空间非均匀加热对副热带高压形成和变异的影响──Ⅲ:凝结潜热加热与南亚高压及西太平洋副高

通过理论分析和数值模拟,研究了降水所致凝结潜热影响副热带高压带断裂的物理机制。基于全型垂直涡度方程的尺度分析指出,强的对流凝结加热的垂直梯度的变化,导致副热带地区对流层高层和中低层的高低压分布呈现出反位相。数值试验证实凝结潜热是决定东半球夏季副热带高压位置和强度的关键因素：东亚季风降雨所致凝结潜热加热使高层南亚高压位于加热中心西侧,中层西太平洋副热带高压位于加热中心东侧。通过定常波的传播,副热带地区的凝结潜热加热对中高纬天气的形成和维持有一定影响。     

青藏高原加热对南亚高压影响的数值模拟

利用５层Ｐ－σ坐标系统原始方程模式,以纬 向平均环流为初始场,模拟了高原加热后,大气环流演变的一些基本特征,其主要特征如对流层高层出现了闭合的反气旋环流、低层高度场和温度场均不所降低等,与实际天气极其相似。说明青藏高原的加热对高原上熔反气旋环流（南亚高压）和低层气旋环流以及东亚大槽等的形式和维持具有重要作用,对降水场的模拟也与客观分析结果一致。     

青藏高原加热对南亚高压影响的数值模拟

利用5层P-σ坐标系统原始方程模式,以纬向平均环流为初始场,模拟了高原加热后,大气环流演变的一些基本特征.其主要特征如对流层高层出现了闭合的反气旋环流、低层高度场和温度场均有所降低等,与实际天气极其相似.说明青藏高原的加热对高原上空反气旋环流(南亚高压)和低层气旋环流以及东亚大槽等的形成和维持具有重要作用,对降水场的模拟也与客观分析结果一致.     

1998年夏季西太副高活动与凝结潜热加热的关系

利用1998年南海季风试验逐日再分析资料,分析了1998年夏季梅雨期内凝结潜热加热对西太平洋副热带高压(下称西太副高)中短期活动的影响。结果表明,不同位置的凝结潜热加热对西太副高的作用是不同的:当西太副高西侧的降水在它的边缘发生时,释放的凝结潜热加热可能迫使西太副高东退,离它较远处的降水则可能诱使西太副高西伸;西太副高北侧降水释放的凝结潜热加热将阻止它北进;南侧降水则有推动西太副高北进的作用。当南北两侧的凝结潜热加热等强度时,它原地不动,但强度增强,达到一定强度时西伸;若某一侧加热强度减弱,西太副高则有向该侧移动的趋势。     

东北太平洋辐合异常对西太平洋副高异常影响的数值试验

用一个5层原始方程数值模式,对西太平洋副热带高压异常进退的一种可能机制进行了数值试验。试验表明,东太平洋副高的异常增强能通过激发扰动西传引起西太平洋副高加强西进控制中国大陆东南部地区。     

一次梅雨期副高短期变化的数值预报试验

本文利用5层原始方程模式对1980年6月23—26日梅雨期暴雨期间副高位置的短期演变、副高结构的短期变化作了一次数值预报试验。结果与实际情况比较一致。     

2003年夏季异常天气与西太副高和南亚高压演变特征的分析

通过入梅前后东亚环流与多年平均的对比,表明2003年夏季我国东部旱涝分明、长江以南高温少雨、淮河流域持续多雨、强降水过程频繁等特点是与西太平洋副热带高压(下称西太副高)活动特征有关。该年副高偏强、位置异常偏西,垂直结构呈现较强的动力性特征,即低层为辐散下沉运动、高层为辐合,脊线随高度向北倾斜。副高西北侧的梅雨锋区强,且风切变明显。动力和热力诊断结果表明,200 hPa南亚高压脊线以北东传的负涡度平流产生的辐合下沉运动,有利于对流层中下层副高的加强西伸。500 hPa副高西北侧的雨带位置与对流层上层副热带急流的位置和东伸的南亚高压对应。高层西风带和南亚高压的动力作用也会引发副高短期的东西振荡。降水区对流层高层产生的潜热释放,使副高西北侧加热率垂直方向的非均匀分布增加,导致了副高加强西进。热带天气系统的活动,对副高维持和加强也有不可忽视的作用。正是西风带、副热带和热带系统相互作用,动力和热力因素的综合影响,造成了该年副高及其所带来的天气异常。     

西太平洋副热带高压中期变化的数值试验 Ⅱ.热带西太平洋热源的作用

用一个全球谱模式作数值试验,研究了１９７９年６月中蟾一次西太平洋副热带高压西伸北进的中期天气过程中热带西太平洋地区理想热源的作用。结果表明：理想热源的作用大约在４天以后可以影响我国东部的副热带高压和中高纬度的环流;理想热源在热带洋面上产生的扰动首先沿副高南边的东风气流向西北方向传播,到中纬西风带后分为两支,一支继续向西北方向传播,另一支转向东北偏东方向传播,两支扰动的共同作用导致副热带高压和西风带     

