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中纬度天气系统;冬季极锋急流和副热带急流;3.5 高空急流及其次级环流;;气候平均1月份的急流所在高度（250 hPa）上的纬向风速分布。等值线间隔为15ms-1。粗线为零线，实线表示西风，虚线表现东风。 （数据来源于NCEP-NCAR再分析资料，由Todd P.Mitchell提供）。;全球急流与对流层顶分布示意图（Shahiro，1987，BAM）;7;图3.19 200 hPa 1月平均风速和风向（1966～1977年）。风速的单位：ms-1。AA和BB为剖面的位置，分别代表急流入口区和出口区;图5.2 1979年11月20日00GMT日本和东亚地区横交急流轴剖面中的二维流场（向量是无旋分量与垂直运动之合成）。 （a）入口区情况； （b）出口区情况。实线是 等线，单位：Jkg-1s-1×10-4;急流附近的动能增加与减少的决定因子;13;;;二、垂直环流与质量和动量的调整;17;18;19;20;21;讨论： ① （3.51）右端第一项表示等熵坐标系中的地面变压梯度，第二项为在θs～θL间的平均变压梯度 ②非地转风由：;在急流区风的水平变化达最大。因此，平流惯性项大于变压风项，产生以平流惯性项为主的非地转风。;24;25;26;27;③垂直环流与低空急流的形成 急流区的质量调整易产生低空急流 特别在急流的左前侧;;④高低空急流耦合与不耦合的模式 考虑一个高空急流的出口区与地面冷锋相迭加的情况（地面冷锋前缘有低空急流）（图3.25）。 当一冷锋和低空急流位于高空急流出口区前方时，高低空地转变形的相对位置使急流出口区的热力间接环流位于地面锋直接环流上方，但这时急流环流的下沉支正好位于低层锋面上升支之上，这阻止在锋前方有深厚上升运动发展。 另一方面，高空急流锋的对流稳定层结也阻止深对流的发展。;;图5.9 高低空急流锋系垂直上不耦合的配置以及其相应次级环流的分布。（a）高空急流锋系的出口区位于地面锋和低空急流之西。粗实线代表高空急流等风速线，实箭头为高空急流轴，白箭头为低空急流轴，细虚线为地面位温线；（b）沿图（a）中AA’线的剖面，粗虚线代表高低空急流的等风速线，双细线为位涡对流层顶，细实线为高低空锋面，阴影区为湿区，粗箭头是强迫的次级环流的流线;图3.26垂直耦合的高低空急流锋系及其相应的垂直环流。（a）位于地面锋和低空急流上方的高空急流锋出口区；（b）沿图（a）中BB’线的剖面 ; 由急流次级环流上升支触发的对流，一旦发展起来，通过凝结潜热释放产生的非绝热加热作用和垂直动量输送等可使急流加强及引起非地转偏差。这种中尺度过程对急流的反馈作用可以用Sawyer－Eliassen环流方程来诊断（书中方程（3.32））。图3.27是中尺度对流加热和垂直动量输送影响次级环流的一次数值模拟的结果。潜热加热在其最大值轴线处产生上升气流（图3.27a,b），其两侧是补偿的下沉运动。动量通量分布强迫一个热力直接环流，上升运动在暖空气一侧，下沉运动在其后（图3.27c,d）。这种类型的质量环流为对流提供一种自身传播的机制。上两种强迫因子共同作用产生的次级环流是一个直接环流圈，它可以增加高空急流的动能（图3.28a,b） 。非地转气流的水平分量通过急流中心从急流的反气旋切变一侧指向气旋性切变一侧。;⑤急流锋附近由加热引起的次级环流;图3.28模拟得到的中尺度对流强迫的次级环流。它是由图3.27中非绝热加热和垂直动量通量共同产生的。（a）总强迫函数，非绝热加上动量通量，10-4s-2；（b）由图（a）强迫的总环流流函数（ms-1hPa）; 中纬度天气系统; 中纬度地面气压系统最主要的两类是温带气旋和反气旋。地面气旋发展迅速、激烈，经常带来破坏性大风、暴雨、对流等，成为所谓温带风暴。这里只讨论地面气旋问题，包括陆地气旋与海洋气旋。 但地面反气旋也不能忽略，地面气旋与反气旋是密切相关的如冬季冷高压可以带来寒潮与冷空气活动，入海后可以产生偏东风回流天气或切变线。在大多数中国暴雨过程中都有冷空气活动参与，它们也常以冷高压形式表现出来。;ERA40数据获得的1958-2001年北半球温带气旋年均活动频率 （单位：101次数/2.5°lon×2.5°lat/年）;ERA40数据获得的1958-2001年东亚温带气旋平均活动频率 （a 春；b 夏；c 秋；d 冬；单位：10-2次数/2.5°lon×2.5°lat/季节）;3k-means聚类分析方法据获得的1958-2001年的平均气旋活动路径 （三角形为路径的起点，阴影区为每条路径纬向的影响区域（1个方差））;气旋的发生发展分为三种类型： 第一类是经典的锋面波动发展成气旋的过程（天原），其发生、发展特征可概括为： （1）锋区或最大斜压区位于近于平直的高空气流下（没有明显的