亚洲夏季风系统水汽输送的季节平均和低频结构

应用欧洲中期预报中心１９８０－１９８６年５－９月的８５０ｈＰａ逐日资料，分析了亚洲夏季风系统水汽输送的平均结构和低频结构。研究指出，从季节平均结构来看，亚洲季风系统是一个完整的体系。从低频活动结构看，亚洲夏季风系统中存在着印度季风和东亚季风系统的相对独立性。     

印度和东亚夏季风环流的时变行为研究

用ＥＣＭＷＥ１９８０～１９８６年５～９月份资料和ＥＯＦ方法对印度和东亚夏季风环流的时变行为进行了研究，指出：不同要素的前三个主分量对扰动总方差的解释能力有很大差异，且在东亚和印度季风区之间有明显不同；反映季节趋势的前两个主分量相应的时间系数和符号反转在印度季风与东亚季风区之间变有差异，经向风扰动的季节趋势不如其他气象要不的清楚，非季节趋势相应的特征向量的时间系数在相空中间中的轨迹在两个季风区之间明     

亚洲南部夏季风区在夏季风暴发前后风场的季节变化特征

根据1973—1979年5—8月美国国家气象中心的网格点资料，分析了亚洲南部在夏季风暴发前后对流层风场的变化。我们发现在亚洲南部的夏季风系统中有两个子系统，即东亚季风和印度季风。各个季风子系统各自有它的成员，这些成员在夏季风暴发前后都经历显著的变化。在东亚季风系统中受中纬度影响比在印度季风系统更强烈，其成员也比印度季风系统复杂。而在季风暴发前后各个成员的变化、印度季风系统比东亚季风系统更显著。     

梅雨期及其前后东亚地区的经向环流结构

本文分析了1983年江淮流域入梅前、梅雨期以及出梅后东亚地区各期平均的经向环流结构及其演变特征。在不同时期,印度热带季风环流和东亚热带及副热带季风环流具有显著差异。研究指出,江淮流域梅雨是亚洲夏季三个季风系统相互作用的结果,是东亚副热带季风系统中经向环流上升支中的产物,同时又与其它两个季风系统密切相关,梅雨结束则与印度热带季风环流减弱南撤、西太平洋高压加强西伸、东亚副热带季风环流北上有关。      

梅雨期及其前后东亚地区的径向环流结构

本文分析了1983年江淮流域入梅前、梅雨期以及出梅后东亚地区各期平均的径向环流结构及其演变特征。在不同时期，印度热带季风环流和东亚热带及副热带季风环流具有显著差异。研究指出，江淮流域梅雨是亚洲夏季三个季风系统相互作用的结果，是东亚副热带季风系统中径向经向环流上升支中的产物，同时又与其它两个季风系统密切相关，梅雨结束则与印度热带季风环流减弱南撤、西太平洋高压加强西伸、东亚副热带季风环流北上有关。     

亚洲季风区地面感热通量的区域变化特征

采用1979－1995年（缺1986、1987、1993）NCEP／NCAR再分析资料中的逐旬感热通量资料，对亚洲季风区地面感热通量的空间结构及时间演变进行了旋转经验正交函数（REOF）分析。结果表明：印度半岛和中南半岛地区感势通量的变化与亚洲季风的爆发及演变有密切关系，是季风爆发的主要关键区。这两个地区的感热积累是东亚季风爆发的触发因素之一，尤其是印度半岛北部感热通量的突变对印度夏季风演变十分重要。印度半岛北部与青藏高原西部的热力差异在季风的爆发和维持中占有重要地位。而东北亚与西北太平洋的热力差异只对东亚夏季风的演变有影响，与冬季风则无直接关联。在东亚季风的爆发中居主导地位的还是印度半岛北部和青藏高原西北部的感热加热作用。     

