六　天氣系統及特徵（一）

氣旋及反氣旋

氣旋有很多種──鋒面氣旋（高緯）、非鋒面氣旋（熱帶）；極地、溫帶、熱帶、赤道低壓；大尺度低壓、熱帶氣旋、微型氣旋、龍捲風。氣旋都是低氣壓，氣壓通常在1010百帕以下，帶來大風和不穩定的天氣。典型的低壓為颱風。

反氣旋也有很多種──冷心和暖心；極地、溫帶、熱帶，但它們都被認為是非鋒性。反氣旋通常是高氣壓，氣壓通常在1020百帕以上，帶來微風及良好的天氣。東亞典型的高壓是冬天的冷高壓。在阻塞的情況下，與這高壓的冷空氣不易南下。但在高空槽影響下，冷空氣便會越過高原南下，帶來寒冷的天氣。

此外，也有夏季影響東亞的副熱帶高壓。它的軸線隨月份變化：

在副高籠罩下，通常是晴天；但在副高邊緣，輻合運動活躍，常有驟雨。

反氣旋有氣壓梯度限制，因此，等壓線在反氣旋中心不會過密；相反，靠近氣旋中心的氣壓梯度沒有限制，故低壓發展後，可在磨擦力容許之下使中心氣壓變得很低（因此，高壓中心不可能出現颶風）。

在氣旋／反氣旋中心，風速均會偏離地轉風得出風力：

v_g/v = 1 + v/fR

其中v為風速，v_g為地轉風，f為科氏力，R是半徑：氣旋時為正數，反氣旋時為負數。

地轉風高估氣旋內風力，卻低估反氣旋內風力。

氣旋伴隨上升和輻合運動，使水氣在高空凝結，帶來不穩定天氣；反氣旋的空氣下降途中變乾，著地後輻散，故帶來良好天氣。

大氣穩定性

大氣有數種導致不穩定的途徑：

慣性不穩定：氣團被橫向轉移，原有速度使氣團不再返回原有位置。在低緯度，科氏力弱，比較易出現慣性不穩定

靜水壓不穩定（Hydrostatic instability）：當氣團因天氣因素轉變時（空氣浮力改變），氣團向上加速。

切變不穩定（Shear instability）：垂直風切變引致的氣團活動不穩定。此效應隨著風切增強而作二次方增強（加速變得不穩定）。

對稱不穩定：在鋒面上，重力和科氏力的合力，使氣團在向特定位置抬升，造成氣團的不穩定及降雨。此現象出現在等溫線和等壓線不重合時。

條件性不穩定：不同高度的空氣隨高度下降率有不同，造成某些高度氣團可以抬升，另外一些高度則不利空氣抬升。

第二類條件性不穩定（CISK）：由條件性不穩定引起。但因上述原因形成的積雲對流難以持續。在熱帶氣旋形成時，持續的擾動將可抵銷對流爆發後減弱的效應，造成氣旋持續的增強。但持續的擾動形成有條件：良好的低層輻合，使空氣匯聚；良好的高空輻散，使中心氣壓不致因空氣累積而上升；有上升氣流，使潛熱得以持續釋放；氣壓梯造成中心附近風力增強，增加近地阻力（和速度大致成正比），使更多空氣流入中心，加強輻合；高海水溫度，提供潛熱（過往未有熱帶氣旋在24.5度以下海溫形成）。

大氣的正壓和斜壓

在溫度風方程，風向、氣壓在大氣不同高度的差別與溫度差有密切關係。可得出以下結果：

當高層向低層走時，風向為順轉（如高層吹西北風，低層吹北風），表示有冷空氣入侵（在冬季出現）；同樣情況，如風向為逆轉（如高層吹東南風，低層吹東風），表示有暖空氣入侵（在春季出現）。

通常地面溫度隨距離變化大的環境，其高空也是斜壓；地面溫度隨距離變化小的地方為正壓區。