在氣象報告中,經常可以聽到低氣壓及高氣壓這兩個名詞。所謂低氣壓是指一地之氣壓低於其四周者稱之,反之則稱為高氣壓。換言之氣壓之高低是相對的,猶如群山間之山峰與山谷。
氣象人員每日將來自世界各地氣象站,同一時間所觀測得之氣壓值,填在標有測站位置的地圖上,然後把氣壓數值相同之測站以鉛筆線連接起來即成等壓線,由等壓線所構成的圖稱為天氣圖。從天氣圖上等壓線配置形勢,即可對地球表面上高低氣壓的位置及分佈情形一目了然。
一般所指之低氣壓均發生在中緯度溫帶地區,它是由兩種性質不同之冷暖氣團相會後,在氣團之交界面(即鋒面)上產生波動而形成。低氣壓之發展過程,可分為初生期、成熟期、衰老期及消滅期等四個階段(圖5),其平均生命史約為一星期左右。
在北半球因地球自轉及地表摩擦力關係,環繞低氣壓之氣流呈反時針方向,而偏向低壓中心流動(圖6),因為氣流不斷地從低壓區四周向中心區集中,致使低氣壓中心附近的空氣被迫上升,此時其所含的水汽會遇冷凝結而成雲致雨,故通常在低氣壓區內之天氣都不佳。而高氣壓環流都呈順時針方向,空氣由中心向外流(圖6),造成中心區附近上空之空氣下沈。
(一)高氣壓
空氣是由高氣壓地區流向低氣壓地區,這種空氣流動的現象就形成了風。高氣壓是指密度大、壓力大的空氣,空氣的性質是熱脹冷縮,所以高氣壓就是指比較冷的空氣。在北半球高氣壓是以順時針方向向四周流出,高氣壓區天氣多晴朗。
(二)低氣壓
低氣壓是指密度小、壓力低的空氣,所以低氣壓是指比較暖的空氣。在北半球低氣壓四周的空氣以反時針方向向中心集中。低氣壓代表降雨天氣的來臨,像颱風、龍捲風都是低氣壓形成的。
大氣壓與天氣變化關係密切。如果某地氣壓高,該地區的大氣水準流向周圍低氣壓區,上空的空氣下降,溫度升高,空氣中的小水珠蒸發消散,常常出現晴天。反之,低氣壓區常常出現陰雨天。一般來說,晴天比陰天的水蒸氣含量少、冬天比夏天的水蒸氣含量少,而在通常情況下,水蒸氣的密度比空氣的密度小得多
冬天和晴天的特點都是空氣濕度小,夏天和陰天的特點都是空氣濕度大。
我們通常所稱的大氣,就是包圍在地球周圍的整個空氣層。它除了含有氮氣、氧氣及二氧化碳等多種氣體外,還含有水汽和塵埃。我們把含水汽很少(即濕度小)的空氣稱“幹空氣”,而把含水汽較多(即濕度大)的空氣稱“濕空氣”。不要以為“幹”的東西一定比“濕”的東西輕。其實,幹空氣的分子量是28.966,而水汽的分子量是18.016,故幹空氣分子要比水汽分子重。在相同狀況下,幹空氣的密度也比水汽的密度大。水汽的密度僅為幹空氣密度的62%左右。
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形成原因
受地理環境、季節變化等因素影響,地面氣壓分佈一般並不均勻。氣壓較四週為低的地區,稱為低壓區。從低壓區延伸出來的狹長區域,稱為低壓槽。有鋒性的槽(槽的兩邊有冷暖氣團的差異),視乎槽的移動方向,稱為冷鋒、暖鋒或靜止鋒。
踏入五月,香港雨季正式開始。香港雨量主要來自低壓槽及熱帶氣旋。低壓槽是指氣壓較四周為低的地區,成長條形分佈,如山谷的形狀。
春季開始,來自陸地的冷空氣減弱,來自海洋的溫暖潮濕空氣變得活躍並進入內陸,兩者相遇形成低壓槽。空氣由四周流入低壓槽,在低壓槽內上升,由於上升時氣壓下降,空氣膨脹降溫,空氣內的水汽凝結形成棉花般的積雲。當積雲向上發展至對流層頂時,稱為積雨雲。
受影嚮地區天氣
低壓槽覆蓋的地區天氣不穩定,有雨,雷暴甚至冰雹.
低壓槽
受地理環境、季節變化等因素影響,地面氣壓分佈一般並不均勻。氣壓較四週為低的地區,稱為低壓區。從低壓區延伸出來的狹長區域,稱為低壓槽。有鋒性的槽﹝
槽的兩邊有冷暖氣團的差異﹞,視乎槽的移動方向,稱為冷鋒、暖鋒或靜止鋒。在華北地區,尤其在冬季,低壓槽通常以冷鋒形式出現,由東北向西南伸展,自西向東移動。在華南地區,低壓槽通常為東西走向,自北向南移動,推向南海北部。冬天鋒性較強,在天氣圖上多以冷鋒形態出現。到春天及初夏鋒性較弱,五、六月便是華南低壓槽的旺季。這些月份,夏天西南季候風正向北進入中國內陸,其前沿的位置往往就是在槽線上,故這時候的低壓槽也被稱為季風槽(monsoon trough)。
人望高處,水向低流。空氣則朝氣壓低的地區走。不同的氣流在低壓槽上匯聚,空氣被迫上升,空氣中的水汽凝結成雲及雨。在適當條件下更可能有雷暴發展。
低壓槽伸延數百公里,但惡劣天氣主要是來自當中面積數十平方公里的對流細胞(convective cells),這些細胞的生命史只有短短數小時。故此暴雨警告的有效時間通常不會太長,不像熱帶氣旋警告訊號一掛整天。但如果低壓槽移動緩慢,其盤踞的地區便會經常受新發展的對流細胞影響,惡劣天氣便持續不散,大雨連場,即如六月底七月初香港經歷的情況一樣。
當低壓槽在內陸時,香港天氣溫暖潮濕,吹和緩南至西南風。隨著低壓槽迫近,風勢轉為清勁,離岸及高地可能達強風以上,天文台需要發出強烈季候風信號。當低壓槽橫過香港時,天色轉暗,風向由南至西南轉為西北並出現猛烈陣風,可將貨櫃等大型物件吹倒。漁民把這種現象稱為「西北石湖」或「打石湖」,對海面漁船及小艇構成危險。狂風過後,氣溫明顯下降,並開始有雨。
假如上升氣流非常活躍,暖空氣上升至大氣高層時,由於氣溫低於0度,空氣中的水汽結成冰晶。冰晶由於重量而下墜,但被上升氣流再次推到大氣高層,更多的水汽凝結,冰晶體積增大變成冰粒。這個過程不斷重覆,直至上升氣流消失或無法承受冰粒的重量時,冰粒便降到地面,稱為雹。