急流

急流英文名称:jet stream;supercritical flow 。水利科技(一级学科) ;水力学、河流动力学、海岸动力学(二级学科) ;水力学(水利)(三级学科)

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急流 - 名词定义

中文名称:急流

英文名称:jet stream;supercritical flow

定义1:出现在大气中的窄而强的风速带, 其上下和两侧分别具有强烈的垂直和水平切变

所属学科: 大气科学(一级学科) ;动力气象学(二级学科)

定义2:流速大于干扰微波传播速度、水深小于临界水深的水流。

 所属学科: 电力(一级学科) ;通论(二级学科)

 定义3:流速大于干扰微波传播速度,水深小于临界水深的水流。

所属学科: 水利科技(一级学科) ;水力学、河流动力学、海岸动力学(二级学科) ;水力学(水利)(三级学科)

急流 - 释义

指湍急的水流


  三国 魏 曹植 《杂诗》之五:“ 江 介多悲风, 淮 泗 驰急流。” 南朝 宋 鲍照 《还都道中》诗之一:“急流腾飞沫,回风起 江 濆。”

指水流疾速流动

唐 许浑 《谢亭送别》诗:“劳歌一曲解行舟,红叶青山水急流。”

比喻官场中复杂的斗争

 宋 孙光宪 《北梦琐言》卷三:“﹝ 刘瞻 ﹞孤贫有艺,虽登科第,不预急流。” 元 杨暹《刘行首》第四折:“恁莫痴,争似 张良 会归,急流中身先退。” 清 杜濬 《肥水先生忽有居》诗:“急流未必从君退,且喜归怀有定踪。”参见“ 急流勇退 ”。

指大气中一股强而窄的气流带

急流的水平长度达上万公里,宽数百公里,厚几公里。急流中心的长轴称为急流轴,它近于水平分布。急流中心最大风速在对流层的上部必须大于或等于30米/秒,它的风速水平切变量级为每100公里5米/秒,垂直量级为每公里5?10米/秒。按急流出现的高度不同,一般可分为高空急流[1] 和低空急流。

急流 - 急流(jet streams)

位于对流层上层或平流层中的强而窄的气流。一般长几千公里,宽几百公里,厚几公里。急流中心的长轴称为急流轴,它近于水平。在急流轴线附近,风速的切变很强,铅直切变约为每

急流急流

公里5~10米/秒,水平切变约达每百公里5米/秒。按世界气象组织的规定,急流轴线上的风速下限为30米/秒。急流迂回曲折,环绕整个半球,急流轴线上的风速并不均匀,有一个或多个风速极大值中心。在风速小于30米/秒处中断。一般情况下,急流的中心风速为50~80米/秒,有时可达100~150米/秒,在冬季偶尔可达 150~180米/秒。急流轴线在有的地区出现分支,有的地区两支急流汇合。从对流层顶附近的等压面(如200百帕)和平均纬向风速分布图上(见大气环流),可看出急流的分布和结构。由于急流同大气热量和角动量的输送有关,是全球大气环流的重要环节。急流又往往同锋区相联系,因此和天气系统的发生、发展有着密切的关系。急流是天气学中重要的研究课题之一。   

第二次世界大战末期美国飞行员在日本上空的对流层顶附近向西飞行时,遇到了一股高速气流,难于航行,后经气象学家研究,发现这就是高空西风急流。随着高空探测网的建立,又在其他地区上空发现了高空急流的存在。但以东亚沿岸和日本上空的西风急流最为强大,由于急流的风速有时很大,而且其铅直和水平切变很强,当飞机在急流区附近沿着急流飞行或处于强风速切变区时,容易造成飞行事故(见航空气象学)。因此,常要求及时提供准确的急流位置和强度的情报和预报。根据急流的形成区域和结构不同可分为极锋急流副热带急流热带东风急流和极夜急流。关于对流层下部的低空急流则是另一种性质的急流。[1]

急流 - 急流分类

极锋急流

 又称温带急流。它是和极锋相联系的西风急流(图1)。按热成风原理(见大气运动的平衡状态),在极锋附近的强水平温度梯度的位置上(600百帕极锋锋区附近),西风速度随高度迅速增加,至对流层顶附近时,温度梯度消失,西风速度不再增加,再向上,温度梯度方向改变,西风速度随高度而减弱。因此,极锋急流大约出现在600百帕极锋锋区上空对流层顶附近,中心强度和位置变化很大。它和高层极锋锋区一起,呈波状环绕半球。波锋波谷一般同对流层上部的长波波峰波谷相对应,波辐略比长波大。轴上强风速中心一般自西向东移动,在长波发展过程中通常由长波槽后移到槽前,移速快于长波系统。极锋急流有明显的分支和汇合现象,在其分支区(又称为出口区)的左侧,即急流中心的左前方存在着温带气旋发展的动力条件(高空辐散),气旋常在此处发生、发展。并且,气旋有沿急流轴移动的趋势。所以急流活动区多风暴天气

