1、第六章第六章 中纬度天气系统的中纬度天气系统的卫星云图分析卫星云图分析-2-2第一节第一节 中纬度地区大尺度云系分布中纬度地区大尺度云系分布云系类型第二节第二节 水汽图形的大尺度分布水汽图形的大尺度分布 水汽图的基本特征？水汽图象是星载遥感器感应大气中水汽辐射水汽图象是星载遥感器感应大气中水汽辐射强度而获得的一种图象资料。目前水汽探测光强度而获得的一种图象资料。目前水汽探测光谱大多选用谱大多选用6.7和和7.3m为中心的水汽光谱波段。为中心的水汽光谱波段。本节以常用的本节以常用的6.7m光谱通道为例来陈述水汽光谱通道为例来陈述水汽图象特征及水汽图象的识别图象特征及水汽图象的识别。 水汽辐射概念
2、水汽辐射概念 地球表面与云朝着卫星发射的一部分辐射，地球表面与云朝着卫星发射的一部分辐射，会被地面或云顶以上大气的水汽吸收和再辐会被地面或云顶以上大气的水汽吸收和再辐射。由于气温一般随高度增加而降低，水汽射。由于气温一般随高度增加而降低，水汽再发射的辐射能量小于来自下面的辐射。因再发射的辐射能量小于来自下面的辐射。因此，从地面或云顶到达卫星的净辐射强度因此，从地面或云顶到达卫星的净辐射强度因路径上水汽吸收而减小。按照红外云图象素路径上水汽吸收而减小。按照红外云图象素亮度定义，亮度定义，水汽越多、吸收越强，象素越倾水汽越多、吸收越强，象素越倾向白亮，而干燥地区则灰暗向白亮，而干燥地区则灰暗。 被
3、水汽吸收的辐射量取决于辐射路径上的水被水汽吸收的辐射量取决于辐射路径上的水汽量和辐射波长。大部分水汽吸收发生在大气中汽量和辐射波长。大部分水汽吸收发生在大气中的最低层，那里大量的水汽存在于暖、密度最大的最低层，那里大量的水汽存在于暖、密度最大的大气中，虽然显著的吸收确实发生在非常潮湿的大气中，虽然显著的吸收确实发生在非常潮湿的低层空气中但红外窗区的辐射易被其上层大气的低层空气中但红外窗区的辐射易被其上层大气的水汽吸收。而的水汽吸收。而6.76.7m m谱段的辐射则不同。谱段的辐射则不同。6.76.7m m光谱段是水汽的强吸收带，辐射很容易被水汽吸光谱段是水汽的强吸收带，辐射很容易被水汽吸收，来
4、自地面的该波段的辐射往往不能穿透大气收，来自地面的该波段的辐射往往不能穿透大气而到达卫星。而到达卫星。 由于红外谱段的辐射强度与辐射物质或物体的由于红外谱段的辐射强度与辐射物质或物体的温度密切相关，所以辐射值可以转换为温度密切相关，所以辐射值可以转换为“亮度亮度温度温度”值。这种温度本质上是一个物体以近于值。这种温度本质上是一个物体以近于“黑体黑体”的特性放射辐射，在到达测量仪器的的特性放射辐射，在到达测量仪器的路径上没有显著的辐射吸收，由窗区红外谱段路径上没有显著的辐射吸收，由窗区红外谱段卫星测值转换来的亮温值与地球表面以及某些卫星测值转换来的亮温值与地球表面以及某些类型的云顶温度相关很好。
5、类型的云顶温度相关很好。6.7m的卫星测值的卫星测值也可以转换成亮温，若将这种也可以转换成亮温，若将这种“亮温亮温”与相应与相应的红外亮温进行比较其差异可能是因地面或以的红外亮温进行比较其差异可能是因地面或以上水汽的吸收和再辐射产生的。上水汽的吸收和再辐射产生的。一般把一般把1.5pvu面定义为动力对流层顶面定义为动力对流层顶不同灰度区所表示的水汽区分布型式的边界，形成整个水汽不同灰度区所表示的水汽区分布型式的边界，形成整个水汽分布的关键特征。水汽图中清晰的边界通常代表高空亮分布的关键特征。水汽图中清晰的边界通常代表高空亮( (冷冷) )灰度一侧的湿空气和暗灰度一侧的湿空气和暗( (暖暖) )
