地形对于温带气旋路径影响探讨之——经向山脉

tom.hp

大家一定会发现，北半球温带气旋的移动路径有一定的特点，对于中低纬度生成的温带气旋（比如江淮气旋），其在陆地上一般是以向东移动为主，南北分量不明显；而高纬度的温带气旋（比如冷涡），往往是在东移的过程中逐步南下，因此在陆地上以西北-东南移动比较常见，那么其原因是什么呢？

当然，从大气动力学上来说，就一句话——南北的大气能量的交换所致。不过除此之外，个人有一个发现，对于地形因素也存在着一定的作用，或者说地形因素（地形波）正反馈于促使大气能量交换的动力场。

在具有这些移动路径的温带气旋的陆地地形，我们可以发现一个共同点：所经的山脉都是南北走向为多（比如乌拉尔山脉、大兴安岭、北美的落基山脉等），而且其主体都位于西风带中。因此对于西风带来说，其上下游的效应（迎风坡和背风坡的地形波）会对温带气旋的移动产生一定的影响，下面来简要分析一下。这些只是个人的理解，不当之处还请各位高手指正。

如果温带气旋经过这些南北走向的山脉，山脉上下游的气流会出现如下特点：

首先，在山脉的东面（也就是西风带下坡处），比较温暖的西风下坡气流往往集中在温带气旋东南面一侧。根据气旋下坡增强了气旋性原则，该处西风是加强的。因此，该温带气旋的涡度发生了偏移，从原本的中心位置偏到了东南侧。

其次，在温带气旋的西北侧，由于气旋性的作用，该处为偏东气流，而由于地形因素使然，该处的气流是上坡。依据气旋上坡减弱气旋性而加强了反气旋性原则，在加上和高空偏西气流的相反性，因此容易产生了较弱或者一定程度的反气旋涡度倾向。这点对于涡度偏移到东南侧存在了推波助澜的作用。

所以可以看出，气旋南北涡度不平衡，中心偏移南侧，显然其移动存在了偏南的分量。

这边在引申一下，对于反气旋，其南面气流上坡，反气旋性加强；其北面偏西气流下坡，气旋性加强。显然反气旋涡度南北不相同，也是向南偏移，因此我们可以看出冬天的冷高压也是西北-东南移动。这个显然和温带气旋的锋面引导其后部的冷高压系统南下（冷空气、寒潮路径）是不谋而合的。

而很多温带气旋，降水集中区域落在了气旋的南面，而低压过境以后气压上升，也是这个道理。

PS：猜想一下，陆地的地形因素能否用于海洋中呢？比如倾斜的大陆架、海岭、海盆等对于热带、温带气旋路径的影响？
提示：从位涡守恒和罗斯贝波的传递这两个因素着手:y4

云飞扬气象

迎风坡，地形强迫抬升，且地形影响随高度而减小，气柱缩短，造成水平辐散，使正涡度减小，负涡度加大，有利于反气旋发展，不利于气旋发展。背风坡，地形性下沉，且地形影响随高度而减小，气柱伸长，造成水平辐合，使正涡度加大，有利于气旋发展，不利于反气旋发展。

另外，影响气旋移动的主要贡献者还是温度平流了。在发展的气旋中，前部为暖平流，后部为冷平流，造成前正后负的变温分布，而中心处没有温度平流。

tom.hp

刚才突然想到，TC遇到接近经向的山脉爬坡经常西折的原因，也可以用这点去解释。

气旋北部偏西气流上坡（移动速度+风速，叠加），气旋性减弱，反气旋性加强；气旋南部偏西气流下坡（风速远远大于移动速度，所以总体还是下坡），气旋性加强。因此涡度倾向偏南，存在了偏南的分量，所以向西折。所以我们有时会看到登陆福建以后西折甚至西南行的TC。

但是由于整体TC是上坡，因此这个和前者还是有区别，比如TC强度是减弱的。

特别注意一下，气旋移动路径受到的影响因素有很多，地形方面只是影响气旋路径的其中之一而已。

将臣

按目前数值推算，18日凌晨起，将发生贝湖气旋以分身术越过蒙古高原的过程，并导致500HPA切断直接“跳跃”过岭，也即发生“北方天鹅”，到时开帖追踪。

xiaojing

温带气旋过山脉后的南偏可以用背风涡旋（背风侧成对的涡旋）来理解。在西风带中，山脉背风侧的东南部会形成正涡旋环流，东北侧负涡旋环流。显然气旋中心会偏向东南侧。若考虑柯氏力则会形成一连串的正负相间的涡列。在一定的斜压条件下，平直气流过地形后，背风侧的涡列往往能发展成气旋。
       热带气旋为正压结构，地形对其路径的影响比较复杂，目前仍是一个热门的课题。林玉郎、杨明仁、吴俊杰、Yeh and Elsberry 等科学家在此领域做出了杰出贡献。总体上讲地形对台风路径的偏折与台风相对地形的大小、初始位置、台风移速、地形对台风的阻挡程度、700hpa100km半径的平均非对称风速有关。不过未见到有关海底地形对台风路径影响的研究。不过海洋深度与海水26度以上的热熔量还是有密切关系的，因为在引导气流很弱的情况下台风有趋于向暖水移动的特征。