急流（jet）是指風(fēng)速30m/s 以上的狹窄強(qiáng)風(fēng)帶。是大氣環(huán)流中的一個(gè)重要特征。在天氣圖上觀察到的急流帶環(huán)繞地球自西向東彎曲延伸達(dá)幾千千米，水平寬度約上千千米，垂直厚度達(dá)幾千米到十幾千米。根據(jù)急流的形成區(qū)域和結(jié)構(gòu)不同可分為極鋒急流、亞熱帶急流、熱帶東風(fēng)急流和極夜急流。按急流出現(xiàn)的高度不同，一般可分為高空急流和低空急流。
基本介紹
位于對(duì)流層上層或平流層中的強(qiáng)而窄的氣流。一般長幾千公里，寬幾百公里，厚幾公里。急流中心的長軸稱為急流軸，它近于水平。在急流軸線附近，風(fēng)速的切變很強(qiáng)，鉛直切變約為每
公里5～10米/秒，水平切變約達(dá)每百公里5米/秒。按世界氣象組織的規(guī)定，急流軸線上的風(fēng)速下限為30米/秒。急流迂回曲折，環(huán)繞整個(gè)半球，急流軸線上的風(fēng)速并不均勻，有一個(gè)或多個(gè)風(fēng)速極大值中心。在風(fēng)速小于30米/秒處中斷。一般情況下，急流的中心風(fēng)速為50～80米/秒，有時(shí)可達(dá)100～150米/秒，在冬季偶爾可達(dá) 150～180米/秒。急流軸線在有的地區(qū)出現(xiàn)分支，有的地區(qū)兩支急流匯合。從對(duì)流層頂附近的等壓面（如200百帕）和平均緯向風(fēng)速分布圖上(見大氣環(huán)流),可看出急流的分布和結(jié)構(gòu)。由于急流同大氣熱量和角動(dòng)量的輸送有關(guān)，是全球大氣環(huán)流的重要環(huán)節(jié)。急流又往往同鋒區(qū)相聯(lián)系，因此和天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展有著密切的關(guān)系。急流是天氣學(xué)中重要的研究課題之一。
第二次世界大戰(zhàn)末期，美國飛行員在日本上空的對(duì)流層頂附近向西飛行時(shí)，遇到了一股高速氣流，難于航行，后經(jīng)氣象學(xué)家研究，發(fā)現(xiàn)這就是高空西風(fēng)急流。隨著高空探測網(wǎng)的建立，又在其他地區(qū)上空發(fā)現(xiàn)了高空急流的存在。但以東亞沿岸和日本上空的西風(fēng)急流最為強(qiáng)大，由于急流的風(fēng)速有時(shí)很大，而且其鉛直和水平切變很強(qiáng)，當(dāng)飛機(jī)在急流區(qū)附近沿著急流飛行或處于強(qiáng)風(fēng)速切變區(qū)時(shí)，容易造成6.24飛行事故(見航空氣象學(xué))。因此，常要求及時(shí)提供準(zhǔn)確的急流位置和強(qiáng)度的情報(bào)和預(yù)報(bào)。根據(jù)急流的形成區(qū)域和結(jié)構(gòu)不同可分為極鋒急流、亞熱帶急流、熱帶東風(fēng)急流和極夜急流。關(guān)于對(duì)流層下部的低空急流則是另一種性質(zhì)的急流。
定義
急流是指風(fēng)速30m/s 以上的狹窄強(qiáng)風(fēng)帶。是大氣環(huán)流中的一個(gè)重要特征。?
性質(zhì)
急流中心強(qiáng)度最大區(qū)稱急流軸。急流軸是準(zhǔn)水平的，其南北兩端存在著強(qiáng)大的垂直風(fēng)速切變（每千米 5—10m/s）。一般情況下，急流中心風(fēng)速可達(dá) 50—80m/s，強(qiáng)急流中心風(fēng)速達(dá)100—150m/s 或更大。根據(jù)現(xiàn)有資料，位于東亞海洋上和日本上空的急風(fēng)速分布并不均勻，有一個(gè)或幾個(gè)強(qiáng)風(fēng)中心。急流軸線在有的地方出現(xiàn)分支，有的地區(qū)出現(xiàn)匯合。
分類
高空急流
高空急流是指出現(xiàn)在對(duì)流層頂附近或平流層中的一股強(qiáng)而窄的氣流。一般指風(fēng)速大于或等于30米/秒的強(qiáng)風(fēng)帶。在這股強(qiáng)氣流中，風(fēng)速的水平切變 為100公里5米/秒，垂直切變?yōu)槊抗?-10米/秒。高空急流長度可達(dá)幾千公里，寬約幾百公里，厚約幾公里。??急流區(qū)大多與對(duì)流層上層水平溫度梯度很大的鋒區(qū)相對(duì)應(yīng)，因而也和天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。在對(duì)流層上層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有下列三種急流（溫帶急流、亞熱帶急流和熱帶東風(fēng)急流）。另外，平流層里也發(fā)現(xiàn)了極夜西風(fēng)急流。?