6、灰度一侧干空气之间的差异。例灰度一侧干空气之间的差异。例如如, , a a）湿空气在某一地区上升，而周围状况无重大变化）湿空气在某一地区上升，而周围状况无重大变化; ;b b）湿空气在被高空干空气侵占的区域下沉，即在无变化的湿环湿空气在被高空干空气侵占的区域下沉，即在无变化的湿环境附近，形成新的高空干空气环境。境附近，形成新的高空干空气环境。c)c)水汽边界可能是前面水汽边界可能是前面两种过程共同作用的结果，上升的湿空气区域的湿空气可以两种过程共同作用的结果，上升的湿空气区域的湿空气可以下沉。下沉。d)d)在相同尺度上没有明显垂直运动的水平变形过程在相同尺度上没有明显垂直运动的水平变形过程，可
7、使最初渐变的或反差小的水汽梯度变得清晰且反差大。由可使最初渐变的或反差小的水汽梯度变得清晰且反差大。由以上四种过程也可看到以上四种过程也可看到, ,水汽图中观察到的最有意义的边界水汽图中观察到的最有意义的边界涉及到水平变形过程和一个或多个垂直运动过程的结合。显涉及到水平变形过程和一个或多个垂直运动过程的结合。显然，某种水平变形过程或某种垂直运动过程在特定边界型式然，某种水平变形过程或某种垂直运动过程在特定边界型式特性的形成中起着决定性的作用，逐一考虑各个因子对了解特性的形成中起着决定性的作用，逐一考虑各个因子对了解边界型式的基本差异有助于认识大气水平和垂直运动特征。边界型式的基本差异有助于认识
8、大气水平和垂直运动特征。一一. .水汽区边界概念和几个描述边界的常用术语水汽区边界概念和几个描述边界的常用术语水汽区边界的概念水汽区边界的概念 在水汽图象中，灰度可以在一水平距离内逐渐变化或在水汽图象中，灰度可以在一水平距离内逐渐变化或出现突然变化，从而在两个相邻象素间形成明显的灰度不出现突然变化，从而在两个相邻象素间形成明显的灰度不连续。选用连续。选用“边界边界”一词表示具有不同灰度的相邻区域之一词表示具有不同灰度的相邻区域之间的突变界面。与此相反概念是在较长距离上灰度的逐渐间的突变界面。与此相反概念是在较长距离上灰度的逐渐变化。在水汽图中，界面的变化。在水汽图中，界面的“陡峭度陡峭度”或水
9、平梯度变化范或水平梯度变化范围很大。由逐渐变化成围很大。由逐渐变化成“边界边界”的门槛是随意决定的，可的门槛是随意决定的，可随各种应用的要求、图象产生过程的程序去定量地定义边随各种应用的要求、图象产生过程的程序去定量地定义边界门槛值的大小。尽管如此，描绘这些差异及其随时间的界门槛值的大小。尽管如此，描绘这些差异及其随时间的变化还是需要的。变化还是需要的。描述描述“边界边界”常用术语常用术语 “ “陡峭度陡峭度”图象灰度梯度大小和形状的规则性，是描图象灰度梯度大小和形状的规则性，是描述图象清晰度的因子。述图象清晰度的因子。 “ “清晰度清晰度”用用“陡峭度陡峭度”概念来描述图象清楚程度的概念来描
