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多變的天氣—氣團與鋒面

電視機傳來主播的聲音:「今天鋒面通過,中央氣象署預測各地都會轉變成下雨的天氣……今天晚上起強烈大陸冷氣團報到,氣溫將明顯下降,各地越晚越溼冷。」在氣象報告中,我們常常聽到「氣團」與「鋒面」這兩個名詞,這兩者是如何形成?對臺灣的天氣又有什麼影響呢?就讓我們一起來探討這些問題吧!

「氣團」是什麼呢?你可以將空氣想像成海綿,如果我們把海綿放在乾布上,它會一直保持乾燥;假使把它放在溼布上,便會吸收水分而變溼,「氣團」也是同樣道理。當空氣停留在大片地面或海面上一段時間後,它每一高度層的溫度、溼度等物理性質會漸漸一致,並且範圍也會越來越擴大,我們將這一個範圍廣大的空氣體稱為「氣團」。而形成氣團的地區,就稱為「氣團源地」。

氣團依其發源地緯度的高低,以及發源地是大陸或海洋,可分為熱帶海洋氣團、極地大陸氣團和赤道氣團;如果再依氣團本身溫度高低,又可分為冷氣團和暖氣團。而且氣團是會移動的,當氣團離開源地往其他地區移動時,會和經過的地表面發生熱量交換作用。當冷氣團往較溫暖地區移動時,就像開了天然冷氣一樣,因為它的溫度比較低,所以會使經過地區的氣溫降低,相反的,暖氣團就像暖氣一樣會提高經過地區的氣溫。

臺灣地處亞熱帶地區,西有龐大的亞洲大陸,東則有浩瀚的太平洋,所以冷、暖季分別為極地大陸冷氣團及熱帶海洋氣團所控制。「極地大陸冷氣團」是形成於極地的冷氣團,因為高空氣流的推動而進入中國大陸,經華中轉向東海及太平洋,主導著臺灣冷季的天氣。

形成於極地的冷氣團,主導著臺灣冷季的天氣。

大陸冷氣團示意圖

而「熱帶海洋氣團」則是源自於熱帶或副熱帶洋面上的暖溼氣團,例如太平洋或南海,夏天時威力最強大,因此到了暖季,熱帶海洋氣團自然就成為影響臺灣天氣的主角了。

源自於熱帶或副熱帶洋面上的暖溼氣團,影響著臺灣夏季的天氣。

海洋暖氣團示意圖

每年5、6月,是極地大陸冷氣團勢力範圍逐漸減退而熱帶海洋氣團逐漸增強擴大的轉換期間,兩氣團間的交界面常在臺灣及其附近海域徘徊,導致臺灣地區下雨機會增多,就是俗稱的梅雨季。在此期間,冷氣團及暖氣團都會影響臺灣,「未吃五月粽,破裘不敢放」這句俗諺便是反映了梅雨季期間天氣有時熱、有時又轉涼的特性。

想想看:當冷氣團遇到暖氣團,會發生什麼事?在氣象學上,兩個氣團交會時會產生帶狀的界面,稱為「鋒面」。鋒面帶短的數百公里,長的有幾千公里,由地面至高空逐漸隨高度變寬,並因冷熱空氣的升降而呈現傾斜狀態,冷空氣位在下方,暖空氣位於上方。

我們可以將冷、暖氣團想像成兩個國家的軍隊,兩個軍隊交戰時,人多勢眾的一方往往占有優勢、步步進逼,而勢力單薄的那一方自然寡不敵眾、節節敗退。冷、暖氣團雙方兵馬的交鋒之處就是鋒面,正如兩軍交戰時會有勢力消長的變化。

兩方人馬勢均力敵的示意圖。

鋒面也會隨冷暖氣團強弱和移動情形的不同而分為冷鋒、暖鋒、滯留鋒、囚錮鋒四種不同的鋒面型態,並造成不同類型的天氣。其中,在臺灣最常見的是冷鋒和滯留鋒。

鋒面隨冷暖氣團強弱和移動情形,分為冷鋒、暖鋒、滯留鋒、囚錮鋒四種不同的鋒面型態。

鋒面的型態

當冷氣團勢力增強時便會向暖氣團推擠,就像冷氣團的士兵戰勝暖氣團士兵一樣,冷氣團前進而暖氣團後退,此時冷空氣將鋒面往暖空氣方向推動,稱為「冷鋒」,當這種鋒面過境後,地面氣溫會降低變冷。冷鋒移動有快慢之分,跑得慢的冷鋒,暖空氣上升較慢、較平穩,而出現層狀雲,降雨相對緩和;跑得快的冷鋒,暖空氣受冷空氣猛烈衝擊快速上升,如果暖空氣又飽含充沛水氣,容易造成濃厚的積雨雲,這時地面就會下起雷電交加的大風雨。

冷鋒移動有快慢之分,可形成不同的天氣現象。

冷鋒示意圖

若暖空氣的勢力強過冷空氣,使鋒面向冷空氣方向移動,就形成「暖鋒」,會使經過地區的氣溫增高。暖鋒的鋒面前方是一大片範圍廣闊的雲雨區,連綿數百公里,造成持續不斷的降雨,降雨型態和冷鋒是不同的。

暖鋒的鋒面前方是一大片範圍廣闊的雲雨區,形成與冷鋒不同的降雨型態。

暖鋒示意圖

冷鋒或暖鋒是在冷、暖空氣某一方勢力較強時發生的鋒面。但假使冷、暖空氣兩方勢均力敵,就像冷、暖氣團兩方兵馬僵持在原地,誰也不讓誰,這時鋒面便無法迅速移動,而徘徊、停留於原地,也就是所謂的滯留鋒。臺灣在春末夏初時出現的梅雨鋒面即為「滯留鋒」,這種鋒面常會引發持續數日的局部性豪大雨。

出現滯留鋒時,常會引發持續數日的局部性豪大雨。

滯留鋒紅外線雲圖

鋒面在移動時,如果冷鋒速度快而趕上暖鋒最後兩條鋒面合併,成為「囚錮鋒」,它所造成的雲系和降雨兼具兩種鋒面的特徵,就會變得比較複雜了。

在臺灣,一年四季的天氣都受到氣團與鋒面的影響,中央氣象署也常利用這兩者來進行天氣預測,透過對氣團與鋒面的認識,可以讓我們更清楚了解到天氣變化的原因,並且事先防範於未然。

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