏秋季节，尤以公历8月和9月最集中。在南半球，绝大多数台风发生在公历1-3月，尤以1月最多。

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