南亚高压的水平和垂直结构及其变化特征

利用1948—2016年NCEP/NCAR月平均再分析资料,对南亚高压的水平与垂直结构、中心强度、位置及多年变化特征进行分析。结果表明:与多年平均相比,在上对流层下平流层区域(70、100、150、200 hPa),不同典型异常年份南亚高压的水平结构表现出双中心、纬向与经向跨度变大的特征,但不同高度其水平范围变化不同。近69 a对南亚高压内部空气束缚的东风急流最大风速整体呈减弱趋势,而西风急流的最大风速则无明显变化趋势。南亚高压的热力和动力垂直结构在不同年份有所不同,即东、西风急流强度和温度异常存在年际差异。1948—2016年南亚高压的厚度有明显的年际变化,大致为6.32～6.42 km。各高度南亚高压中心位势高度值在1975—1980年间均上升了0.1 gpkm左右,且中心位置存在东西振荡和南北位移,但这种变化幅度存在一定差异。     

南亚高压的环流结构

夏季各月,在亚洲南部的对流层上部出现的南亚高压与我国大范围旱涝的关系,越来越受到人们的重视。近年来,我们着重分析了南亚高压的经、纬圈环流结构,发现在不同的南亚高压水平环流型式下,其经、纬圈环流结构是不同的。而这种经、纬圈环流结     

南亚高压活动特征及其天气气候影响研究进展

南亚高压是夏季亚洲南部对流层上层和平流层底层的一个强大而稳定的大气活动中心,是副热带高压系统中的一个重要成员,它与夏季北半球大气环流和亚洲区域天气气候关系密切.关于南亚高压的研究,气象学者进行了很多研究工作,取得一些开创性成果,并逐渐认识到南亚高压的演变对北半球及我国天气气候的重要性.通过总结南亚高压的形成原因、结构,季节变化、年际变化、东西振荡及其对我国天气、气候的影响等方面的研究成果,简要回顾了近几十年极涡的研究及其与南亚高压的一些初步关系,指出这两个系统之间的相互作用、变化规律和异常特征存在的具体关系,是一个研究较少的重要问题,应加强这方面的研究.     

南亚高压

南亚高压是南亚地区上空对流层上部夏季特有的环流系统,是夏季北半球上空一个强大的天气系统,从非洲西北部的大西洋沿岸,向东一直伸展到西太平洋,它的变化直接影响着北半球的环流形势,也影响着亚非地区的天气。 60年代以来,我国许多气象工作者着手研究了南亚高压的活动及其影响。1964年陶诗言等[1]联系我国天气实际,研究了南亚高压与西太平洋高压在大陆上的进退关系,提出了盛夏南亚高压存在着东西振荡     

夏季南亚高压多中心特征及其热力影响因子分析

采用美国NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和日本气象厅JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis Project）的月平均环流场和非绝热加热场资料,分析了夏季南亚高压多中心结构特征,探讨了不同区域高压中心的动力和热力结构,及其与不同地区热源的关系。结果表明:（1）夏季南亚高压存在显著多中心特征,可达5～6个,其中双中心类和三中心类占比例最多,约70%～80%,其次,单中心类和四中心类分别约占10%左右。（2）无论中心个数的多或少,不同区域的南亚高压中心的动力结构和热力结构不同,大致可以分为三个区域20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E。20°～70°E伊朗高原及其以西上空南亚高压中心中层对应伊朗副高的东北侧,低层对应印缅槽的西北部,整层为下沉运动;80°～120°E青藏高原到我国东部上空南亚高压中心低层对应印缅槽中部,低层正涡度高层负涡度,整层为强上升运动;120°～160°E西太平洋地区南亚高压中心中低层都对应西太平洋副热带高压的西部,整层负涡度,对应上升运动。（3）三个区域的高压中心都对应着暖中心结构,20°～70°E区域以下沉增温加热为主导,80°～120°E和120°～160°E区域以深对流加热为主导。（4）当20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E区域存在高压中心时,对应区域的南亚高压环流的增强,对局地环流、深对流和降水有着显著的影响。     

