摘 要:鋒面氣旋相關知識的的運用,是高中階段常見天氣系統的重要組成部分,鋒面氣旋的成因及冷鋒、暖鋒的判斷,成為解決鋒面附近風向、天氣狀況等相關問題的關鍵。
關鍵詞:鋒面 氣旋 氣壓 氣團 冷鋒 暖鋒 風向
鋒面指冷暖氣團的交界面,對于氣旋與反氣旋,由于反氣旋由高氣壓形成,其近地面空氣由中心向外圍輻散流出,冷暖性質的氣團不可能相遇,故高壓系統不能形成鋒面;但對于氣旋,由于冷暖不同性質的空氣往往在低壓槽附近相遇,形成鋒面,這樣鋒面就和地面氣旋結合在一起,形成鋒面氣旋。
1.鋒面氣旋的形成
如圖1北半球低氣壓,由低氣壓延伸出來的狹長的區域叫做低壓槽。在低壓槽附近,冷暖性質不同的氣團相遇,分別形成冷鋒和暖鋒,如在低壓槽AB附近形成冷鋒,在低壓槽CD附近形成暖鋒。

(1)冷鋒的形成
如圖1,在低壓槽AB西北,空氣在氣壓梯度力的作用下,開始沿氣壓梯度力的方向運動,其氣壓梯度力的方向如圖中虛線1所示,即垂直于等壓線由高壓指向低壓。在近地面,由于大氣不僅受到氣壓梯度力的作用,同時還受到摩擦力和地轉偏向力的共同作用,所以實際大氣中,近地面的風向與等壓線之間有一個夾角,摩擦力越大,風向與等壓線之間的夾角就越大。在北半球,空氣沿氣壓梯度力方向向右偏轉大約45度的方向運動,即為當地的風向,如圖中實線2所示。同理,在低壓槽AB線的東南方,垂直于等壓線,由高壓指向低壓,畫出氣壓梯度力方向,如圖中虛線3所示,在北半球風向向右偏轉約45度,實際風向如實線4所示。在北半球,氣流2是從較高緯度吹來的西北風,其溫度比較低緯度吹來的西南風4的溫度要低,故氣流2為冷氣團,4為暖氣團。由圖中可以看出,在低壓槽AB附近,冷氣團2主動向暖氣團4移動,其所形成的鋒面為冷鋒。
(2)暖鋒的形成
同冷鋒的形成原理相同,在低壓槽CD附近,由較低緯度吹來的東南風6的溫度較高,為暖氣團,而從較高緯度吹來的東北風8的溫度較低,為冷氣團。由圖看出,在低壓槽CD附近,暖氣團6主動向冷氣團8移動,其所形成的鋒面為暖鋒。
2.冷鋒、暖鋒性質的判定
(1)無論在南半球還是北半球,在低壓槽附近,垂直于等壓線由高壓指向低壓畫出各地氣壓梯度力的方向。
(2)實際大氣中近地面的風向沿氣壓梯度力方向,北半球向右偏轉約45度,南半球向左偏轉約45度。
(3)冷鋒、暖鋒性質的判定
在低壓槽兩側,如果大致垂直于低壓槽線的風向(鋒后的風向)是由較高緯度吹來(如圖1中風向2),大致平行于低壓槽線的風向(鋒前的風向)由較低緯度吹來(如圖1中風向4),即較高緯度的冷氣團主動向較低緯度的暖氣團移動,其形成冷鋒;如果大致垂直于低壓槽線的風向是由較低緯度吹來(如圖中風向6),平行于低壓槽線的風向由較高緯度吹來(如圖1中8),即由較低緯度的暖氣團主動向高緯的冷氣團移動,則形成暖鋒。
3.鋒面附近風向的判定
(1)鋒后的風向:與鋒面垂直且與鋒面前進方向一致。
由圖1可以看出,鋒后的風向(注:鋒后——以鋒面為界,主動移動的氣團前進的方向為鋒前,相反的另一個方向為鋒后),如冷鋒AB鋒后的風向2和暖鋒CD鋒后的風向6,其方向大致與鋒面垂直且與鋒面前進方向一致。
(2)鋒前的風向:大致與鋒面平行且由高壓流向氣壓。
由圖1可以看出,鋒前的風向,如冷鋒AB鋒前的風向4與暖鋒CD鋒前的風向8,其大致與鋒面平行且由高壓流向低壓。
4.天氣狀況的判斷
根據冷鋒、暖鋒的天氣狀況圖可知,鋒面的雨區在冷氣團所在的一側,即冷鋒降水主要在鋒后和鋒線附近;而暖鋒的降水主要在鋒前。故只要判斷出鋒面氣旋的冷鋒、暖鋒的位置,再結合其出現的具體位置和季節,其相應的天氣狀況相關知識即可解決。
例1:讀下圖,a、b兩地的風向分別為()。
A.西北風、西南風 B.西北風、東北風
C.東北風、東南風 D.西南風、東南風