副热带急流

又称副热带西风急流。它出现在热带对流层顶和中纬度对流层顶的过渡地带,在副热带锋上空约 200百帕高度处。对流层的上部,风速水平切变最强,中下部较弱,在500百帕等压面上急流几乎消失,难以辨认。急流轴上风速强弱的差别很大,在日本南部上空最强。从逐日天气图上可以看出,副热带急流的位置及其风向都比较稳定,这同极锋急流不同。但副热带急流有明显的季节差异,特别是在北半球,冬季强而稳定,夏季弱,甚至失去环绕半球的特征;冬季位置偏南,夏季偏北,过渡季节南北变化很大,并具有一定的突变性。

在北半球冬季,副热带急流常以三波形势环绕半球:波脊分别在日本南部、北美洲东部和地中海东部,波谷分别在青藏高原南麓、东北太平洋和东北大西洋上。这种三波结构常与极锋急流之间构成分支和汇合(图2),汇合之处多在副热带急流三波结构的波脊处。分支、汇合现象以东亚最清楚,在青藏高原上空的分支,在日本南部汇合,到太平洋上又分支。日本南部上空急流之所以最强与这两支急流在那里汇合有关。

极锋急流和副热带急流的成因

 可以用大气角动量平衡加以说明。单位质量空气相对于地轴运动的绝对角动量为L=ω R娮cos2E+uREcos嗘,式中ω为地球自转角速度,u为东西向风速,φ为纬度,RE为地球半径。由于哈得来环流的作用,低纬度暖空气上升至高空后再向北输送,在高空没有外力矩的作用下,向北输送的空气块要保持绝对角动量守恒。因此,西风(u>0)随着气块所处的纬度 (φ)增加而加强。西风因纬度增加而增强的数值是可观的,以致在副热带纬度带上空产生了副热带急流。在急流形成的同时,急流轴的南侧向极区行进的空气在该处堆积而下沉,形成了对流层中部和下部副热带高压带。至于极锋急流,主要是靠大气中大尺度涡旋输送能量来维持的。中纬度对流层中、上部的大气经常处于扰动状态,出现各种长波系统。这些扰动在把热量向极地净输送的同时,又把副热带上空的大角动量往极地方向输送,把中、高纬的小角动量往低纬输送,造成角动量向中、高纬的净输送。因此,角动量在中纬度集中,就形成了极锋急流。

热带东风急流

 主要是指出现在北半球夏季亚洲非洲热带对流层顶附近的一支东风急流。它从南海上空向西延伸,经印度到达非洲北部上空。急流轴线位于100~150百帕等压面上,强中心在阿拉伯海上空,东风风速平均为35米/秒,风向稳定,平均位置在北纬15°,呈准静止状态。这支东风急流的形成,同夏季在青藏高原和北非上空对流层上部出现强而稳定的暖性反气旋有关系,在这种反气旋的南侧,出现了很强的气压梯度,往南流的空气在科里奥利力作用下,形成了强大的东风急流。此急流的强度和位置的逐年变化,同印度季风和北非的旱涝有很大关系。

平流层极夜西风急流

 简称极夜急流。在冬半球的平流层里,由于极地长期处于黑夜,大气因辐射而冷却,但在中、低纬度地区平流层中的臭氧,却直接吸收太阳的紫外辐射而增温,形成了很强的温度梯度,产生了直接经圈环流。在科里奥利力作用下,向极地流动的气流逐渐向右偏,在极地区域50~60公里上空,形成了一支西风急流,它向下可延伸到20~30公里高度处,因此在50百帕等压面的图上,就可见到这支急流。   

极夜急流环绕着极区,有明显的季节性变化:每逢秋后逐渐建立,冬季一直维持,直到春季平流层出现最后一次爆发性增温时,才开始崩溃(见平流层和中层大气环流)。它是冬季平流层环流很重要的一种特征。有的年份,平流层在隆冬也会出现爆发性增温,导致极夜急流崩溃,但因仍在冬季,急流仍可恢复。在极夜急流崩溃时期,中纬度盛行下沉运动,并将高层臭氧往下传输。极夜急流上的波动同对流层环流和天气等因素的关系,非常复杂,仍有待进一步研究。

相关文献

附图

 

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参考资料:
[1] ^ 引用日期:2010-07-27

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