10、述图象清楚程度的术语。一条清晰的边界，陡峭度必然大，形状必然规则。可术语。一条清晰的边界，陡峭度必然大，形状必然规则。可能会出现扰动，但其形状必然是系统性的而不是不规则的，能会出现扰动，但其形状必然是系统性的而不是不规则的，其灰度差异不一定很大，但是必须出现在相对短的水平距离其灰度差异不一定很大，但是必须出现在相对短的水平距离内。内。 “ “对比度对比度”即边界两侧灰度差的大小。如果界面两侧即边界两侧灰度差的大小。如果界面两侧的色调由近白亮变成黑暗那么边界就会很清楚。的色调由近白亮变成黑暗那么边界就会很清楚。 “ “带或缝带或缝”或黑或浅灰的宽度有限的长条形区域，在或黑或浅灰的宽度有限的长条形
11、区域，在其两侧各有一条边界。其两侧各有一条边界。“带带”这个词即可以用于表示亮有可这个词即可以用于表示亮有可以表示暗的特征；而以表示暗的特征；而“缝缝”这个词只用于表示暗，一般来说这个词只用于表示暗，一般来说“暗带暗带”所指的特征比所指的特征比“缝缝”窄。窄。二、边界的分类特征二、边界的分类特征1、 头边界头边界、头边界与、头边界与“头阻塞头阻塞”的概念及头边界的特征的概念及头边界的特征 水汽图象中观察到一种最常见的边界型式与垂直上升水汽图象中观察到一种最常见的边界型式与垂直上升运动区高空水汽扩散有关。在高层水汽扩散方向与周围高运动区高空水汽扩散有关。在高层水汽扩散方向与周围高空风场方向相反一
12、侧，往往会形成空风场方向相反一侧，往往会形成“阻塞阻塞”。一般来说，。一般来说，清晰的边界形成于垂直上升运动产生的湿区上游一侧，称清晰的边界形成于垂直上升运动产生的湿区上游一侧，称这种特定类型的阻塞过程为这种特定类型的阻塞过程为“头阻塞头阻塞”，由于这种过程形，由于这种过程形成的边界称为头边界。成的边界称为头边界。 因此，头边界基本上是由一个相当清晰的界面组成，因此，头边界基本上是由一个相当清晰的界面组成，它的一侧是高云和冷的高空湿区，另一侧是各种各样的干它的一侧是高云和冷的高空湿区，另一侧是各种各样的干环境。云和水汽趋向于在高层积累并从垂直上升运动区向环境。云和水汽趋向于在高层积累并从垂直上
13、升运动区向外扩散。清晰的头边界形成于正在扩散的高层湿区上游外扩散。清晰的头边界形成于正在扩散的高层湿区上游. . 头边界在水汽图上表现为头边界在水汽图上表现为边界整齐光滑边界整齐光滑，向上游一向上游一侧凸起侧凸起，它的一侧为冷的，它的一侧为冷的湿区和高云区，另一侧为湿区和高云区，另一侧为一狭窄的干黑带。一狭窄的干黑带。头边界一般出现在两种情头边界一般出现在两种情形中，一种是逗点云的头形中，一种是逗点云的头部西界，另一种是雷暴云部西界，另一种是雷暴云的西南边界的西南边界图6.20给出了头边界的模式，图中灰色区域是水汽区，其西侧不带尖头的粗实线是头边界，白色区为干区，带尖头的实线是流线，粗尖头是急
14、流。 头边界可能出现在各种天气尺度的天气系统中，上页头边界可能出现在各种天气尺度的天气系统中，上页图是一个天气尺度头边界的例子。头边界很清楚，从图是一个天气尺度头边界的例子。头边界很清楚，从中蒙边界开始沿着冷云和水汽区向南和东南延伸到山东半中蒙边界开始沿着冷云和水汽区向南和东南延伸到山东半岛的南边界。但沿同一边界向东北伸展对比度并不一样。岛的南边界。但沿同一边界向东北伸展对比度并不一样。它们的差异与边界较干一侧的各种条件有关。在边界较冷它们的差异与边界较干一侧的各种条件有关。在边界较冷一侧条件则比较一致，这种湿侧的一致性和干侧的各异性一侧条件则比较一致，这种湿侧的一致性和干侧的各异性是头边界的
