全球季风

<正>全球季风是21世纪才提出来的新概念[1-4]。现代气候学的全球季风与经典气候学的季风有3点不同:1)现代气候学把季风视为全球现象,而不像经典气候学那样把季风视为局地现象、认为季风是二级环流(西风环流为一级环流);2)现代气候学认为季风形成的机制是随季     

南亚夏季风年际变化特征分析

由于季风活动与降水的时空变化有直接的联系 ,故而定量化研究季风的活动对预测旱涝等灾害性天气有重要意义。但是从目前的研究现状来看 ,量化指标描述的结果多具有明显的不一致性。因此 ,在确定定量化指标之前还需要对季风的气候学特征有更多的了解。为此 ,本文利用 195 8— 1997年NCEP NCAR再分析月平均资料 ,首先分析了南亚地区风场演变的基本特征。分析表明 ,85 0hPa与2 0 0hPa纬向风的垂直切变具有显著的季节变化特征 ,6～ 9月为特征期 ,0°～ 2 0°N ,4 0°～ 13 0°E为特征区。在此基础上对南亚夏季风的年际变化问题作了分析和讨论。结果表明 :在南亚夏季风区季风增强或减弱的整体性是第一位的 ,是最主要的年际变化方式 ;大约以 80°E为分界线 ,以西的印度夏季风与以东的东南亚夏季风增强、减弱的反向变化是第二位的 ,而且主要反映了东南亚夏季风的年际变化特征 ;根据纬向风垂直切变的主要特征模选取了 4类具有典型特征的南亚夏季风类型 ,与不同类型南亚夏季风风场相对应的降水场分布有明显的差异。     

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。     

日本近年季风和梅雨研究的一些进展

本文调研了日本气象集志和天气月刊1986和1987两年先后发表的12篇关于季风及梅雨研究方面的文章,涉及到东亚季风及梅雨的大型环流机制,天气、气候学特征,中小尺度结构和分析预报、模式预报等方面的问题。这些研究结果大部分与我国的季风、梅雨有关,其中,相当一部分是直接研究大陆上的季风梅雨的,例如大陆上的梅雨结构、成因与性质,印度季风与东亚季风降雨的关系,大陆梅雨的季节转换,青藏高原和海洋对我国季凤梅雨的影响等。因此,对我国的季风梅雨研究,改进我们的季风梅雨预报工作,有一定参考价值。     

大气环流的季节突变与季风的建立I·基本理论方法和气候场分析

将曾庆存等提出的大气环流的季节划分和计算季风的理论方法作了改进,使之更便于研究季风的建立过程。该理论方法将环流突变和季风建立时段,其“变差度”和与其前和其后场的“相似度”等由空间场的泛函随时间的变化(即数学名词上的“流”[flow])一起求出来。研究I先分析气候平均场,II分析各个别年份的情况及年际变化。研究I的结果表明:(1)该方法可以客观定量地定出“突变”时段的关键日期;与季风建立过程联系,即是季风建立的“预兆日期”,它比人们用天气-气候学方法(甚至用别的气象要素)定出的可以明显感觉到的或有明显实用价值的“季风来临日期”要早2至4天。(2)在北半球亚澳季风系统区域,夏季风的来临在许多关键地区伴有明显的环流突变,建立和推进都很快,但也有许多区域不表现为当地环流的突变,推进速度也慢。(3)北半球亚澳季风系统低空的热带季风分支,在6月中以前可明确区分为3个子系统,(a)西太平洋暖池和邻近低纬区域,4月中下旬建立;(b)热带东北印度洋(北界与孟加拉湾相邻,但不包括其在内)及索马里东边海洋,4月末至5月初建立;和(c)南海区域,5月上旬从南到5月下旬到北部。南海夏季风向北推进最快,于5月末候即可达北回归线附近,然后与暖池西北区域风场的突变一起,于6月中旬影响到东亚30°N区域;印度洋季风于6月初到达印度半岛东南端,然后逐渐推向印-巴次大陆。7月中以后,热带季风才连成一片,由非洲东岸直至长江下游和菲律宾附近。副热带季风分支于6月中旬可以感到其影响,于7、8月盛行于东亚和西太平洋区域,且结构和演变都比较复杂;6~7月间只表现为在(5~20°N,120~150°E)区域有强的环流突变(与副高增强并北移对应),7月中至8月底,则在上述区域和沿30°N的长江下游和日本以南的洋面上有3个强的环流突变中心(对应于副高又一次增强北移和西伸)。这里暂不讨论温寒带季风分支。(4)季风具有鲜明的三度空间斜压结构,尤其是在低空季风“爆发”之前,平流层早已有强的环流突变,季节调整完成,然后突变向下延伸(虽然强度大减),跟着就有当地的低空季风“爆发”(建立)。平流层和对流层环流的相互作用及其与季风建立的关系很值得进一步研究。     

关于东亚地区夏季季风环流圈的数值试验

本文利用一个包含有各种非绝热加热作用、摩擦耗散以及大气湿过程的原始方程模式在有山脉的条件下模拟出东亚地区的季风经圈环流和两条强降水带,与实况比较一致。削减大气水汽含量、去掉积云对流过程和山脉所进行的对比试验结果表明:东亚地区的季风经圈环流对大气中的湿度场有很强的敏感性,且在120°E经度上这种敏感性比100°E上显著。积云对流过程的有无对于季风经圈环流的强弱有显著作用。山脉的存在对100°E上经圈季风环流的影响比对120°E上的影响显著,这可能意味着,这两个经度上的季风经圈环流的成因有显著的不同。      

