鋒面就是溫度、濕度等物理性質(zhì)不同的兩種氣團(tuán)的交界面，或者叫做過渡帶。通俗的講，就是冷暖氣團(tuán)的交界面。鋒面就是溫度、濕度等物理性質(zhì)不同的兩種氣團(tuán)的交界面，或者叫做過渡帶。鋒面與地面的交線，稱為鋒線，也簡稱為鋒。鋒面的長度與氣團(tuán)的水平距離大致相當(dāng)，由幾百公里到幾千公里，寬度比氣團(tuán)小得多，只有幾十公里，最寬的也不過幾百公里。垂直高度與氣團(tuán)相當(dāng)，幾公里到十幾公里。鋒面也有冷暖、移動、靜止之分。
特征
鋒是三維空間的天氣系統(tǒng)。它并不是一個幾何面，而是一個不太規(guī)則的傾斜面。它的下面是冷空氣，上面是暖空氣。由于冷空氣比暖空氣重，因而，它們的交接地帶就是一個傾斜的交接地區(qū)。這個交接地區(qū)靠近暖氣團(tuán)一側(cè)的界面叫鋒的上界，靠近冷氣團(tuán)一側(cè)的界面叫鋒的下界。上界和下界的水平距離稱為鋒的寬度。它在近地面層中寬約數(shù)十公里，在高層可達(dá)200-400公里。而這個寬度與其水平長度相比(長達(dá)數(shù)百-數(shù)千公里)是很小的。因此，人們常把它近似地看成一個面，稱為鋒面。鋒面與空中某一平面相交的區(qū)域稱為鋒區(qū)(上界和下界之間的區(qū)域)。
鋒是兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)相互作用的過渡帶，因而鋒兩側(cè)的溫度、濕度、穩(wěn)定度以及風(fēng)、云、氣壓等氣象要素具有明顯差異，可以把鋒看成是大氣中氣象要素的不連續(xù)面。
(1)鋒面有坡度：鋒面在空間向冷區(qū)傾斜，具有一定坡度。鋒在空間呈傾斜狀態(tài)是鋒的一個重要特征。鋒面坡度的形成和保持是地球偏向力作用的結(jié)果。一般鋒面的坡度約在1／50-1／200之間，由于鋒面坡度很小，鋒面所遮掩的地區(qū)必然很大。如坡度為1／100，鋒線長為1000公里、高為10公里的鋒，其掩蓋的面積可達(dá)100萬平方公里；由于有坡度，可使暖空氣沿傾斜面上升，為云雨天氣的形成提供有利條件。
(2)氣象要素有突變：氣團(tuán)內(nèi)部的溫、濕、壓等氣象要素的差異很小，而鋒兩側(cè)的氣象要素的差異很大。
①溫度場：氣團(tuán)內(nèi)部的氣溫水平分布比較均勻，通常在100公里內(nèi)的氣溫差為1℃，最多不超過2℃。而鋒附近區(qū)域內(nèi)，在水平方向上的溫度差異非常明顯，100公里的水平距離內(nèi)可相差近10℃，比氣團(tuán)內(nèi)部的溫度差異大5-10倍；在垂直方向上，氣團(tuán)中溫度垂直分布是隨高度遞減的。然而鋒區(qū)附近，由于下部是冷氣團(tuán)，上部是暖氣團(tuán)，鋒面上下溫度差異比較大，鋒面往往是逆溫層。
②氣壓場：鋒面兩側(cè)是密度不同的冷、暖氣團(tuán)，因而鋒區(qū)的氣壓變化比氣團(tuán)內(nèi)部的氣壓變化要大的多。鋒附近區(qū)域氣壓的分布不均勻，鋒處于氣壓槽中，等壓線通過鋒面有指向高壓的折角，或鋒處于兩個高壓之間氣壓相對較低的地區(qū)，等壓線幾乎與鋒面平行。