夏季南亚高压东西振荡特征研究

用合成分析方法讨论夏季南亚高压东西位置异常时东亚地区高低层环流特征和垂直环流特征，结合大气环流的这些特征讨论了南亚高压东西位置异常对我国东部降水的影响，最后对南亚高压位置异常与海温异常的关系进行了研究．结果表明，南亚高压与500hPa西太平洋副高存在“相向而行”和“相背而去”的关系；南亚高压偏东年850hPa距平风合成表明西太平洋副高增强西伸，长江流域存在距平风的辐合，导致长江流域降水偏多；偏西年西太平洋副高减弱东撤，长江流域为距平北风控制，使得长江流域降水较少。南亚高压偏东（西）年高原西部和我国长江流域上升运动较强（弱）。前期冬季赤道中东太平洋海温偏高（低），则夏季南亚高压的位置易偏东（西）。前期冬季到同期夏季印度洋海温偏高（低），夏季南亚高压偏东（西）。     

近10多年南亚高压活动特征及其影响的研究进展

旱涝是关乎国计民生的大事, 是气象学者研究的重点。南亚高压作为夏季南亚地区对流层上部平流层底部强大而又稳定的半永久性大气活动中心, 它对我国夏季天气气候变化有着重要的影响。从20世纪60年代初, 针对南亚高压特征及其与我国夏季旱涝关系的研究, 就一直进行着。本文着重总结了近10多年中国内外关于南亚高压特征及其与我国旱涝的研究工作的新进展, 在此基础上, 进一步提出了南亚高压今后研究的新问题和新趋势。      

IMPACT OF THE HEATINC OVER SOUTH ASIA UPON THE SUBTROPICAL HIGH OVER WEST-PACIFIC

A case is reported, during which the Subtropical High over the Western Pacific(hereafter, SHWP in abbreviation)shifted northwestward and met-yu at Chaniiang River valley ended. Several numerical experiments on SHWP activity influenced by the heating over south Asia monsoon area are carried out, and the statistic significance of the results is checked. The results indicate that the enhancement of positive heating over South Asia will motivate a wave-like series of anomaly centers, which propagate northeastward from the maximum heating center.so that a strong positive potential height anomaly center will set up from North China to Japan at Day 3 result in the enhancement of SHWP. Comparison of the influence upon SHWP by the heating over south Asia monsoonarea with that over ITCZ area south to SHWP is also carried out. It is pointed out that the heating over South Asiamonsoon area tends to favor SHWP northward movement while the heating over ITCZ area tends to thvor SHWP westward stretching. As for the time to begin to influence on SHWP, the heating over south Asia monsoon areafavors the enhancement of SHWP atter Day 3 while that over ITCZ south to SHWP effects after Day 5.     

夏季季风降水凝结潜热释放效应对西太平洋副高形成和变异的影响

通过分析 1 998- 0 5～ 1 998- 0 8再分析资料 ,得知夏季西太平洋副高的准定常结构和瞬变结构有着显著的不同。月平均西太平洋副高中心为上升气流 ,逐日资料则表现出下沉气流 ,下沉气流主要是由西太平洋副高北侧雨带中降水潜热释放效应所致的上升气流在高空下沉产生的。据此认为夏季中国华东、华南地区的季风降水凝结潜热释放所致的上升气流在西太平洋副高中心区的下沉运动是西太平洋副高维持和发展的重要原因。将逐日西太平洋副高面积、西伸指数与对流降水率资料进行了滞后相关分析 ,结果表明西太平洋副高的西伸与外围雨带之间存在着显著的相互影响。     

东亚夏季风雨带和西太平洋副高季节变化的耦合特征

利用NCEP／NCAR数据集中1950～1999年4～9月500hPa位势高度和逐日降水率(PRATE)资料，通过奇异值分解，主要探讨了东亚夏季风雨带与西太平洋副高季节移动的耦合关系。分析发现，模态方差的大小只反映模态对整个分析时段和整个分析区域贡献的大小，但对某些时段、某些区域来说，方差较小模态的贡献很大；因而仅以模态方差贡献的大小来判定模态的重要性是不完全的，只有多个模态的配合才能比较全面地揭示两个场的耦合特征。结果表明：东亚夏季风雨带在不同地区的跳跃对应着西太平洋副高的三次突变，不同模态对三次突变有不同的贡献。     

西太平洋副热带高压活动指数的动力相关因子诊断判别

基于NCAR/NCEP的逐日再分析资料,利用相空间重构方法计算了副高脊线指数的点条件概率密度,并将得到的点条件概率密度及其功率谱与各季风影响因子指标及其对应的功率谱求相关,诊断出了影响副高脊线指数活动的最重要的6个指标因子.诊断分析结果表明,基于点条件概率密度的诊断识别方法能够较好识别具有动力关联的指标因子,该方法可以为判断和选择动力模型因子提供参考依据.     