（1）溫帶急流
溫帶急流又稱極鋒急流，位于南北半球中高緯度地區(qū)的上空，是與極鋒相聯(lián)系的西風(fēng)急流。急流的平均高度在冬季約8—10km，夏季約9—11km，平均厚度約3—10km。急流的位置經(jīng)常在變動(dòng)，冬季平均位于40°—60°N 間，甚至伸展到更低緯度（圖4·42）。夏季平均位置北移到70°N附近。溫帶急流的中心最大風(fēng)速一般45—55m/s，甚至達(dá)105m/s。一般是冬季強(qiáng)、夏季弱。急流軸有明顯的分支和匯合現(xiàn)象。?
（2）亞熱帶急流
副熱帶急流又稱南支西風(fēng)急流，位于200hPa 上空副熱帶高氣壓帶的北緣，同副熱帶鋒區(qū)相聯(lián)系，是一支相當(dāng)強(qiáng)大而穩(wěn)定的急流。急流軸位于25—32°N 的11—13km 的高空，位置比較穩(wěn)定，夏季向高緯推移10—15 個(gè)緯距。冬季中心最大風(fēng)速約50—60m/s，強(qiáng)中心風(fēng)速可增至100—150m/s，甚至可達(dá)200m/s。夏季風(fēng)速減半。其分支、匯合現(xiàn)象以東亞最清楚。?
（3）熱帶東風(fēng)急流
熱帶東風(fēng)急流主要出現(xiàn)在夏季北半球亞洲、非洲亞熱帶對(duì)流層頂附近（100—150hPa）處的一支急流，盛夏其平均位置在北緯10°—20°間，最大風(fēng)速平均30—40m/s，個(gè)別達(dá)50m/s，風(fēng)向穩(wěn)定，強(qiáng)中心在阿拉伯海上空。?
（4）平流層極夜西風(fēng)急流
平流層極夜西風(fēng)急流，簡稱極夜急流。在冬半球的平流層里，由于極地長期處于黑夜，大氣因輻射而冷卻，但在中、低緯度地區(qū)平流層中的臭氧，卻直接吸收太陽的紫外輻射而增溫，形成了很強(qiáng)的溫度梯度，產(chǎn)生了直接經(jīng)圈環(huán)流。在科里奧利力作用下，向極地流動(dòng)的氣流逐漸向右偏，在極地區(qū)域50～60公里上空，形成了一支西風(fēng)急流，它向下可延伸到20～30公里高度處，因此在50百帕等壓面的圖上，就可見到這支急流。?
低空急流
低空急流在我國經(jīng)常出現(xiàn)的是低空西南急流，一般出現(xiàn)在3000-1500米的中低空。一般有12米/秒左右的強(qiáng)西南風(fēng)，有時(shí)可高達(dá)16米/ 秒，其平均長度1000-2000公里左右，寬度約數(shù)百公里。對(duì)我國有較大影響的低空急流-西南風(fēng)低空急流，常在華南前汛期和江淮梅雨期間出現(xiàn)。由于西南風(fēng)低空急流可從海洋上輸送大量暖濕空氣到我國華南、江淮等地區(qū)。因此，常在低空急流左側(cè)附近出現(xiàn)大暴雨。
極鋒急流
又稱溫帶急流。它是和極鋒相聯(lián)系的西風(fēng)急流(圖1)。按熱成風(fēng)原理（見大氣運(yùn)動(dòng)的平衡狀態(tài)），在極鋒附近的強(qiáng)水平溫度梯度的位置上（600百帕極鋒鋒區(qū)附近）,西風(fēng)速度隨高度迅速增加，至對(duì)流層頂附近時(shí)，溫度梯度消失，西風(fēng)速度不再增加，再向上，溫度梯度方向改變，西風(fēng)速度隨高度而減弱。因此，極鋒急流大約出現(xiàn)在600百帕極鋒急流區(qū)上空對(duì)流層頂附近，中心強(qiáng)度和位置變化很大。它和高層極鋒鋒區(qū)一起，呈波狀環(huán)繞半球。波峰波谷一般同對(duì)流層上部的長波波峰波谷相對(duì)應(yīng)，波輻略比長波大。軸上強(qiáng)風(fēng)速中心一般自西向東移動(dòng)，在長波發(fā)展過程中通常由長波槽后移到槽前，移速快于長波系統(tǒng)。極鋒急流有明顯的分支和匯合現(xiàn)象，在其分支區(qū)(又稱為出口區(qū))的左側(cè)，即急流中心的左前方存在著溫帶氣旋發(fā)展的動(dòng)力條件(高空輻散)，氣旋常在此處發(fā)生、發(fā)展。并且，氣旋有沿急流軸移動(dòng)的趨勢。所以急流活動(dòng)區(qū)多風(fēng)暴天氣。
副熱帶急流