15、重要特征。头边界的段非常清晰这是因为是头边界的重要特征。头边界的段非常清晰这是因为在邻近的干侧色调很暗，湿侧色调很浅对比度很大突现了在邻近的干侧色调很暗，湿侧色调很浅对比度很大突现了这一边界。威尔顿等人的研究指出，垂直下沉运这一边界。威尔顿等人的研究指出，垂直下沉运动常沿头边界形成，这种向下的垂直运动区（有时是沿边动常沿头边界形成，这种向下的垂直运动区（有时是沿边界的狭窄暗带）可沿边界扩展很长距离。但它们与边界正界的狭窄暗带）可沿边界扩展很长距离。但它们与边界正交的方向和垂直深度上影响范围都很小，有种种迹象表明，交的方向和垂直深度上影响范围都很小，有种种迹象表明，沿边界与湿区有关的垂直上升和与
16、干区有关的垂直下沉一沿边界与湿区有关的垂直上升和与干区有关的垂直下沉一般都在般都在500hpa500hpa以上。以上。、天气尺度系统的、天气尺度系统的“头边界头边界”2 2 高空槽前边界高空槽前边界槽前边界的概念和共性槽前边界的概念和共性出现在高空槽前西风气流中的不同灰度的突变面出现在高空槽前西风气流中的不同灰度的突变面称为高空槽前称为高空槽前“边界边界”。由于高空槽前边界对于。由于高空槽前边界对于天气状况及其随时间变化的预报工作很重要。为天气状况及其随时间变化的预报工作很重要。为此，对槽分边界进行了专门分类研究。我们把它此，对槽分边界进行了专门分类研究。我们把它们分为：们分为：平行急流边界、
17、平行急流边界、干涌边界、干涌边界、斜压斜压叶边界叶边界三类。高空槽前边界的共同特征是边界清三类。高空槽前边界的共同特征是边界清晰。其原因是：沿这些边界的湿侧常有高云吸收晰。其原因是：沿这些边界的湿侧常有高云吸收阻截低层辐射使图象色调变浅。而沿边界的上游阻截低层辐射使图象色调变浅。而沿边界的上游是较暖的深厚的干空气，色调暗、边界西侧灰度是较暖的深厚的干空气，色调暗、边界西侧灰度对比度大，突现了边界。对比度大，突现了边界。 高空槽前边界的分类特征高空槽前边界的分类特征 a.a.平行急流边界平行急流边界这里讨论的平行急流边界指出单独出现在高空这里讨论的平行急流边界指出单独出现在高空槽前急流风速最大轴
18、与水汽边界重合或最大风槽前急流风速最大轴与水汽边界重合或最大风速轴与水汽边界平行且位于干区一侧的边界。速轴与水汽边界平行且位于干区一侧的边界。但是在冬季风暴发展过程中大气中会出现与急但是在冬季风暴发展过程中大气中会出现与急流结构相关的两个最大风层，在这种情况下高流结构相关的两个最大风层，在这种情况下高层最大风速轴可能出现在边界的湿侧，而低层层最大风速轴可能出现在边界的湿侧，而低层的风速轴则只能在的风速轴则只能在“干缝干缝”之内，且平行于边之内，且平行于边界。界。 b b.“.“干涌干涌”边界边界 干涌边界向上游干区凹向，由连续时次的图象可以干涌边界向上游干区凹向，由连续时次的图象可以确定干涌边