西北太平洋季风槽的季节和年际变化特征及其与热带气旋生成大尺度环境因子的联系

利用ERA-Interim再分析资料分析了夏秋季西北太平洋季风槽的气候特征以及季节和年际变化特征及其对西北太平洋热带气旋和台风(TCs)生成大尺度环境因子的影响。研究结果表明了西北太平洋季风槽有很明显的季节变化,在6~7月,季风槽和强对流活动区在5°N~15°N的南海和西北太平洋西侧上空,并逐渐东伸;到了8~9月,季风槽和强对流活动区向北移动、并向东扩展,一般位于10°N~20°N的南海和西北太平洋西侧、中部上空,有的年份可东伸到西北太平洋东侧,强度加强;到了10~11月,季风槽迅速减弱,并成为涡旋,强对流活动区也向南移和向西收缩。同时,研究还表明了西北太平洋季风槽有明显的年际变化。在季风槽强的年份,季风槽和强对流活动区可以从南海经西北太平洋西侧和中部东伸到西北太平洋的东侧上空;而在季风槽弱的年份,季风槽和强对流活动区主要位于南海和西北太平洋西侧和中部上空,季风槽强度的年际变化对它的季节变化也有重要影响。此外,研究还表明了随着季风槽的季节和年际变化,西北太平洋TCs生成的大尺度环境因子分布也发生很明显的变化。     

近年来关于西北太平洋热带气旋和台风活动的气候学研究进展

本文主要综述和回顾了近年来季风系统研究中心关于西北太平洋热带气旋和台风(TCs)活动的气候学研究进展及有关的国内外研究.文中不仅回顾了最近关于夏、秋季西北太平洋利于TCs生成的大尺度环流型及其与涡旋的正压能量交换、西北太平洋TCs活动的年际和年代际及季节内的变化特征、以及今后全球变暖背景下西北太平洋TCs活动的变化趋势的气候学研究进展,而且综述了西北太平洋季风槽及热带对流耦合波动对西北太平洋上TCs生成的动力作用的研究.此外,文中还指出今后有关西北太平洋TCs活动一些亟需进一步研究的气候学问题.     

根据GMS-IR观测资料推断的大尺度云场分布及其季节变化

本文利用GMS-IR云图资料研究了90°E-170°W,50°S-50°N范围内云的分布和云季节变化的大尺度气候学特征.定量描述了自1984年6月至1986年6月3年间(1984年6月除外)云顶高度在700hPa以上的大尺度云场分布及其季节变化.通过算得高云量(云顶高于400hPa)与高、中云量(云顶高于700 hPa)的比率以及考察被云覆盖的1°×1°区域内云顶高的标准差研究了云顶高度和云型的分布和季节变化. 研究结果表明,最大云量(～4/10)区分布在150°E以西的热带,次大云量(3/10～4/10)区分布在中纬度的气旋路径带,最小云量(1/10～2/10)区在副高附近.年平均云顶高度在热带高于中纬度.在两半球中纬度的气旋路径带上,云顶高度差异悬殊:最低纬度气旋路径带上的平均云顶高度大大高于其他气旋路径带上的平均云顶高度. 热带季风区内云量的年变化很大(2/10～4/10).此外,在热带季风区大陆及其邻域(大约1000km以内)冬季云顶高度明显降低.这表明在冬季深对流活动在那里受到强烈抑制,可因冷流而加强的强对流活动限于远离大陆的区域.在冬季,自中国南方至日本这一副热带季风区也可观测到云顶高度的降低.在中国南方和东海,云顶高度大的季节变化伴随着云型显著的季节变化:暖季为深厚对流云,冷季为层状中云.除了热带和副热带季风区,深厚对流云在夏季亚洲大陆上甚至可出现在50°N的较高纬度且高云量增加达2/10.这与澳大利亚大陆明显不同,在那里除热带季风区外,全年高云很少(～0.5/10).     

亚非夏季风系统的气候特征及其长期变率研究综述

在综合论述亚非夏季风研究成果的基础上,重点评述亚非夏季风的年代际研究方面所取得的进展。(1)在古气候学上,末次冰盛期和全新世中亚非季风干湿状态的研究成果。亚非季风系统在暖事件中同步增强,降水偏多,处于湿润期;在冷事件中,同步减弱,降水偏少,处于干旱期。(2)近百年现代气候学对亚非夏季风的研究主要围绕亚非夏季风在非洲地区和亚洲地区的进退问题。研究一致表明,在1960年代季风降水减弱,亚非夏季风雨带南移;1990年代中期以后的非亚夏季风开始同步北移加强。(3)北非和亚洲夏季风年代际变化的主要原因是:北大西洋和北太平洋海温年代际尺度的变率影响亚非夏季风雨带的一致北移和南退。指出了在1990年代中期以后非洲萨赫勒地区和中国黄淮地区降水的增多机理。通过评述,无论对万年尺度的古气候变化时期,还是近百年的现代气候变化时期,亚非季风系统是一个行星尺度的内部一致的季风系统,它总体上具有同步一致的进退演变。