又稱副熱帶西風(fēng)急流。它出現(xiàn)在熱帶對(duì)流層頂和中緯度對(duì)流層頂?shù)倪^渡地帶，在副熱帶鋒上空約 200百帕高度處。對(duì)流層的上部，風(fēng)速水平切變最強(qiáng)，中下部較弱，在500百帕等壓面上急流幾乎消失，難以辨認(rèn)。急流軸上風(fēng)速強(qiáng)弱的差別很大，在日本南部上空最強(qiáng)。從逐日天氣圖上可以看出，副熱帶急流的位置及其風(fēng)向都比較穩(wěn)定，這同極鋒急流不同。但副熱帶急流有明顯的季節(jié)差異，特別是在北半球，冬季強(qiáng)而穩(wěn)定，夏季弱，甚至失去環(huán)繞半球的特征；冬季位置偏南，夏季偏北，過渡季節(jié)南北變化很大，并具有一定的突變性。
在北半球冬季，亞熱帶急流常以三波形勢環(huán)繞半球：波脊分別在日本南部、北美洲東部和地中海東部，波谷分別在青藏高原南麓、東北太平洋和東北大西洋上。這種三波結(jié)構(gòu)常與極鋒急流之間構(gòu)成分支和匯合（圖2），匯合之處多在副熱帶急流三波結(jié)構(gòu)的波脊處。分支、匯合現(xiàn)象以東亞最清楚，在青藏高原上空的分支，在日本南部匯合，到太平洋上又分支。日本南部上空急流之所以最強(qiáng)與這兩支急流在那里匯合有關(guān)。
極鋒急流和副熱帶急流的成因
可以用大氣角動(dòng)量平衡加以說明。單位質(zhì)量空氣相對(duì)于地軸運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)角動(dòng)量為L＝ω Rcos2E+uREcos，式中ω為地球自轉(zhuǎn)角速度，u為東西向風(fēng)速，φ為緯度，RE為地球半徑。由于哈得來環(huán)流的作用，低緯度暖空氣上升至高空后再向北輸送，在高空沒有外力矩的作用下，向北輸送的空氣塊要保持絕對(duì)角動(dòng)量守恒。因此，西風(fēng)(u>0)隨著氣塊所處的緯度 (φ)增加而加強(qiáng)。西風(fēng)因緯度增加而增強(qiáng)的數(shù)值是可觀的，以致在亞熱帶緯度帶上空產(chǎn)生了副熱帶急流。在急流形成的同時(shí)，急流軸的南側(cè)向極區(qū)行進(jìn)的空氣在該處堆積而下沉，形成了對(duì)流層中部和下部副熱帶高壓帶。至于極鋒急流，主要是靠大氣中大尺度渦旋輸送能量來維持的。中緯度對(duì)流層中、上部的大氣經(jīng)常處于擾動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)各種長波系統(tǒng)。這些擾動(dòng)在把熱量向極地凈輸送的同時(shí)，又把副熱帶上空的大角動(dòng)量往極地方向輸送，把中、高緯的小角動(dòng)量往低緯輸送，造成角動(dòng)量向中、高緯的凈輸送。因此，角動(dòng)量在中緯度集中，就形成了極鋒急流。
熱帶東風(fēng)急流
主要是指出現(xiàn)在北半球夏季亞洲和非洲熱帶對(duì)流層頂附近的一支東風(fēng)急流。它從南海上空向西延伸，經(jīng)印度到達(dá)北非上空。急流軸線位于100～150百帕等壓面上，強(qiáng)中心在阿拉伯海上空，東風(fēng)風(fēng)速平均為35米/秒，風(fēng)向穩(wěn)定，平均位置在北緯15°，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)。這支東風(fēng)急流的形成，同夏季在青藏高原和北非上空對(duì)流層上部出現(xiàn)強(qiáng)而穩(wěn)定的暖性反氣旋有關(guān)系，在這種反氣旋的南側(cè)，出現(xiàn)了很強(qiáng)的氣壓梯度，往南流的空氣在科里奧利力作用下，形成了強(qiáng)大的東風(fēng)急流。此急流的強(qiáng)度和位置的逐年變化，同印度季風(fēng)和北非的旱澇有很大關(guān)系。
平流層極夜西風(fēng)急流
平流層極夜西風(fēng)急流簡稱極夜急流。極夜急流環(huán)繞著極區(qū)，有明顯的季節(jié)性變化：每逢秋后逐漸建立，冬季一直維持，直到春季平流層出現(xiàn)最后一次爆發(fā)性增溫時(shí)，才開始崩潰（見平流層和中間層大氣環(huán)流）。它是冬季平流層環(huán)流很重要的一種特征。有的年份，在隆冬也會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)性增溫，導(dǎo)致極夜急流崩潰，但因仍在冬季，急流仍可恢復(fù)。在極夜急流崩潰時(shí)期，中緯度盛行下沉運(yùn)動(dòng)，并將高層臭氧往下傳輸。極夜急流上的波動(dòng)同對(duì)流層環(huán)流和天氣等因素的關(guān)系，非常復(fù)雜，仍有待進(jìn)一步研究。
參考資料 >