③鋒附近風(fēng)場：風(fēng)在鋒面兩側(cè)有明顯的逆向轉(zhuǎn)變，即由鋒后到鋒前，風(fēng)向呈逆時針方向變化。
(3)鋒面附近天氣變化劇烈：由于鋒面有坡度，冷暖空氣交綏，暖空氣可沿坡上升或被迫抬升，且暖空氣中含有較多的水汽，因而，空氣絕熱上升，水汽凝結(jié)，易形成云雨天氣。由于鋒面是各種氣象要素水平差異較大地區(qū)，能量集中，天氣變化劇烈。所以，鋒是天氣變化劇烈的地帶。
熱力特征
鋒區(qū)內(nèi)的水平溫度梯度比鋒區(qū)兩側(cè)的單一氣團(tuán)內(nèi)的梯度大得多。在等壓面圖上的等溫線密集處即為鋒區(qū)。由于暖空氣斜蓋在冷空氣上，使鋒區(qū)內(nèi)的鉛直溫度梯度比其兩側(cè)氣團(tuán)內(nèi)小得多，有時甚至出現(xiàn)溫度隨高度而增加的逆溫現(xiàn)象。如果空氣比較干燥，鋒面和密集的等位溫面幾乎平行；如果空氣比較潮濕，它和密集的等假相當(dāng)位溫面近于平行。鋒區(qū)的這些特征都說明鋒面是大氣斜壓性集中帶，是大氣勢能的積蓄區(qū)。
風(fēng)場和氣壓場
根據(jù)馬古列斯公式，要維持大氣中鋒面的存在，其兩側(cè)的風(fēng)（風(fēng)速或風(fēng)向）應(yīng)作氣旋式切變。近地面層的大氣，由于摩擦作用，風(fēng)向和風(fēng)速的氣旋式切變都很明顯。根據(jù)地轉(zhuǎn)近似關(guān)系，鋒處于氣壓場的槽區(qū)。鋒面的風(fēng)場和氣壓場的這種特征在近地面層特別明顯。在對流層中部和上部，鋒區(qū)常處于等壓面上高度槽的前部，故只表現(xiàn)出風(fēng)速的氣旋式切變。由于鋒面的水平溫度梯度很大，按熱成風(fēng)關(guān)系，鋒面內(nèi)風(fēng)的鉛直切變也很大。
鋒生和鋒消
鋒生指鋒的生成或加強(qiáng)的過程；鋒消指鋒的消失或減弱的過程。當(dāng)某些物理過程使空氣的水平溫度梯度沿著一條線附近迅速加大時，可以說這條線附近有鋒生。反之，即為鋒消。
按運動學(xué)觀點，水平運動、鉛直運動和非絕熱過程，都可造成鋒生或鋒消，其中尤以水平運動最為有效。有溫濕特性不同的氣流輻合時容易出現(xiàn)鋒生；如果氣流輻散則容易出現(xiàn)鋒消。如下圖所示的變形流場較有利于鋒生，它不僅能使等溫線沿流出軸密集，而且還能使等溫線旋轉(zhuǎn)，漸趨與流出軸平行。這種單純的變形場，相當(dāng)于氣壓場上十字形交叉對稱排列的兩個低壓和兩個高壓之間的鞍形場。但更有利于鋒生的氣壓場，是兩個低壓槽都比較深的鞍形場，實際的鋒生都在低壓槽的槽線附近。
