结构

从结构上来看，温带气旋是一种冷心系统，即温带气旋的中心气压低于四周，且具有冷中心性质。从尺度上来看，温带气旋的尺度一般较热带气旋大，直径从几百公里到3000公里不等，平均直径为1000公里。

对于成熟的温带气旋来说，其底层结构上一般由1-2条冷锋和一条暖锋形成，暖锋和第一冷锋之间为暖区，而冷锋锋后为冷区，暖锋锋前和系统中心后侧为相对缓和的冷暖过度区域。温带气旋在高空一般为高空槽线，且槽线强度随着气压层的升高而减弱。

形成原因

独自生成

一些温带气旋由锋面上的一个波动发展而成。在锋面上因某些原因而形成波动，并在波动顶点附近出现一条闭合等压线，此后逐渐发展，形成一个完整的气旋。无论是西风性的温带气旋还是寒带性温带气旋，其开始发展的一个初始成因就是斜压状态的出现，而对于温带气旋来说，斜压出现的一个必要条件是底层辐合的出现和冷暖流的滑落对冲。所以可以认为温带气旋的形成原因如下：首先，在西风带内有一槽线发展或横槽维持，导致冷暖气团在交界区域形成相对稳定的准静止锋。而后，北侧有明显的快速冷平流南下，或南侧有快速暖平流上冲，（这里以冷平流作为例子）随着冷平流的南下，准静止锋开始出现变异常的扭曲，同时高度场上的槽线继续发展，为受到冷平流抬升的暖湿气团提供中高空的辐散空间（急流）。

热带气旋演变而成

温带气旋也可由热带气旋变成，当热带气旋北移至温带一带，受西风槽影响而失去了热带气旋的特性，转变成温带气旋。另一方面，视其位置及强度，大型的温带气旋的影响范围可能会超过温带地区，连带亚热带地区也可受到影响。

热带性的温带气旋绝大多数由热带系统转换而来，其中TC占了有85%以上，故以TC为例。众所周知，TC是暖心结构，由CISK机制提供主要能量的一种中尺度系统，而当其在前方遇到强大的西风槽后冷平流时，常常会出现CISK因干冷空气的卷入而出现CISK机制无法继续有效运转，同时系统内部逐渐出现斜压位能，其实这其中又要分为几个阶段：

（1） 槽前辐散加强期：TC受到高空槽前西南急流的作用，出现了辐散的增强乃至爆发，这在西北太平洋几乎所有转向TC的发展过程中都有所体现，具体表现为系统的对流瞬间爆发，并且移动逐渐开始显示出向东北方向的分量。

（2） 槽中冷流进入，类SubTC期：当TC进一步深入西风槽后，系统逐渐受到槽中的冷平流影响出现斜压能。此时底层的冷气团缓慢渗透，同时极大幅度的抬升TC中原本携带的富含热带水汽的对流云团，以至于快速凝结降水，并降低对流云顶的温度。在这个过程中，整个系统呈现下冷上暖的对流稳定状态，所以很少会有新的大片对流爆发，同时系统自西南侧开始出现一条地面冷锋，云图上在冷锋云系的气旋性曲率中心一般偏心于冷平流进入的一侧。TC在此状态一般达到最大的转换期降水强度，但整体风速减弱明显，同时中心气压上升，TC在此状态维持约12-36小时。

（3） 斜压位能替代凝结潜热，系统完成转换：当系统内出现暖锋时，则可以认为凝结潜热的替代已经完成，由此系统已经完全转为温带气旋系统（一般机构在此时开始停编），出现一冷一暖两条典型的锋面，但同时高层依旧维持少量的暖心结构，此阶段的降水以小阵性降水为主。

气旋的演变过程，大致可分为初生期、发展期、成熟期（囚锢期）及消亡期。

初生期

原先地面上有一条静止锋，锋北面是冷空气，锋南面是暖空气，冷空气自东向西运动，暖空气自西向东运动，当冷空气向南插入锋下，暖空气向北抬升，并出现1～2条闭合等压线。

在此期间，温带气旋在可见光卫星图上可表现为锋面云带变宽，向冷区凸起，色调变白，中高云加多。

发展期

随着波动的发展，气压进一步下降，闭合等压线增加，冷空气进一步向南推进，冷锋附近出现阵雨或阵雪，暖锋前也出现降水，降水区域扩大。随着气旋的发展，低层扰动逐渐向高层发展，气流作螺旋式的上升，高空低槽也逐步加深。

在此期间，温带气旋在卫星云图上表现为锋面云带隆起部分更为明显，中高云后界开始向云内凹。随着底层闭合等压圈的建立，温带气旋发展期的主要标志就是气压的下降和中心风速的增强。

