东亚季风区大气环流特征综述Edehane摘要通过分析东亚季风区的大气环流多年平均气压场，得出波槽的位置变化的基本特征，然后对东亚地区大气环流的季节划分，进一步分析大气环流的双元性和季节突变的状况，最后对其产生原因进行说明关键词: 东亚地区，大气环流，东亚季风引言：东亚位于欧亚大陆东部, 具有世界上最大的青藏高原, 东南濒临广阔的太平洋和印度洋。
这种海陆分布和高原地形造成特征显著的东亚大气环流并对全球大气环流和世界气候发生重要的影响。
因此有关东亚大气环流研究一直是国内外气象界重视的向题。
东亚地区是比较典型的季风影响区域，大气环流的季节变化甚为显著【1】。
一、大气环流多年平均气压场的基本特征对平均气压场进行分解。
其中振幅A 。
表示槽脊的深浅, 为了与相对振幅区分, 称为绝对振幅。
初位相表示波的槽脊位置。
相对振幅表示各种波在总体中所占的比重, 亦可看作对总体方差的贡献。
因此, 以下讨论各谐波的基本特征, 实际是对比分析这些特征量的大小及其时空变化特征。
图1，是北半球各纬圈1 , 2 波,波槽位置的年变化，槽的位置是随季节和纬度而异的。
4 0 °N可作为一个分界线, 以北和以南的特点是不同的。
首先,在40°N 以南, 冬季波槽在太平洋的中部或西部, 随后逐渐西移到亚非大陆中部。
夏季各月基本上都稳定在亚非大陆上, 10 月以后又移回冬季的位置。
冬夏位移的幅度, 以30°N 最大。
40°N 以北, 冬季各月波槽基本上稳定于北美大陆上, 4 月以后快速西移, 至7 月移至欧亚大陆中部, 但并不久留, 很快又向回移。
9 月以后, 又恢复到冬季的位置。
冬夏位移的距离, 随纬度的增高而增大, 50 °N位移了15 0经度左右, 60°N 则增加到2 0 0经度。
图一二、东亚季风区大气环流的季节划分东亚地区春季最早始于中高纬地区的平流层和副热带的对流层中下层; 夏季最早始于中高纬的平流层和副热带、中纬度地区的对流层中上层; 秋、冬季开始最早的地区集中在东亚地区东部和东北部的对流层中低层，以及中高纬的平流层．【2】之后，各个季节环流场从中高纬度的平流层及对流层分别向上向下发展，最终导致整体环流形势的建立，季节也随之推进．从各纬度带和经度带的变化可以看出，季节变化与环流形势密切相关，各层次的季节变化反映了整个大气环流的变化; 且对流层各个层次的夏季和冬季起始时间均有较大的垂直一致性，夏季最从低纬开始然后向中高纬推进，冬季从中高纬开始然后向低纬推进，平流层与对流层各季节起始时间分布有较大的差异性，平流层中层和下层也并不一致．通过对500 hPa 高度层中国华北区域平均起始时间距平的逐年演变特征进行分析，发现近30 年华北地区出现了6 个起始时间异常偏早的年份，与eino活跃年份相一致．说明海温等外强迫对季节以上尺度大气环流的变化有直接影响，季节起始时间异常偏早或偏晚正好是这种影响的表现形式之一．三、大气环流的双元性和季节突变在季风环流的建立问题中, 竺可祯先生指出:“我国与印度地处毗邻, 冬季同受西伯利亚高气压之箱制, 夏季同受中亚低气压之支配, 宜二地季风之合若符节”。
“西南季风, 其来也势力甚猛不出三星期, 即满布全印”。
“冬季风之来也其势骤, 不出一1 月而已弥漫全国矣”。
东亚冬半年和夏半年的平均环流显著不同。
冬季低空受亚伯利亚高压, 夏季受大陆低压控制; 高空平均槽脊有“冬三夏四”之差。
大气环流的双元性是全球尺度的, 但在亚洲季风地区特别显著。
在6 月中旬, 冬季平均环流中原在喜马拉亚山南麓的副热带急流迅速北撤, 对流层上空强大的青藏高压和东风急流建立, 同时印度季风爆发, 长江梅雨开始, 在10 月中旬, 热带东风突然转变为西风,对流层上空的西风急流南撤到 3 0 °N , 同时冬季风在长江流域和华南建立, 印度西南季风撤退。
这种大气环流季节突变已在大气环流数值实验中模拟出来。
曾庆存、梁信忠和张明华(1 9 8 8 ) 【3】利用IA P一G CM 模拟出6 月和1 0 月两次带状环流的突变, IT C Z 的季节位移和亚雨带的经向位移。
认为环流季节突变和大气热源, 尤其是凝结加热的相互作用密切相关, 并可能在相当大的程度上受海陆和地形影响。