當(dāng)水平變形場使等溫線沿著流出軸密集時，水平溫度梯度增大，這是由暖空氣一側(cè)增溫，冷空氣一側(cè)降溫造成的。在增溫的地區(qū)，高層升壓，低層降壓；在降溫的地區(qū)則相反。因此在高層產(chǎn)生了附加的指向冷空氣的氣壓梯度力，使空氣由暖區(qū)流向冷區(qū)，反之，在低層則由冷區(qū)流向暖區(qū)，這使高層和低層的鋒生進(jìn)一步加強(qiáng)。同時，為了補償，暖空氣的一側(cè)產(chǎn)生了上升運動，冷空氣一側(cè)則下沉，在鋒面附近產(chǎn)生了鉛直環(huán)流。這種環(huán)流使低層冷鋒后部的風(fēng)速加大，鋒前暖濕氣流的凝結(jié)過程加快，因此鋒生能使鋒面附近的云雨天氣加劇。在中層由于暖空氣中水汽大量凝結(jié)而釋放潛熱，鋒生也得到進(jìn)一步加強(qiáng)。鋒消的動力效應(yīng)與之相反，因而鋒消區(qū)云雨天氣消散，天氣轉(zhuǎn)好。
鋒面氣旋
三國時代，有個諸葛亮借東風(fēng)的故事，至今仍在我國民間流傳。這故事發(fā)生在建安十三年(公元208年)ll月。當(dāng)時，曹操率兵50萬，號稱80萬，進(jìn)攻孫權(quán)。孫權(quán)兵弱，他和曹操的敵人劉備聯(lián)合，兵力也不過三、五萬，只得憑借長江天險，拒守在大江南岸。
這年十月，孫權(quán)和劉備的聯(lián)軍，在赤壁市(今湖北省蒲沂縣)同曹操的先頭部隊遭遇。曹軍多為北方兵士，不習(xí)水戰(zhàn)，很多人得了疾病；土氣很低。兩軍剛一接觸，曹操方面就吃了一個小敗仗。曹操被迫退回長江北岸，屯軍烏林(今湖北洪湖縣境)，同聯(lián)軍隔江對峙。為了減輕船艦被風(fēng)浪顛簸，曹操命令工匠把戰(zhàn)船連接起來，在上面鋪上木板。這樣，船身穩(wěn)定多了，人可以在上面往來行走，還可以在上面騎馬哩。這就是所謂“連環(huán)戰(zhàn)船”，曹操認(rèn)為這是個渡江的好辦法。
但是，“連環(huán)戰(zhàn)船”目標(biāo)大，行動不便。所以，有人提醒曹操防備吳軍乘機(jī)火攻。曹操卻認(rèn)為：“凡用火攻，必借東風(fēng)，方令隆冬之際，但有西北風(fēng)，安有東南風(fēng)耶？吾居于西北之上，彼兵皆在南岸，彼若用火，是燒自己之兵也，吾何俱哉？若是十月陽春之時，吾早已提備矣。”周瑜也看到了這個問題，只是由于氣候條件不利火攻，急得他“口吐鮮血，不省人事”。劉備軍師諸葛亮用“天有不測風(fēng)云”一語，點破了周瑜的病因，并密書十六字：“欲破曹操，宜用火攻；萬事俱備，只欠東風(fēng)。”可見，對于火攻的條件，曹、周、諸葛三人都有共同的認(rèn)識。
然而，諸葛亮由于家住赤壁市不遠(yuǎn)的南陽郡(今襄陽市附近)，對赤壁一帶天氣氣候規(guī)律的認(rèn)識，比曹、周兩人更深刻、更具體。西北風(fēng)只是氣候現(xiàn)象，在氣候背景下可以出現(xiàn)東風(fēng)，這是天氣現(xiàn)象。在軍事氣象上，除了必須考慮氣候規(guī)律之外，還須考慮天氣規(guī)律作為補充。當(dāng)時，諸葛亮根據(jù)對天氣氣候變化的分析，憑著自己的經(jīng)驗，已準(zhǔn)確地預(yù)報出出現(xiàn)偏東風(fēng)的時間。但為唬弄周瑜，他卻設(shè)壇祭神“借東風(fēng)”。