19、界向东迅速移动而且在这个边界中部向东移动确定干涌边界向东迅速移动而且在这个边界中部向东移动速度快，在南北两端向东移动速度没有中间那么快这种不速度快，在南北两端向东移动速度没有中间那么快这种不均匀的移速是造成边界弯曲的主要原因。干涌上游的暗区均匀的移速是造成边界弯曲的主要原因。干涌上游的暗区成一个宽阔的区域而不是沿边界的带状。在暗区的西侧，成一个宽阔的区域而不是沿边界的带状。在暗区的西侧，图象灰度逐渐变浅。可见干涌边界是由这个暗区向下游冷图象灰度逐渐变浅。可见干涌边界是由这个暗区向下游冷湿区快速推进而形成的。弯曲、快速移动和边界后部大范湿区快速推进而形成的。弯曲、快速移动和边界后部大范围暗区都是
20、干涌边界的特征。围暗区都是干涌边界的特征。 与与干涌边界相关的主要急流并不平行于边界，它位于干涌边界相关的主要急流并不平行于边界，它位于边界的上游且指向边界。高空风（边界的上游且指向边界。高空风（500500或或300hpa 300hpa ）常以疏常以疏散的形式和较大的角度穿过边界这是与干涌边界相关的流散的形式和较大的角度穿过边界这是与干涌边界相关的流场特征。干涌边界多与天气中低槽冷锋相联系。场特征。干涌边界多与天气中低槽冷锋相联系。 图623中，干涌边界和底涌边界都向上游或后部凹进；两类系统在形成时的速度十分迅速；大片暗黑区在这两种边界的后部或上游一侧形成。 由于由于高空干冷空气活动而形成的
21、干区高空干冷空气活动而形成的干区与湿区间的边界与湿区间的边界，表现为黑暗的干区，表现为黑暗的干区向前凸起向前凸起的整齐光滑边界。干涌边界的整齐光滑边界。干涌边界的弯曲、移动和其后部的暗黑区范围的弯曲、移动和其后部的暗黑区范围与干冷空气的强度、移动方向和速度与干冷空气的强度、移动方向和速度有关有关。通常与其西侧上游的宽广的暗。通常与其西侧上游的宽广的暗区同时东移，高空气流和急流自上游区同时东移，高空气流和急流自上游指向干涌边界，并与其相交。指向干涌边界，并与其相交。边界随边界随高度向东倾斜高度向东倾斜。 c c.“.“斜压叶斜压叶”边界边界 斜压叶一词一直是在可见光和红外图象分析斜压叶一词一直是
22、在可见光和红外图象分析中用来描述西风带气旋生成早期阶段的一种云系中用来描述西风带气旋生成早期阶段的一种云系类型。在水汽图象中类型。在水汽图象中“斜压叶斜压叶”系统表示在高空系统表示在高空槽前出现的一种特殊边界。在水汽图中，与槽前出现的一种特殊边界。在水汽图中，与“斜斜压叶压叶”云系有关的水汽边界一般与叶状云型的冷云系有关的水汽边界一般与叶状云型的冷高云的头边界重合很好，但会延伸到云边界外面。高云的头边界重合很好，但会延伸到云边界外面。叶状边界常形成一个振幅很小的叶状边界常形成一个振幅很小的“S”S”形向西凸出形向西凸出的部分与头边界相似，在其南侧向东凹进部分盾的部分与头边界相似，在其南侧向东凹
23、进部分盾状卷云常常出现在表示状卷云常常出现在表示“湿湿”的浅灰色一侧。沿的浅灰色一侧。沿着边界另一侧的情况则有所不同，边界往往非常着边界另一侧的情况则有所不同，边界往往非常清晰，紧邻湿侧有一个非常狭窄的暗带，然而在清晰，紧邻湿侧有一个非常狭窄的暗带，然而在很多时候边界两侧反差不大边界可能不清晰。很多时候边界两侧反差不大边界可能不清晰。 3 3、底涌边界、底涌边界在干区一侧天气尺度的下沉运动在干区一侧天气尺度的下沉运动是这种类型边界形成中最重要的过程。是这种类型边界形成中最重要的过程。底涌边界的后部（北侧）为大范围暗区，显然这是底涌边界的后部（北侧）为大范围暗区，显然这是边界后部空气下沉边界后部