南亚高压的研究及其应用

南亚高压是对流层上部强大而又稳定的环流系统,它的变化直接影响到我国大范围的旱涝分布,所以多年来全国许多气象工作(以朱福康为代表)者对南亚高压进行了全面深入的研究,取得了丰硕的成果。 1980年开始,作者也参加了这项研究工作,并就南亚高压对陕西的夏季降水做了一些分析研究工作,在中期预报中使用,取得了满意的效果,1989年,这些成果在气象台专业有偿服务中也取得了较好的经济效益和社会效益,得到了有关用户的赞扬。一、南亚高压活动与陕西降水的统计事实 1、多、少雨时段划分情况本文所用的多、少雨时段是依据陕西省     

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。      

南亚高压流型转换的Eliassen-Palm通量特征

一、问题的提出 根据南亚高压的中心位置,可将其分为西部型和东部型。南亚高压流型转换,是指南压高压初夏移上青藏高原以后,西部型和东部型间的相互转换过程。南亚高压的这种流型转换,以盛夏7—8月最明显。 南亚高压流型转换与我国大范围天气变化有着十分密切的关系,所以关于这方面的研究工作(包括天气气候、动力分析、数值模拟等)颇多,     

南亚高压活动特征及其与我国东部夏季降水的关系

利用1979—2007年NCEP/DOE2再分析资料,结合国家气象信息中心提供的595个测站逐日降水资料,分析了近30年平均的南亚高压脊线的纬度位置和东脊点的经度位置的逐日变化特征及其变化与我国东部夏季降水异常的联系。结果表明,南亚高压脊线北进过程中在5月第3候存在突变,其发生时间平均提前于南海夏季风爆发1候;同时南亚高压脊线在向北推进过程中于4月下旬出现稍南撤现象;4月后期到6月初高压脊线中段比其东段的脊线位置要偏北,北进更早,8月中期以后高压脊线中段又比其东段位置偏南。6月中旬到7月初是南亚高压东进最明显的阶段,高压东脊点存在时间尺度为一周的周期振荡。相关分析结果显示,对华南地区和江淮流域的夏季降水,南亚高压东脊点东西位置更能作为高压特征参数表征南亚高压,而对黄河下游地区的夏季降水,高压脊线更具有代表性。由合成分析可以看到,南亚高压东脊点偏东(西)年,高压强度增强(减弱),江淮流域、东北部分地区偏涝(旱),华南地区偏旱(涝)。     

夏季南亚高压年际变化的特征时间尺度及其时空演变

应用三维数据的时间小波变换方法,分析了夏季南亚高压年际变化的特征时间尺度及其时空演变。结果表明:夏季南亚高压年际变化的特征时间尺度分别约为2,5,10年和更长的时间尺度。2,5,10年特征尺度的较大振幅能量活动区主要位于20°N以南、35°N以南和15°~35°N之间,其中5年特征尺度的最大中心位于青藏高原上空32.5°N,92.5°E附近,10年特征尺度的最大中心则位于青藏高原东侧27.5°N,110°E附近。与5年特征尺度相对应的最大振幅能量活动中心纬度的位势高度值表现出了明显的东西向波动的时间演变特征,与10年特征尺度相对应的最大振幅能量活动中心纬度的位势高度值变化则表现出了向东移动趋势的时间演变特征。与5年和10年特征尺度相对应的最大振幅能量活动中心经度的位势高度值变化则表现出了一种明显向北移动的时间演变趋势。     