1979年6月东亚和南亚上空的水汽通量

1979年随着印度季风的建立,亚洲季风区上空的水汽输送场经历了非常显著的变化。一条强水汽输送带从阿拉伯海经印度南部、孟加拉湾和南海,然后向北进入华南和日本。由于垂直积分的水汽通量(Q_2)的强烈辐合而形成明显的降水。6月16～20日.孟加拉湾和南海Q_2辐合突然加强。同时,在上述两地区和菲律宾,向外长波辐射(OLR)急剧下降,对流指数(I_c)迅速上升。这些变化表明,季风在印度、孟加拉湾、南海和菲律宾几乎是同时建立的。在东亚,6月5日左右,受西太平洋副高控制的强水汽输送带在日本南部建立。同时.Q_2辐合加强,OLR下降,I_c上升。这些变化表明,日本雨李早在印度季风建立以前约两个星期就开始了。季风前后两个时期Q_2的较差也指出有两条水汽通道。一条与南亚季风相联系;另一条则与东亚季风相联系。对Q_2、OLR和I_c的分析表明,1979年东亚与南亚季风是相对独立的系统。     

亚洲南部地区海陆分布和南半球陆地对亚洲夏季风影响的数值试验

利用CCM3/NCAR模式,设定了几种海陆分布状况,将亚洲25°N以南地区以90°E为界分为东西两个部分,讨论东部陆地(中南半岛、海洋大陆和澳大利亚)和西部陆地(非洲大陆和印度半岛)存在对东亚季风环流系统和印度季风环流系统的影响,结果表明:(1)西部陆地的存在是印度季风环流系统形成的主要机制,而对东亚季风环流系统影响不大;(2)东部陆地的存在是东亚季风环流系统形成的主要机制,但它对印度季风系统也能产生影响;(3)孟加拉湾季风环流及其北部强降水中心是印度半岛和中南半岛存在联合造成的;(4)南半球的非洲和澳大利亚的存在所造成的环流是相互影响的;(5)中南半岛的存在是南海夏季风季节变化的主要机制,澳大利亚的存在有利于盛夏时强西风推进到南海.     

亚洲季风季节进程的若干认识

简要归纳了不同时期随着观测资料的更新对亚洲季风季节进程的若干认识。南海季风试验前,研究认识了东亚季风系统与南亚季风系统的区别。南海季风试验后,对季风进程有了更多的认识,江南副热带雨季开始于4月初,中印半岛热带雨季开始于4月底,南海热带雨季突然建立于5月中旬,都具有半年际的干湿转换。南海中部季风爆发后,亚洲季风在南亚、青藏高原东侧和东亚-太平洋地区全面爆发并由南向北推进。利用近年来高分辨率资料并考虑热带地区半岛陆海地形与热力的影响,认识到亚洲存在5个夏季季风槽与降水相联系的系统,它们分别是西南亚(阿拉伯海)夏季热带季风、南亚(孟加拉湾)夏季热带季风、东南亚(南海)夏季热带季风、西北太平洋夏季热带季风和东亚夏季副热带季风。     

1998 SCSMEX期间亚洲30－60天低频振荡特征的分析

对１９９８年 ５－８月南海季风试验（ＳＣＳＭＥＸ）期间东亚地区 ８５０ ｈＰａ中低纬环流指数、东亚季风指数和长江中下游降水进行了Ｍｏｒｌｅｔ 小波分析,结果表明在此期间这些要素均有明显的３０－６０天周期低频振荡。在此基础上对 ５－８月每隔 ５天的 ８５０ ｈＰａ低频流场进行分析,结果表明：（１）１００°－１５０°Ｅ间东亚从中国东中部大陆经南海和西太平洋的南北半球中明显的存在一个以３０－６０天低频荡为特征的东亚季风低频环流系统,东亚季风活动主要受东亚季风系统中低频活动影响;（２）５月第５候南海热带季风爆发、６月中旬长江中下游人梅及产生大暴雨以及７月中旬以后的该地区大暴雨均与低频气旋带在该地区活动有关,而８月长江上游大暴雨则与低频反气旋伸人到大陆有关;（３）ＳＣＳＭＥＸ期间东亚低频振荡系统的源地有二个,即南海赤道和北半球中太平洋中高纬。南海低频系统向北传播,而中高纬低频系统自东北向西南传播为主。长江中下游６、７月二次大暴雨均与上述二个低频气旋系统自热带向北和中高纬向西南传播并于长江中下游汇合有关;（４）５－８月间东亚季风系统中有二次低频气旋带和二次低频反气旋带活动,这些低频环流系统的活动与印度季风低频环流系统活动并无明     