地形作用的控制实验, 可以发现在无地形作用时, 没有出现风带突然北移; 在有地形的作用下, 才出现这种突变H ah n 和M a n a b e （19 7 5）【4】图2从多年的资料分析看, 上述的季节变化的一些环流特征的出现是多种多样的, 典型的同时发主的事例并不多见, 也很难有一定的先后次序, 像是很多现象的变化组成一个不规则的年际变化的背景。
后来的许多研究, 提出了一些新的值得注意的事实, 这一点已曾作过概括(朱抱真、宋正山, 19 7 9【5】上述季变特征是从全球尺度的环流体系而言, 在不同的地区, 现象的发生并不相同。
例如在冬季环流建立时, 9 月份在高纬60 “有很大的变化, 我国出现秋高气爽, 因此冬季风的建立可能有两个阶段; 在夏季凤挺进时, 5 月份先在中国南海和中南半岛上空建立, 6 月份在印度爆发,因此夏季风的建立也有两个明显的阶段(贺海晏等,19 8 7【6】.虽然利用G CM 可以模拟出季节突变, 但突变的动力学机制仍是有待捣露的一个难题。
我国在近年来从非线性多态平衡角度讨论了大气环流季节突变的可能机制(朱抱真, 1986 【7】四、大气环流的影响因素1、海陆分布一些人【8——10】采用数值模拟的手段, 研究海陆分布、地形以及不同的海表温度等因子在季风形成中的作用;北半球的环流特征不但季节变化明显, 而且各纬圈各月基本上不相同, 特别是中纬度的冬季和副热带的夏季差异更大。
显然, 这种差异与海陆分布有直接关系, 因为对同一纬圈同一季节的辐射条件相同。
所以若没有海陆分布的作用, 那么沿纬圈的气压差就会比较小。
但由于沿纬圈有海陆差异, 才加强了同一纬圈上气压分布的不均匀性。
绝对振幅愈大, 则说明海陆对比愈明显。
气压场的差异是十分明显的, 而这种差异与海陆的大小、分布以及下垫面的特征(如海温、地形等) 有密切关系。
海陆地形等的作用又是非常复杂的,因纬度和季节而不同。
这些事实, 有助于深人认识东亚季风特征及其形成的原因。
同时, 对进一步从天气气候以及数值试验等不同方法研究季风形成问题, 也有参考意义。
海陆分布对大气可以形成不均匀的加热分布, 后者和地形都影响大气运动; 反过来大气运动又影响海陆的加热贡献, 因此海陆热力作用要通过大气的温度层结、水汽分布等来实现, 也就是说海陆热力和地形作用与大气运动形成一个复杂的反馈系统, 最后在自由大气中由辐射、凝结和地气之间的感热等, 组成热源和冷源。
50 年代我国气象学者由流体热力动力学定常方程组, 用气候资料计算了北半球冬夏对流层的冷热源分布(朱抱真,1 9 5 7 )【11】。
2、厄尔尼诺对东亚夏季大气环流影响厄尔尼诺衰减年夏季相关气候场的异常态特征，表现为在西北太平洋为负海温异常，在热带印度洋为正海温异常，从而导致西北太平洋地区大气中低层异常反气旋环流的维持，其反气旋的西南部及西部的偏南及西南气流造成中国长江中下游地区降水的异常增多。
【12】西北太平洋反气旋异常偏弱、中心东移，从而导致影响东亚降水的气候场的异常变弱，降水异常区偏东。
西北太平洋海表温度负异常是厄尔尼诺异常信号的转换模态，并且，由于局地海－气相互作用，热带海温异常信号可以持续到第２年夏季，从而引起东亚大气环流和降水异常。
对于东亚降水的季节预测出现误差可能是模式对ＥＮＳＯ的模拟偏差造成的，随着预测时间延长，模式模拟的厄尔尼诺信号偏弱，这将使得海表温度异常偏弱，同时相关物理场的异常响应也减弱。
【1】Zeng Q C，Zhang B L 1998 Chinese J．Atmos．Sci．22 805 ( inChinese) ［曾庆存、张邦林1998 大气科学22 805］【2】侯威，孙树鹏，张世轩，赵俊虎，封国林东亚地区大气环流的季节划分及其时空变化特征2010 11 25 ——2011 .1 .19【3】曾庆存、梁信忠、张明华, 季风和大气环流季节突变的数值模拟, 大气科学(特刊), 2 一42 , 1 9 8 8 。
【4】hahn , D.G . , and S.Manabe , T h e role of mountain sin the South Asia mon sooneir eulation , J.A tmos. 3 2 ,1515 一1541 , 1975.【5】朱抱真、宋正山, 关于夏季东亚大气环流的研究, 大气科学, 3 , 2 19 一227, 19 79 。
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