极地高压的结构及其环流特征

1977年1月,北半球出现大范围异常天气,东亚和北美持续严寒。我国大部地区连续降温,东部和南部广大地区1月的月平均气温比常年同期偏低3—4℃,不少地区的极端最低气温创建国以来的历史记录。在美国,1月分曾遭受了几十年来少有的强寒潮袭击,不少城市出现了有气象记录以来气温的最低值。相反,阿拉斯加和东西伯利亚地区以及冻岛和格陵兰南部地区却温暖异常。这种半球性的大范围异常天气是由北半球大型环流异常所决定。最突出的现象是在极圈内对流层各高度上建立了强盛稳定的极地高气压,它从1月9日建立至2月13日消失,维持35天。在北半球极地对流层一般是由一个极地气旋性涡旋控制,有时候北极可以出现反气旋,但不能持久。这次极地高气压(简称     

夏季南亚高压的气候变化特征及其对中国东部降水的影响

根据我国1961—2008年气温、降水量的地面观测资料,1971—2000年高空观测位势高度资料及NCEP再分析资料,研究了南亚高压的气候变化特征及其与东部夏季降水异常的相互关系。结果表明:(1)NCEP再分析资料的气温和位势高度与实际观测值在整个中国地区具有相同的变化特征,适用于中国地区气候年际变化特征的研究。(2)南亚高压具有明显的年际和年代际变化特征,南亚高压面积指数和东伸指数的气候变化特征几乎相同,对中国降水的影响作用也几乎一致。(3)根据奇异值分解和相关分析发现,当南亚高压面积指数偏大、位置偏南时,长江中下游降水量偏多;当南亚高压面积偏小、位置偏北时,长江中下游降水量则偏少。造成这种影响的物理机制是当南亚高压偏大、位置偏南时,中国南部及西太平洋洋面受反气旋环流异常的控制,有利于暖湿气流向长江流域输送,且长江中下游为一气流辐合区,造成该地区降水量偏多;当南亚高压偏小、位置偏北时,水汽输送条件较差,且长江中下游为一辐散区,不利于长江中下游降水量的产生。     

南亚高压的多模态特征及其与新疆夏季降水的联系

基于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的Interim再分析资料(ERA-Interim)和新疆88个观测站点降水资料,分析了1979—2013年夏季(7月和8月)南亚高压多模态特征及其与新疆夏季降水的关系。结果表明,南亚高压除了青藏高压型和伊朗高压型外,还存在双体型。伊朗高压型和双体型分布产生的降水占新疆夏季总降水的70%~90%,青藏高压型分布产生的降水相对较少,占10%~30%。南亚高压的多模态分布对新疆降水有不同影响,伊朗高压型时,北疆部分地区和东疆降水偏多,塔里木盆地降水偏少;青藏高压型时,除塔里木盆地西南部降水偏多外,新疆其余地方降水均偏少。南亚高压双体型对塔里木盆地夏季降水影响最为突出,当夏季南亚高压呈双体型分布时,塔里木盆地降水偏多。合成分析发现,南亚高压双体型中心位置变化对环流和水汽输送产生不同影响,因而对应的塔里木盆地夏季降水也存在一定差异。当两个中心位置同时偏西时,塔里木盆地中西部地区降水偏多,水汽分两步进入塔里木盆地。当两个中心位置同时偏北时,整个塔里木盆地降水增加,水汽沿着青藏高原东侧绕流进入塔里木盆地。     

南亚高压在时域和频域上的特征

北半球夏季各月,在亚洲南部上空对流层上部出现的南亚高压是一个直接影响北半球大气环流的重要系统.对手它,人们已从某些角度,比如说,它的流场特征、振荡特性,及其与我国天气的关系等方面做了研究.在这些研究中多着眼于温压场和流场的空间结构.然而,实际温度场和高度场(或流场)是随时间变化的.因此,我们采用研究随机物理系统动态特性的方法,把温度场作为系统的输人,高度场作为输出,来揭露南亚高压系统内高度场对温度场的响应,以及在时域和频域上的特征.     