东亚的梅雨期与亚洲上空大气环流季节变化的关系

本文根据气候的资料以及1951—1957年的高空资料,对东亚的梅雨期气候特点,以及梅雨期跟亚洲上空大气环流季节变化的关系,作了分析.作者发现,东亚梅雨期的开始和结束是很有规律性的,梅雨期与亚洲上空大气环流的季节变化有着很密切的关系.这个时期是发生在亚洲上空行星风带向北突然推进的时期.东亚梅雨期开始的日期跟印度季风在印度加尔各答建立的日期是相一致的.梅雨期的结束跟日本馆野高空西风急流消失并且东风出现的日期很接近.这种在亚洲上空出现的大气环流季节变化,在年与年之间,虽然在时间上有一些出入,但变化的型式却是一致的.这种现象的揭露,对于东亚梅雨的了解及预报问题是有帮助的.     

亚洲热带夏季风的首发地区和机理研究

文中分析了多年逐候平均 85 0hPa风场和黑体辐射温度等物理量的时空演变 ,结果表明 ,90°E以东的孟加拉湾、中南半岛和南海是亚洲热带夏季风首先爆发的地区 ,爆发时间在 2 7～ 2 8候 ,具有突发性和同时性。 90°E以西的印度半岛和阿拉伯海是热带夏季风爆发较晚的地区 ,季风首先在该区 10°N以南爆发 ,时间约在 30～ 31候 ,然后向北推进 ,6月末在全区建立 ,爆发过程具有渐进性。机制分析表明 ,由于 110～ 12 0°E的中高纬东亚大陆在春季和初夏地面感热通量、温度和气压的迅速变化 ,使热带低压带首先在该处冲破高压带 ,生成大陆低压 ,并引导西南气流在 90°E以东地区首先建立。在 90°E以西的印度半岛地区 ,地面感热通量在 4～ 5月间几乎没有明显变化 ,因而印度季风比南海季风晚爆发约 1个月。由此得出 ,90°E是东亚夏季风和南亚夏季风的分界线。此外 ,还着重探讨了南亚高压的季节变化与亚洲热带夏季风爆发的时间联系。发现南亚高压中心位置与亚洲热带夏季风爆发时间有较好的对应关系。南亚高压中心跳过 2 0°N时 ,南海夏季风爆发 ,跳过 2 5°N时 ,印度夏季风在其南部爆发。将用上述方法确定的爆发时间与用其他方法确定的爆发时间相比较 ,发现它们在南海地区有较好的一致性 ,在印度地区略有差异。     

印度夏季季风的研究

随季节而变化的季风环流是与每年亚洲大陆的加热和冷却作用相联系的,它构成了大气环流的最重要的大尺度特征。印度季风是指印度洋地区低层大气的盛行风向一年之内作两次逆转变化,这主要是北部的大陆和南部的海洋之间的加热不同所造成的。“季风”一词不仅用于印度洋上的盛行风系统,而且还与非洲和南亚的热带和赤道地区的天气现象相联系。亚洲夏季季风则意味着6—9月期间的降雨。印度夏季季风与亚洲许多国家的国计民生息息相关。以往由于印度洋地区资料缺少,使研究工作受到限制。最近通过“季风试验”(MONEX)和“全球大气研究计划第一次全球试验”(FGGE),这方面的研究正在取得新的进展。     