十一月的一個夜晚，果然刮起了東南風(fēng)，而且風(fēng)力很大。周渝派出部將黃蓋，帶領(lǐng)一支火攻船隊，直駛曹軍水寨，假裝去投降。船上裝滿了飽浸油類的蘆葦和干柴，外邊圍著布幔加以偽裝，船頭上插著旗幟。駛在最前頭的是十艘沖鋒戰(zhàn)船。這十艘船行至江心，黃蓋命令各船張起帆來，船隊前進(jìn)得更快，逐漸看得見曹軍水寨了。這時候，黃蓋命令士兵齊聲喊道：“黃蓋來降!”曹營中的官兵，聽說黃蓋來降，都走出來伸著脖子觀望。曹兵不辨真?zhèn)危翢o準(zhǔn)備。黃蓋的船隊距離曹操水寨只有二里路了。這時黃蓋命令“放火!”號令一下，所有的戰(zhàn)船一齊放起火來，就象一條火龍，直向曹軍水寨沖去。東南風(fēng)愈刮愈猛，火借風(fēng)力，風(fēng)助火威，曹軍水寨全部著火。“連環(huán)戰(zhàn)船”一時又拆不開，火不但沒法撲滅，而且越燒越盛，一直燒到江岸上。只見烈焰騰空，火光燭天，江面上和江岸上的曹軍營寨，陷入一片火海之中。
赤壁之戰(zhàn)，東風(fēng)起了很大作用，唐朝詩人杜牧有兩句名詩道：“東風(fēng)不與周瑜便，銅雀春深鎖二喬。”意思是多虧老天爺把東風(fēng)借給了周瑜，使他能方便行事，否則孫策的老婆大喬和周瑜的老婆小喬會被曹操擄到銅雀臺去了。京劇《群英會》中，曹操有句唱詞：“我只說十一月東風(fēng)少見。”顯然后悔自己對氣象判斷失誤，吃了大虧。
然而，諸葛亮借東風(fēng)的傳說，有人經(jīng)過考證卻認(rèn)為是虛構(gòu)的。不過從赤壁之戰(zhàn)中，長江江面盛吹東南大風(fēng)，到后來曹軍敗走華容道又遇上傾盆大雨，這在天氣形勢上看來，當(dāng)時很象是一次鋒面氣旋天氣。鋒面氣旋在我國，春季最多，秋季較少。它是一個發(fā)展深厚的低氣壓系統(tǒng)，其中心氣壓低，四周氣壓高。空氣從外圍向中心流動，呈反時針方向旋轉(zhuǎn)。所以，處于氣旋前部(即東部)的地方，吹東南風(fēng)；氣旋后部(西部)，吹西北風(fēng)(如左圖)。氣旋內(nèi)部盛行輻合上升氣流，能造成大片降雨區(qū)。因此，當(dāng)連續(xù)吹東南風(fēng)時，往往預(yù)示著天氣將要變壞。天氣諺語說：“東南風(fēng)雨祖宗，西北風(fēng)一場空”和“東風(fēng)雨，西風(fēng)晴”是有一定實際意義的。
另外，也有人這樣去分析諸葛亮“借”來的東風(fēng)：從現(xiàn)代天氣圖上，我們可以看到，當(dāng)一個地方受到移動的閉合的高氣壓中心影響時，風(fēng)向是順時針轉(zhuǎn)變的。就是說，當(dāng)冷高壓開始移到海上，高氣壓后部盛行的東南風(fēng)就會暫時控制長江中下游平原。由于冬季冷高壓南下過程中國移動通信集團(tuán)迅速，尾隨南侵的后一股冷空氣很快又到；所以，東南風(fēng)持續(xù)的時間很短，人們往往忽略。而通曉天文地理的諸葛亮，他的家就住在離赤壁不遠(yuǎn)的南陽郡，是掌握這次東南風(fēng)出現(xiàn)前的征兆的，所以他準(zhǔn)確地作出了中期天氣預(yù)報。
這樣看來，諸葛亮在冬初的十一月份，根據(jù)長江中下游地區(qū)當(dāng)時的天氣變化，預(yù)測將有東南大風(fēng)出現(xiàn)，并進(jìn)一步推斷天氣還要惡化，這是符合天氣演變規(guī)律的。