24、空气下沉所造成。所造成。不仅形成底涌边界且随后部空气下沉运动的加强使边界变得清晰。底涌边不仅形成底涌边界且随后部空气下沉运动的加强使边界变得清晰。底涌边界形成和加强初期移动非常快，这可能与底涌边界舌部下沉空气的强度有关。界形成和加强初期移动非常快，这可能与底涌边界舌部下沉空气的强度有关。 下面是几种底涌形成中常见的环流变化。下面是几种底涌形成中常见的环流变化。 a a、高空脊上游的气旋生成使高空脊振幅加大，在脊的下游高空风随时间反高空脊上游的气旋生成使高空脊振幅加大，在脊的下游高空风随时间反气旋性旋转，引起气旋性旋转，引起向赤道的气流突然加强，但没有向赤道伸展的急流分支向赤道的气流突然加强，但
25、没有向赤道伸展的急流分支, ,振幅振幅加大的脊保持不闭合，脊前气流向赤道涌过形成底涌边界。另外，脊下游若有加大的脊保持不闭合，脊前气流向赤道涌过形成底涌边界。另外，脊下游若有伸向赤道的急流分支呈反气旋的钩状，脊变成一个闭合环流气流沿其外缘活动伸向赤道的急流分支呈反气旋的钩状，脊变成一个闭合环流气流沿其外缘活动与脊未闭合时一样，不穿越轴线向赤道涌进形成底涌边界。与脊未闭合时一样，不穿越轴线向赤道涌进形成底涌边界。 b b、两个西风带分支中的脊变成同位相，南北两脊前方的风反气旋性旋转产两个西风带分支中的脊变成同位相，南北两脊前方的风反气旋性旋转产生了一个向赤道方向的涌。生了一个向赤道方向的涌。 c
26、 c、在阻塞环流形势下的两侧，急流带中一个新形成的最大风速带的阻塞涌。在阻塞环流形势下的两侧，急流带中一个新形成的最大风速带的阻塞涌。当最大风速带接近气流分支区时，向赤道分支中出现了一个向赤道的涌。在当最大风速带接近气流分支区时，向赤道分支中出现了一个向赤道的涌。在北半球，这种涌发生阻塞形式的西南象限中。北半球，这种涌发生阻塞形式的西南象限中。 n底涌边界表现为暗黑干区的南边界底涌边界表现为暗黑干区的南边界向南凸起向南凸起，就是下沉运动区南边，就是下沉运动区南边界、急流呈气旋性弯曲的边界。当界、急流呈气旋性弯曲的边界。当高空脊前或槽后的偏北气流突然高空脊前或槽后的偏北气流突然加大而形成加大而形
27、成，并伴有急流自北向南指向边界。它又可以分为直接底，并伴有急流自北向南指向边界。它又可以分为直接底涌和间接底涌边界。涌和间接底涌边界。n 直接底涌边界直接底涌边界是指原来就存在的一条移动较慢，沿边界的北侧常是指原来就存在的一条移动较慢，沿边界的北侧常伴有一条狭窄的暗带边界。直接底涌边界向西延伸至产生这个底涌伴有一条狭窄的暗带边界。直接底涌边界向西延伸至产生这个底涌的高空槽前；的高空槽前；n 间接底涌边界间接底涌边界是当一个新的暗区开始形成并向南推进时的干区涌是当一个新的暗区开始形成并向南推进时的干区涌动边界，最初并没有边界。与底涌有关的高空系统，不处于底涌边动边界，最初并没有边界。与底涌有关的