1983年亚洲夏季风爆发过程的诊断研究

本文利用1983年5～6月ECMRWF资料,从1983年亚洲夏季风爆发过程的诊断分析中,就印度季风和南海季风的相对独立性和互相联系性作了探讨。结果表明,印度季风区和南海季风区具有独立的季节变化中心;印度季风和南海季风在季风爆发的时间上、季风爆发的物理机制上、季风爆发过程中风、温湿场的相互关系上均有明显差异;季风爆发后两个子季风区的季风环流的演变逐步趋向同步,维持季风及季风区温湿场的物理过程也趋向一致,平均垂直运动在联系两个子季风中起了重要作用。     

南京信息工程大学季风研究若干重要进展回顾——明德格物一甲子,科教融合六十载

回顾了南京信息工程大学（简称南信大）建校60年来季风研究的主要历程以及在亚洲季风,特别是在东亚季风研究方面取得的重要成果。20世纪80年代至21世纪初,中美季风合作、中日季风合作和“南海季风试验”3次国际季风合作研究的顺利实施,极大地推进了南信大季风研究团队的组建和壮大,同时也催生了一系列创新性成果。团队首先揭示了东亚季风与印度季风环流的差异,提出了东亚副热带季风的明确概念;发现了东亚副热带夏季风的建立独立并早于南海夏季风;揭示了“亚澳大陆桥”是北半球春季亚洲季风区对流最活跃的地区,其对流的建立和推进对东亚夏季风的建立至关重要;较早开展了东亚季风区季节内振荡北传特征和机制的研究并成功应用于东亚季风区延伸期预报。这些创新性成果的取得为季风研究做出了重要贡献。近年来,南信大秉承“开放发展、联合发展”的办学理念,大力引进高层次人才,进一步推动了季风研究。作为国际季风研究的重要力量之一,南信大季风研究团队将始终坚守季风研究阵地,不断深化季风理论认识、提升季风预测水平。     

亚洲—太平洋季风区的遥相关研究

亚洲-太平洋季风区各季风子系统间的相互作用对季风区甚至全球的气候变化都有非常显著的影响.文中根据国内外相关研究,重点分析和评述了在亚洲-太平洋季风区中4种季节内时间尺度的遥相关关系,清楚地揭示了印度夏季风、东亚夏季风和西北太平洋夏季风之间的相互作用.研究发现:(1) 在亚洲季风爆发初期,印度夏季风的爆发相对于中国长江流域梅雨的开始存在相差大约两周的超前关系,形成从印度西南部经孟加拉湾到达中国长江流域及日本南部的遥相关型,即"南支"遥相关型.(2) 在季风盛行期间,长江流域降水明显受热带西北太平洋夏季风的影响,与西北太平洋夏季风降水呈反相关关系,即当季风减弱时,长江流域夏季降水偏多.(3) 与长江流域降水相反,华北雨季(7月第4候-8月第3候)则与西北太平洋夏季风降水呈正相关关系,当西北太平洋夏季风强时,西太平洋副热带高压异常偏北偏东,副高西南侧的异常东南水汽输送在中国华北地区上空辐合,给该地区降水偏多提供了充足的水汽条件.(4) 华北夏季降水同时还与印度夏季风呈正相关关系,在夏季风盛行期间,形成由印度西北部经青藏高原到中国华北地区的西南-东北走向的遥相关型,即"北支"遥相关型. 上述4种遥相关关系,反映了亚洲夏季风季节北推过程中,印度夏季风、东亚夏季风和西北太平洋夏季风子系统之间的关联.     