[解析]:依據鋒面風向的判定,在鋒后,風向與鋒面垂直且與鋒面前進的方向一致,故鋒后的風由較高緯度的西北方向吹來(若在南半球,a由較低緯度吹來的西北風,則為暖鋒),故為北半球冷鋒,可以知道a地的風向為西北風(如下圖a處實線所示),其是在地轉偏向力作用下向右偏轉而成,故其氣壓梯度力方向應該向左偏轉約45度,如圖中a處虛線所示方向,可以判斷鋒面的東北方向為低氣壓;其鋒前的風向與鋒面平行且由高壓指向低壓,故b地的風向為西南風(如圖中b處實線箭頭所示)。
答案:A
例2:(07江蘇地理卷:21—22題)圖8為“我國某地地面氣壓分布狀況示意圖”。讀圖回答(1)—(2)題。

(1)在圖中所示的天氣系統中( )。
A.a地的氣壓比b地低
B.c地附近有冷鋒活動
C.d地的風力比e地小
D.e地的風向為偏北風
(2)a、c、d、e四地中,可能出現降水天氣的是()。
A.aB.e C.d D.c
[解析]:(1)在圖中畫出等壓線可以看出,該圖所示為我國某地的低氣壓,形成鋒面氣旋(如下圖8),在低壓槽附近,分別畫出氣壓梯度力的方向,再向右偏轉45度分別畫出各地的風向,根據鋒面氣旋的相關知識,在a與b和c與d之間分別形成冷鋒和暖鋒。a地的氣壓比b地高,c處應為暖鋒。
(2)根據鋒面的雨區在冷氣團一側,即冷鋒降水主要集中于鋒后a處;暖鋒的降水主要集中于鋒前c處。
答案:(1)CD(2)AD
例3:(2004年江蘇地理卷,4—6題)下圖為“北半球某地區近地面天氣模式示意圖”。回答(1)—(3)題。

(1)m地的風向是( )。
A.西南風 B.西北風 C.東南風 D.東北風
(2)此時,m、n兩地的一般天氣狀況是( )。
A.m、n兩地都晴 B.m、n兩地都有雨
C.m地有雨,n地晴 D.m地晴,n地有雨
(3)上圖中,正確反映該天氣系統過境期間,n地溫度變化過程的是( )。
A.a圖 B.b圖 C.c圖 D.d圖
[解析](1)由題干和圖可以看出,這是北半球近地面的鋒面氣旋圖,形成的鋒面為暖鋒,且m地處于暖鋒的鋒后,其風向與鋒線垂直且與鋒面移動方向一致,為西南風。而鋒前的n地的風向與鋒線平等且指向低壓,為東南風。
(2)由圖可以看出,圖示鋒面是暖鋒(暖氣團主動向冷氣團移動),根據暖鋒降水區在鋒前可以知道m地是晴天,n地有雨。
(3)據上題解析可以知道,n地處于冷氣團控制之下,即將經歷暖鋒天氣,變為暖氣團控制,因此溫度變化是隨著時間推移而升高的。
答案:(1)A (2)D (3)B
例4:讀“我國部分地區春季某時天氣系統圖”,回答(1)—(3)題。

(1)圖中甲乙丙丁四條線中,能形成暖鋒是的()。
A.甲、丙 B.乙、丁 C.丙 D.丁
(2)圖中甲乙丙丁四線所在地區,反映晴朗天氣的是( )。
A.丙、丁 B.甲、乙C.甲、丙D.乙、丁
(3)一股來自內蒙古地區的冷空氣由西北向東南推進,給華北地區帶來沙塵暴天氣,該天氣系統是( )。
A.甲線 B.乙線 C.丙線 D.丁線
[解析]:(1)由圖中可以看出,甲、乙是由高氣壓所形成的高壓脊,其不能形成鋒面;而在低壓槽丙的兩側,畫出氣壓梯度力(如圖中虛線箭頭所示),再右偏45度畫出風向(如圖中實線箭頭所示),可以看出從西北方移來的冷氣團主動向從西南方移來的暖氣團移動,形成的鋒面為冷鋒;同理可知,低壓槽丁為暖鋒。

(2)由上題分析可知,丙、丁兩地為鋒面所在,在其附近往往形成陰雨天氣;而甲、乙在高壓系統內,由于盛行下沉氣流,天氣明朗。
(3)沙塵暴主要發生在北方的冬春季節。由于北方冬春季節空氣干燥,不易形成降水;同時植被稀疏,地表物質疏松,加上冷鋒移動速度快,往往形成大風天氣,從而形成沙塵暴。
答案:(1)D (2)B (3)C