系统中心西侧，冷平流继续南下，并出现气旋性旋转，导致在系统中心南侧出现了典型的冷锋云系，一般该云系的长度较长，有的甚至可以达到上千公里。冷流的补充增强同样导致了锋前西南气流的加强，于是系统东侧出现暖平流，并进而形成暖锋，在系统西北侧暖锋锋前有大量的降水云系发展，其长度较冷锋云更短、更不规则，但其宽度较大，总降水强度较大。

冷暖气团在温带气旋中心产生辐合抬升进而在此处出现中等强度的积雨云团，和旋转上升气流，进而带动高层槽线的发展，当系统贯通上下结构且槽后冷流不再继续加强后则认为达到其成熟期（囚锢期）。这一阶段在云图上表现为系统中心出现中高云系，同时冷锋云系加长、变窄，暖锋云系加厚、变宽，同时整体逐渐转为呈现逗号形态，在冷锋云后可见大片晴空区。

成熟期

成熟期（囚锢期）时气旋发展至最盛时期，自地面到500毫巴高度均已成为圆形闭合环流。地面冷锋逐渐追上暖锋，并将地面暖空气上抬，气旋开始锢囚。这时，云雨范围最大，强度加强，风力增大，天气变化最剧烈。但由于地面已为冷空气所占据，成为冷性涡旋，因而气旋开始减弱。在此期间，温带气旋在卫星云图上表现为云系后部有明显干舌，螺旋结构明显。云带伸至涡旋中心。此时的冷平流已经不再加强，冷锋悬臂的远端常会甩出大量的正涡小气旋，诺条件适合可以发展为热带系统甚至新的温带气旋。而暖锋则维持原来大量降水的状态，同时云层进一步加厚。

系统的中心出现囚锢锋，在北半球一般都是冷性囚锢锋，此时如若纬度较高或先前的基础温度较低，则很有可能会出现暴风雪或持续性强降雪天气，这也是温带气旋对于地面影响最大的阶段。从高层来看，这一阶段的温带气旋高空主要还是以西风槽为主，且一般都已经加深至2000KM以上，其中少部分可能会有切断低涡存在，则这时底层温气的强度更强，冷平流更强，中心辐合抬升更明显。从云图上看，此时的温带气旋和发展期后期的状态并无二样，只是中心附近出现了3/4圈卷入，其中缺口一般位于西南象限（有些也有过此圈数的，一般存在于高空冷涡诱生），从水汽图上可以明显的看到冷锋锋前是暖湿区域控制，暖锋锋后到达巅峰，而冷锋锋后为大片的干区，冷锋内部的水平温度梯度和气压梯度很大，湿度相差通常达到40以上。

消亡期

气旋发展的最后阶段，暖空气仅残留在地面东南角，低层整个气旋中心辐合加强，地面加压，已变为冷性涡旋，低压中心部位开始被填塞。从地面到500毫巴左右的闭合环流减弱，上升运动已消失，气旋减弱，以至消亡。在此期间，温带气旋在卫星云图上表现为干舌伸到气旋中心，螺旋云带围绕中心旋转一周以上，高低空环流中心与云系涡旋中心重合。随着温带气旋进入囚锢阶段，槽后冷平流已经不在加强，系统斜压能逐渐被消耗，暖锋也开始进入锋消阶段。

随着暖锋的减弱消失，系统的抬升柱开始减弱，除了东南侧外其他地区逐渐被冷气团控制，同时因为中心依然惯性维持低压辐合，于是系统整体转为冷心辐合结构，中心气压开始快速回升，进一步加强了暖平流的减弱，逐渐进入恶性循环。当水汽图上的干舌控制中心时，则可以认为系统已经转为冷心结构，从而判定系统不再属于温带气旋类别，此后弱冷平流减弱，则系统将回归锋面性质，而如果冷平流依旧，则系统将成为一冷性气团，逐渐转化为地面非典型的冷高压态势（高空槽）。

这几个阶段，为单个气旋的生命史。从初生到开始消亡平均需2天，长者可达6天，东亚和我国的锋面气旋的发展过程，一般为3天左右，短的约1天，长的约4～5天。

温带反气旋

温带反气旋是指生成和活动于中高纬、温带地区的高气压系统。从气压场看是中心气压高于四周，并有闭合等压线的高压系统。从风场看，在北半球高压区内，风绕高压中心作顺时针旋转。因此也称为反气旋。温带反气旋一般生成在高纬地区并由冷气团组成，在合适的大气环流引导下，向南或东南移动。影响中、低纬地区，成为一次冷空气活动。有时可达到寒潮强度。所以，也称冷性反气旋。

温带反气旋的水平范围一般达几千公里，有时可占据我国大部地区。其生命史大体分为：

初生阶段，发展阶段和消亡阶段。温带反气旋从高纬向东南移动时，其前部由于与暖气团相交，常常形成冷锋。所以，常有云系或风、雨天气。但当冷锋过境，受温带反气旋控制时，特别在反气旋中心附近，则主要是晴好天气。冬季常会形成霜冻

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