RELATIONSHIPS BETWEEN THE POSITION VARIATION OF THE WEST PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND THE DIABATIC HEATING DURING PERSISTENT INTENSE RAIN EVENTS IN YANGTZE-HUAIHE RIVERS BASIN

By using NCEP/NCAR daily reanalysis data and daily precipitation data of 740 stations in China, relationships between the position variation of the West Pacific subtropical high (WPSH) and the diabatic heating during persistent and intense rains in the Yangtze-Huaihe Rivers basin are studied. The results show that the position variation of WPSH is closely associated with the diabatic heating. There are strong apparent heating sources and moisture sinks in both the basin (to the north of WPSH) and the north of Bay of Bengal (to the west of WPSH) during persistent and intense rain events. In the basin, Q 1z begins to increase 3 days ahead of intense rainfall, maximizes 2 days later and then reduces gradually, but it changes little after precipitation ends, thus preventing the WPSH from moving northward. In the north of Bay of Bengal, 2 days ahead of strong rainfall over the basin, Q 1z starts to increase and peaks 1 day after the rain occurs, leading to the westward extension of WPSH. Afterwards, Q 1z begins declining and the WPSH makes its eastward retreat accordingly. Based on the complete vertical vorticity equation, in mid-troposphere, the vertical variation of heating in the basin is favorable to the increase of cyclonic vorticity north of WPSH, which counteracts the northward movement of WPSH and favors the persistence of rainbands over the basin. The vertical variation of heating in the north of Bay of Bengal is in favor of the increase of anti-cyclonic vorticity to the west of WPSH, which induces the westward extension of WPSH.     

亚洲季风区感热凝结潜热对副高带季节演变的影响

利用1958-1998年NCEP／NCAR的逐日再分析资料,探讨了亚洲夏季风建立期间感热、凝结潜热和副高带季节演变的气候特征,并重点分析它们相互耦合的特征。结果表明：亚洲季风区的地表感热、凝结潜热影响印缅槽生成和阿拉伯副高西移的机制是相似的,5月初,印度半岛较强的感热通量和中南半岛较强的凝结潜热共同影响副高带的断裂及印缅槽的生成,5月底-6月上旬阿拉伯半岛较大的感热通量和印度半岛西侧较强的凝结潜热有利于阿拉伯副高的西移。     

DIAGNOSIS AND IDENTIFICATION OF DYNAMIC CORRELATION FACTORS BETWEEN WEST-PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND EAST ASIA MONSOON SYSTEM INDEXES

Based on the daily reanalysis data of NCEP / NCAR and by using the method of phase space reconstruction, the point conditional probability density of the subtropical high ridge index are determined and then used, together with their power spectra, to seek the correlation between them and individual monsoon-affecting factors and their power spectra. Through diagnosis, six indexes are discovered that have the most important effects on the subtropical high index. The results of the diagnosis indicate that the technique can identify the factors which are dynamically correlated. It can offer the basis in determining and choosing dynamic conceptual factors.     

A CHARACTERISTIC CORRELATION ANALYSIS BETWEEN THE ASIA SUMMER MONSOON MEMBERS AND THE WEST PACIFIC SUBTROPICAL HIGH

In this paper, by using the pentad-mean NCAR/NCEP reanalysis data for the period of 1958-1997, some characteristic indices of describing the activity of Asian summer monsoon system members are defined and calculated. Based on the above works, a time-lag correlation analysis method is introduced for the correlation analysis between the Asian summer monsoon system and the west Pacific subtropical high (WPSH) area index, and some meaningful interaction processes and characteristic phenomena between them are revealed and discussed accordingly. It is shown that there exists some remarkable time-lag correlations in various degree between the Asian summer monsoon system members and the WPSH area index, and they interact and feedback with each other, which consists of the whole Asian summer monsoon system.     

A WAVELET PACKET ENERGY DIAGNOSIS OF SOUTH ASIAN SUMMER MONSOON INFLUENCING ON THE WEST PACIFIC SUBTROPICAL HIGH

1 INTRODUCTION An important constituent in the Asian summer monsoon system, the West Pacific subtropical high (simplified as the 揌igh) is closely related with the activity of summer monsoon via the changes in intraseasonal intensity and progression[1 - 8]. Zhang et al[5]. discuss the relationship between seasonal jumps and anomalous location of the Highs ridge and onset of low-latitude westerlies and tropical convection in summer, with the finding that the northward jump of the High is …     

西太平洋副高位置变动与大气热源的关系

采用NCEP／NCAR再分析逐日资料和SCSMEX等资料，根据全型垂直涡度倾向方程，研究了1998年6月西太平洋副高位置变动与大气热源的关系。结果表明，副热带地区的非绝热加热对副高位置变化有很重要的作用。与气候平均状况相比，1998年6月副高北侧的非绝热加热垂直变化较常年偏强，而南侧较常年偏弱。这种异常的非均匀加热状况导致我国华南、江南、长江中下游地区呈现异常气旋性涡度制造，而中南半岛大部和南海地区为异常反气旋性涡度制造，使得1998年6月副高位置异常偏南。