28、高空系统，不处于底涌边界的同一个风系中。界的同一个风系中。n（图（图6-236-23） 本次底涌使得淮河流域强降水结束 4 4、阻塞内部的、阻塞内部的“内边界内边界” 阻塞内部的阻塞内部的“内边界内边界”是天气尺度高空反气旋生成或闭合反气是天气尺度高空反气旋生成或闭合反气旋形成的结果。如图旋形成的结果。如图8 8所示，在水汽图上，中国大陆中东部所示，在水汽图上，中国大陆中东部西太西太平洋大范围为暗色的干燥区域，受下沉气流控制。仔细观察，平洋大范围为暗色的干燥区域，受下沉气流控制。仔细观察，30300 0N N以南的洋面到中国大陆东南部为深厚的副热带高压所在。西北中东以南的洋面到中国大陆东南部为
29、深厚的副热带高压所在。西北中东部部西南为大陆高空反气旋形成区。在华北东北部有浅色水汽区在西南为大陆高空反气旋形成区。在华北东北部有浅色水汽区在上升气流区存在相对低压区。如此天气尺度系统相互存在，使副热上升气流区存在相对低压区。如此天气尺度系统相互存在，使副热带高压赤道侧的东风气流在上游西风带气流的对面西北东部带高压赤道侧的东风气流在上游西风带气流的对面西北东部西西南东部成一个南东部成一个“鞍形场鞍形场”或双曲区。内边界沿或双曲区。内边界沿“鞍形场鞍形场“变形带伸变形带伸展轴即在大陆高空反气旋西边界或西部高云湿区的东南边界形成。展轴即在大陆高空反气旋西边界或西部高云湿区的东南边界形成。很显然很显
30、然“鞍形场鞍形场”或双曲区变形场的形成与大陆高空反气旋和副热或双曲区变形场的形成与大陆高空反气旋和副热带高压赤道侧东风气流密切相关，所以说变形场和阻塞形势与天气带高压赤道侧东风气流密切相关，所以说变形场和阻塞形势与天气尺度下沉运动在阻塞内部的内边界形成中一样重要。尺度下沉运动在阻塞内部的内边界形成中一样重要。沿沿100E，35N向向东北然后沿东北然后沿40N向东伸展的灰度向东伸展的灰度差交界而是一条差交界而是一条典型的阻塞内部典型的阻塞内部的的“内边界内边界”。边界西北侧是浅边界西北侧是浅灰色的高云湿区，灰色的高云湿区，穿过西南穿过西南东北东北向的湿区约向的湿区约9个个纬度的极方有一纬度的极方
31、有一条沿浅灰高云冷条沿浅灰高云冷湿区分布且与其湿区分布且与其平行的暗带。突平行的暗带。突现出高云冷湿区现出高云冷湿区的边界，此边界的边界，此边界是一典型的平行是一典型的平行急流边界急流边界 内边界内边界是高空闭合反气旋形成的结果，是高空闭合反气旋形成的结果，它处于反它处于反气旋的西侧气旋的西侧，也就是宽广暗黑区的西界，也就是宽广暗黑区的西界，并沿着变并沿着变形带或是鞍形场形成形带或是鞍形场形成。对于高空闭合反气旋区，以对于高空闭合反气旋区，以下沉运动为主，中高对流层很干，在水汽图上呈现下沉运动为主，中高对流层很干，在水汽图上呈现出暗黑的色调。图出暗黑的色调。图621给出了内边界的概念模式给出了
32、内边界的概念模式。水汽的水汽的头边界头边界和和内边界内边界具有共同的特点，主要有具有共同的特点，主要有:边界都向西凸出；边界都向西凸出； 两种边界都呈准静止状态，或移动甚缓；两种边界都呈准静止状态，或移动甚缓；边界表现都很清晰；边界表现都很清晰；边界的形成都是由于高空偏东气流加强的结果；边界的形成都是由于高空偏东气流加强的结果；都出现有变形场区。都出现有变形场区。 图图6 62222是一次水汽图上内边界的实际例子，在我国东部华北到华东地是一次水汽图上内边界的实际例子，在我国东部华北到华东地区为黑色干区控制，在它的西侧出现一内边界区为黑色干区控制，在它的西侧出现一内边界( (A AB)B)。 A