鋒面的天氣
①暖鋒坡度較小，約為1/150。其典型的云序為卷云、卷層云、高層云，地面鋒線附近為雨層云，在高層云處開始降水，多為連續(xù)性降水。如暖空氣不穩(wěn)定，暖鋒上也可出現(xiàn)積雨云等對流性天氣。在中國，暖鋒較為少見。
②第一型冷鋒的坡度約為1/100，其天氣和暖鋒天氣相似，只是云雨次序和暖鋒相反。在東亞，這種冷鋒一般由西北向東南移動，是影響中國天氣的重要天氣系統(tǒng)之一。冬季的冷鋒一般較強(qiáng)，影響范圍較大，有時可達(dá)南海；而夏季冷鋒較弱，影響范圍較小，一般只達(dá)到黃河流域。
③第二型冷鋒坡度較大，約為1/70，它在近地面層處有時近于垂直或前傾。在地面鋒前，多為對流性天氣，有時伴有颮線，可產(chǎn)生冰雹、龍卷等劇烈天氣。但因鋒面的云系受到多種因素的影響，特別是受地形的影響更大，故在多山的中國，鋒面的云系常常和典型特征相差較遠(yuǎn)。第二型冷鋒在中國較少，春季見于長江流域，秋季見于黃河流域。
④靜止鋒的天氣和第一型冷鋒相似，唯云雨范圍比較寬廣，在中國華南的南嶺一帶和云貴高原地區(qū)，較為常見。由于冷鋒南下后受地形阻擋而呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)，可停留十天或半月之久，造成陰雨連綿的天氣。⑤囚鋒兼有冷、暖鋒的天氣特征。典型的錮囚鋒在中國雖不多見，但在西北、華北、華東等地區(qū)，冬半年常出現(xiàn)地形錮囚鋒。
鋒面與梅雨
梅雨名稱由來已久，早在漢朝即有記載，古時候稱為「黃梅雨」。其中，有很多記述和梅雨發(fā)生的時間有關(guān)：例如晉代有「夏至之雨，名曰黃梅雨」，唐有「梅實迎時雨」，宋有「梅子黃時雨」，又有「江南五月梅熟時，霖雨連旬，謂之黃梅雨」等等。由這些記載可以知道，梅雨是因為發(fā)生在梅果成熟時期而得名。另外，又因梅雨時期陰雨連綿，空氣潮濕，物品容易發(fā)霉，所以明朝醫(yī)學(xué)家李時珍有「梅雨或作霉雨，言其沾衣及物皆生毛霉也」的說法，因此梅雨又有一個別名：「霉雨」，而不論是「梅雨」或「霉雨」，這一個名稱已經(jīng)在中國流傳了一千多年了。
全世界梅雨只發(fā)生在東亞地區(qū)，主要的原因是因為東亞位于全球季風(fēng)最顯著的區(qū)域內(nèi)，冬季盛行的東北季風(fēng)和夏季盛行的西南季風(fēng)，在春末到盛夏間的季節(jié)轉(zhuǎn)換時間里，兩種季
風(fēng)帶來的冷、暖空氣相會合之后，即形成「鋒面」。鋒面又因兩種季風(fēng)的強(qiáng)度相當(dāng)，所以常出現(xiàn)互相對峙的現(xiàn)象，使得鋒面移動近似滯留，而形成「滯鋒」，而這滯留鋒面，即會導(dǎo)致連續(xù)性降雨，使得華南、臺灣、長江中下游平原等地區(qū)分別都有一段多雨時期、這就是梅雨形成的原因。
梅雨降雨特性