南亚高压演变过程及其变异机制研究进展

2022年夏季,重庆出现两次极端高温天气过程。利用重庆地区34个气象站点观测资料和ERA5再分析资料,分析了两次高温过程的主要环流异常特征。结果表明：南亚高压加强东伸和西太平洋副热带高压(以下简称副高)异常加强及西伸北抬,日本海以北至鄂霍次克海地区异常强盛的阻塞高压(以下简称鄂海阻高),使北方冷空气盘踞在40°—50°N以北地区,难以南下影响包括重庆在内的长江流域,重庆处于副高西段异常强盛的下沉和水汽辐散中心区,造成该地区持续极端高温天气。分析2001年以来不同等级区域性高温天气过程中的副高和南亚高压指数发现,2022年夏季副高西伸至最西,同时南亚高亚中心异常偏东,二者直接造成了重庆的极端高温天气。并且2022年夏季赤道太平洋西部海温的异常偏暖,130°E—150°W、30°—60°N区域平均距平值为1961年以来同期最高值,促使鄂海阻高强盛。在La-Niña事件作用下,110°—120°E范围内Hadley环流在20°—30°N为强盛的下沉运动,其下沉支与副高中心下沉区叠加,造成副高异常偏强和西伸,进而引发重庆极端高温天气。

     

100hPa南亚高压位置特征与我国盛夏降水

本文使用1961—1988年的资料,分析了7—8月100hPa南亚高压东伸指数和脊线指数在不同配置下我国夏季降水分布的特征;着重分析了可能影响南亚高压东伸指数和脊线指数异常的因子及其对厄尔尼诺事件的响应。通过对南亚高压东伸指数和脊线指数的预报确定7—8月南亚高压的特征型,从而进一步估计我国盛夏降水的分布。     

4～5月南亚高压在中南半岛上空建立过程特征及其可能机制

利用NCEP/NCAR再分析资料, 发现菲律宾群岛以东洋面上空反气旋在4月第5候分裂成位于中南半岛上空的西部中心和仍位于菲律宾以东洋面上空的东部中心两部分, 其中位于中南半岛上空的反气旋中心加强后形成南亚高压。中南半岛高空反气旋生成加强和菲律宾群岛以东洋面高空反气旋减弱消亡的同时发生是4~5月南亚高压在中南半岛上空建立过程的主要特征, 其主要促发因子是亚洲南部大气非绝热加热状态的改变。事实上, 随着对流沿亚澳 “大陆桥” 北移和中南半岛对流建立, 中南半岛上升运动加强, 高空辐散加剧, 西部中心在中南半岛南部生成, 南亚高压初步建立。随后, 菲律宾群岛以东洋面上热源突然东撤至150°E以东, 中南半岛热源成为主导, 在加热区东面对流层高层激发出气旋式环流, 造成西太平洋高压在120°E附近分裂。之后, 孟加拉湾[CD*2]中南半岛夏季风建立, 孟加拉湾[CD*2]中南半岛对流加强, 在深对流作用下, 中南半岛上空释放大量潜热, 上升运动进一步加强, 西部中心加强北抬。同时, 南海对流开始加强, 其释放的潜热加热会在加热区东部的对流层高层激发出正涡度变率, 令东部中心减弱消亡, 南亚高压在中南半岛上空完全建立。     

南亚高压季节变化中的正斜压环流转换特征

利用１９５８～１９９７ 年的 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ／ Ｎ Ｃ Ａ Ｒ 再分析资料,采用将大气环流在垂直方向分解为正压和斜压环流两个分量的方法,讨论了南亚高压季节演变中的正斜压环流的转换特征。指出（１）夏季,南亚高压以斜压性为主,其斜压分量约占 ７０ ％ 的比重,冬季以正压性为主,其正压分量约占 ７０ ％ 的比重;（２）由冬季的正压性高压向夏季的斜压性高压的季节演变中,南亚高压是在其斜压分量环流的引导下移动的,即其斜压分量环流的变化超前于其自身的变化;（３）由夏季的斜压性高压向冬季的正压性高压的季节演变则相反,南亚高压是在其正压分量环流的引导下移动的。