东亚季风研究的进展

中国气象科学研究院曾长期组织和从事东亚季风及其对中国天气和旱涝影响的研究。该文对中国气象科学研究院在东亚季风研究方面取得成果进行综述, 并回顾了20世纪50年代以来国内有关季风的研究活动, 也回顾了影响我国天气气候、东亚季风环流系统的提出及其后续的有关东亚和印度季风系统的相互作用, 引发中国大陆暴雨生成的水汽输送, 表达中国大陆季风活动的季风指数设计等研究结果。综述了南海夏季风爆发、梅雨开始、中国雨季开始及传播等有关研究成果; 东亚季风系统中副热带地区低频振荡纬向和经向传播特征及与赤道地区不同之处, 东亚低频振荡对El Ni?o形成及夏季东亚热带和副热带季风爆发的可能影响, 东亚热带和副热带季风低频振荡对中国天气气候的影响等有关成果; 亚洲地区大气热源的计算及其分布, 青藏高原夏季热源对东亚夏季风及降水的可能影响, 青藏高原冬季冷源对El Ni?o生成的可能影响等有关成果; 东亚季风及降水的年际变化特征, 准4年年际振荡的分析及与ENSO形成间的相互作用, 极地对东亚夏季降水的影响及东亚季风年代际变化特征等成果。综述东亚季风系统形成的可能机制, 特别是亚洲大陆—西太平洋海陆热力差异及非洲、印度半岛、中南半岛及澳大利亚陆地与周围海洋对冬夏季风形成、印度和东亚季风系统形成、南海夏季风形成作用的结果。     

亚洲赤道地区大气动能的纬向传播

基于 1980～ 1997年 85 0hPa逐日NCEP/NCAR再分析资料讨论了亚洲赤道地区 (0°～ 5°N)大气动能的纬向传播特征。结果表明 ,在亚洲季风区内 ,赤道地区大气动能 (K)的最强中心位于 75°～ 90°E ,次强中心在索马里急流区 (5 0°E附近 )。在 0°～ 5°N ,90°E以东 ,平均的大气动能扰动和赤道上经向风扰动主要起源于西太平洋 ,并向西经南海传播到孟加拉湾。而在孟加拉湾动能中心与索马里急流区之间 ,动能传播方向比较复杂。以上事实说明赤道地区东亚季风系统确实是存在的 ,与印度季风系统中扰动的传播方向不同 ,东亚季风系统中动能和经向风扰动在东西方向上主要受西太平洋的影响。在亚洲赤道季风区 ,这两个系统的交界处约在 95°～ 10 0°E附近 ,比过去界定的偏西 5～ 10个经度。     

青藏高原的热力和机械强迫作用以及亚洲季风的爆发 II.爆发时间

本研究的第I部分用资料分析证明,由于青藏高原的热力强迫和动力强迫,1989年亚洲季风首先在孟加拉湾（BOB）东岸爆发,接着才有南海（SCS）季风爆发和印度季风爆发。在亚洲季风爆发的这三个阶段中,每阶段都伴有高原上空气柱的急速升温。本文是第I部分的继续。它指出:高原上空气柱的每一次急速升温都与中高纬度源于地中海上空的、频率为2～3周的低频（TTO）暖脊东传到高原上空相联系。季风爆发的每一阶段都伴有从南半球向北传播的、频率为30～60天的低频（MJO）散度扰动和从热带西太平洋向西传播的、频率为2～3周的低频（TTO）散度扰动。当这些低频扰动的暖位相和上升位相在所定义的“东亚季风区”（EAMA）锁相时,亚洲季风阶段性爆发出现。大气低频振荡的有利位相在EAMA区的锁相因而是亚洲季风各阶段爆发时间的决定因子。     

青藏高原的热力和机械强迫作用以及亚洲季风的爆发I. 爆发地点

使用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的客观分析资料、ECMWF/TOGA补充数据集,美国NMC气候分析中心的向外长波辐射（OLR）资料以及国家气候中心存档的中国336个测站的降水资料,研究了1989年春天青藏高原和邻近地区的热力特征和环流特征,及其对亚洲季风区季节转换的影响。文中集中分析了表面感热和潜热通量的时空分布特征。结果表明:1989年亚洲季风的爆发由三个接续的阶段组成。第一阶段是5月上旬在孟加拉湾东岸,称为孟加拉（BOB）季风爆发阶段。第二阶段是5月20日左右开始的中国南海（SCS）季风爆发阶段。第三阶段是6月10日左右开始的印度上空的南亚季风（或称印度季风）的爆发阶段。分析表明,正是由于青藏高原的热力和机械强迫作用才使亚洲季风首先在孟加拉湾地区出现。BOB季风环流提供了有利的背景条件,使SCS季风接着爆发。最后随着亚洲热带流型的西移,印度季风爆发才发生。