「黃梅時節(jié)家家雨，青草池塘處處蛙，有約不來過夜半，閑敲棋子落燈花」，這首宋朝趙師秀的《約客》詩中，第一句就描述出梅雨的降雨是家家雨，也就是鋒面帶所復(fù)蓋的地區(qū)都是雨。另外江南諺語「雨打話梅頭，四十五日無日頭」，又說出了梅雨時陰雨連綿的特性；「梅果成熟傾盆雨」則是表示梅雨時雨勢相當(dāng)大。從這些記述可以知道，梅雨的降雨特性是持續(xù)性并夾有較大雨勢的天氣。不過也有些記述，如：「梅子黃時日日晴、黃梅時節(jié)燥松松」，卻是說梅雨時出現(xiàn)的晴朗天氣；「吃了端午粽，還有三天凍」的「冷水黃梅」，則表示梅雨來得特別早；另有「陣頭黃梅」及「小暑一聲雷，黃梅倒轉(zhuǎn)來」，表示梅雨來得特別遲，以及梅雨過后又再度出現(xiàn)持續(xù)降雨天氣，這又說明了梅雨降雨的變動性。這種變動性，不論是梅雨開始時間的早遲、梅雨期的長短、雨量的多寡、下雨天數(shù)的多少等，每年都有很大的差異。不但長江梅雨如此，變動性更大的臺灣梅雨，更是變化多端：梅雨期有時長達(dá)五十天以上，卻也有短到十天以下；雨量有超過一千公厘，也有少于一百公厘；下雨天數(shù)有時比不下雨的日就連續(xù)下了二十二天雨。由于臺灣的梅雨的變動性高，每年都有不同，很難訂出梅雨開始與結(jié)束定義，所以只能約略將五、六月訂為臺灣的梅雨期。
梅雨期的天氣特征與降雨特性總分析
梅雨期最主要的天氣特征便是持續(xù)性降雨。臺灣地區(qū)各地出現(xiàn)連續(xù)性或間歇性下雨，間或夾帶豪雨，形成典型的臺灣梅雨。宋朝時代曾有三位詩人對長江梅雨的天氣變化有極傳神的描述：趙師秀的「黃梅時節(jié)家家雨」、曾紆的「梅子黃時日日晴」和戴復(fù)古的「熟梅天氣半晴陰」，也都是臺灣梅雨天氣的極佳寫照。由于臺灣梅雨期間經(jīng)常引發(fā)豪雨，因此臺灣大學(xué)陳泰然教授乃填上「梅果成熟傾盆雨」之警世詞句。梅雨期主要受到梅雨峰面系統(tǒng)的影響，有時大量降雨，有時雨量很少，有時降雨時間很短暫，有時連續(xù)多日。事實上，梅雨期有時會有二個峰面系統(tǒng)先后連續(xù)影響臺灣地區(qū)，致使連續(xù)陰雨的天數(shù)相對增長。當(dāng)一道鋒面過后、另一道鋒面抵達(dá)之前，會有幾天晴朗天氣，但持續(xù)的時間長久或短暫都不一樣，有時鋒面接二連三而來，幾乎無晴朗的日子可言，有時又相隔甚久，晴朗多日。在每年的梅雨期內(nèi)，平均有四至五個梅雨鋒面系統(tǒng)影響臺灣地區(qū)。由于受到鋒面系統(tǒng)的影響，臺灣地區(qū)梅雨期內(nèi)的平均降雨量為450至500公厘，為每年年平均雨量的四分之一。臺灣地區(qū)每年梅雨期的降雨有很大的差異，可見「梅雨」在臺灣地區(qū)是非常不穩(wěn)定、變動甚大的天氣現(xiàn)象，所以不必特別強(qiáng)調(diào)梅雨期的長短與雨日的久暫，而應(yīng)注意梅雨鋒面系統(tǒng)所伴隨的豪雨。
綜合上述說明，臺灣地區(qū)各地梅雨期主要的氣候特征有：
1.連續(xù)性降雨，并夾帶雷陣雨；
2.降雨量僅次于臺風(fēng)時期；
3.持續(xù)性降雨機(jī)率是全年最大值；
4.由于持續(xù)性降雨，而使氣溫有時不但不隨接近夏季而上升，及而有下降或平穩(wěn)趨勢。
參考資料 >