33、C 5 5、“回流水汽回流水汽”边界边界 垂直上升运动可以发生在风系中的各个地方，然而当急流被高空流垂直上升运动可以发生在风系中的各个地方，然而当急流被高空流场中的大的经向分量以较大振幅扰动时，则大量的上升运动发生在高空场中的大的经向分量以较大振幅扰动时，则大量的上升运动发生在高空脊的上游。因而，高层积累的水汽作为残留水汽脊的上游。因而，高层积累的水汽作为残留水汽“回回”向赤道方向，一向赤道方向，一般来说，这种情况的发生受大尺度垂直运动影响不大，这种水汽也可能般来说，这种情况的发生受大尺度垂直运动影响不大，这种水汽也可能沿高空脊东侧向赤道流动，当脊周围的急流形成一沿高空脊东侧向赤道流动，当脊周
34、围的急流形成一“通道通道”状（风向几状（风向几乎平行于等温线和等高线）时，这种情况最常见。这种脊通常处于闭合乎平行于等温线和等高线）时，这种情况最常见。这种脊通常处于闭合环流状态并几乎静止，急流围绕脊点呈钩状并向赤道伸展。在没有天气环流状态并几乎静止，急流围绕脊点呈钩状并向赤道伸展。在没有天气尺度的下沉运动时，水汽能够向赤道移动很长距离这种形势可产生最重尺度的下沉运动时，水汽能够向赤道移动很长距离这种形势可产生最重要的回流水汽效应。要的回流水汽效应。“回流水汽回流水汽”边界就是在这种回流水汽的前缘形成边界就是在这种回流水汽的前缘形成一个清晰的灰度差交界面，这种回流水汽边界随着向赤道的风移动。主
35、一个清晰的灰度差交界面，这种回流水汽边界随着向赤道的风移动。主要的高层水汽位于其后部或向极地一侧，这些直接向赤道移动的要的高层水汽位于其后部或向极地一侧，这些直接向赤道移动的“回流回流水汽水汽”边界常呈弯曲状并向赤道方向凸起，这种弯曲类图象通常在水汽边界常呈弯曲状并向赤道方向凸起，这种弯曲类图象通常在水汽一侧的高云相对较少。除此之外还有向东移动的分量的边界经常近似成一侧的高云相对较少。除此之外还有向东移动的分量的边界经常近似成直线，而且常在水汽一侧有一定量的高云。直线，而且常在水汽一侧有一定量的高云。 回流边界的情况如图回流边界的情况如图6 62525所示。所示。在北半球，回流边界是指水汽区随
36、高在北半球，回流边界是指水汽区随高空脊前的偏北气流向南推进时的南部边界空脊前的偏北气流向南推进时的南部边界（通常水汽是由南部热带向中（通常水汽是由南部热带向中高纬地区输送，而在这种情况下，水汽却由北向南，故称之为回流边高纬地区输送，而在这种情况下，水汽却由北向南，故称之为回流边界）。回流边界的前方有一狭长的下沉运动区，高空气流可以穿越边界，界）。回流边界的前方有一狭长的下沉运动区，高空气流可以穿越边界，边界基本静止，后有鞍形场出现。它可以分成弯曲和平直两种类型边界基本静止，后有鞍形场出现。它可以分成弯曲和平直两种类型图图6 62626：D D是暗黑区南侧的底边界，向南凸起，意味干冷的空气下沉南下；是暗黑区南侧的底边界，向南凸起，意味干冷的空气下沉南下；W W处是水汽回流边界，它是灰白色水汽的南边界。处是水汽回流边界，它是灰白色水汽的南边界。 图图6 62727中的中的H1H1、H2H2为水汽图上的头边界，边界整齐光滑，向上游一侧凸起，为水汽图上的头边界，边界整齐光滑，向上游一侧凸起，它的它的侧为冷的湿区和高云区，另一侧为一狭窄的干黑带侧为冷的湿区和高云区，另一侧为一狭窄的干黑带 。
