副热带高压突变机理初探

副热带高压突变机理初探程海霞帅克杰（晋城市气象局０４８０００）１引言在南北半球的副热带地区，存在着副热带高压带，由于海陆的影响，常断裂成若干个高压单体，这些单体统称为副热带高压。在北半球，它主要出现在太平洋、印度洋、大西洋和北非大陆上。出现在西北太平...     

定常态副热带高压与垂直运动的关系

文中利用NCEP/NCAR月平均再分析资料研究了定常条件下二维和三维空间上副热带高压与垂直运动的关系 ;比较了Hadley环流和副热带高压动力学的差异。结果显示由于地球自转 ,在副热带地区出现了最大的经向质量通量的辐合 ,导致了纬向平均副热带高压的形成。在热成风关系的制约下 ,除了在北半球夏季 ,通常副热带高压脊线随高度增加向赤道倾斜。Hadley环流的下沉支从对流层顶垂直地延伸到行星边界层。因此副热带高压脊线与该下沉支在自由大气中位置分离 ,年际变化反相 ;在行星边界层中摩擦耗散作用使两者重合 ,年际变化同相 ,但垂直运动对副热带高压的形成不起作用。三维空间上 ,沿行星边界层的副热带高压脊线处为下沉运动 ,副热带大洋东部强烈的下沉运动对应着强烈的向赤道气流。自由大气中 ,垂直下沉运动的分布与副热带高压的分布不同。大洋上副热带高压东部大气下沉 ,副热带高压西部大气上升。这一方面与等熵面的北高南低的倾斜分布在动力学上是一致的 ;另一方面还表明副热带高压的形成也与非绝热加热密切相关。总之 ,不论是在自由大气还是在边界层中 ,不能简单地把下沉运动看成是副热带高压形成的原因。     

副热带高压季节性北跳的诊断研究

用ＣＥＯＦ、功率谱，带通滤波等方法的１９８８年，１９９１年５￣７月逐日２．５°×２．５°５００ｈＰａ位势高度场资料对北半球副絷带高压季节性北跳进行了诊断研究，得出：副热带高压季节性北跳及西传是全球现象；副高发生季节性跳动的源主要位于阿拉海地区和中太平洋地区，汇主要位于东太平洋地区；副高的季节性跳动主要是扰动场的作用，低频振荡在副高的季节性跳动及西传中起举足轻重的作用，各年副高季节性跳动的差异是扰源     

季内西太平洋副热带高压异常进退的数值模拟

用中科院大气所的ＩＡＰ－ＡＧＣＭ模式，对海温和季内北太平洋副热带高压异常活动进行控制性试验，得到；西太平洋高异常对热带西太平洋，南海，孟加拉湾的海温异常有两个月的滞后响应且西太平洋副高异常和东太平洋副高异常总是相伴出现的，后者出现要早些；当上述海区ＳＳＴ正异常时，５００ｈＰａ上来自东西两个方向的位势波在西太平洋汇集的位置要偏北，相应副高的位置也持续偏北，两者吻合很好；在上述海温异常作用下，当东亚高     

2003 年陕西暴雨与西太平洋副热带高压的关系

利用实时资料和中央气象台提供的副热带高压资料,对2003年汛期陕西暴雨和500hPa副热带高压的活动特征关系统计分析,并对ECMWF、T213数值预报产品对副高的预报能力作了客观分析。结果表明,汛期7、8、9月副高偏强,副高脊线在25～28°N、西脊点在104～112°E进退,是陕西关中陕南多阴雨、暴雨频繁的主要原因;陕西连续暴雨产生于副高脊线沿25～28°N持续西伸、持续东移经过105°E时段。ECMWF对副高的进退、热带气旋路径预报准确率较高。     

2003 年陕西暴雨与西太平洋副热带高压的关系

利 用 实 时 资 料 和 中 央 气 象 台 提 供 的 副 热 带 高 压 资 料 , 对 2 0 0 3 年 汛 期 陕 西 暴 雨 和 5 0 0 h P a 副 热 带 高 压 的 活 动 特 征 关 系 统 计 分 析 , 并 对 E C M W F 、 T 2 1 3 数 值 预 报 产 品 对 副 高 的 预 报 能 力 作 了 客 观 分 析 。 结 果 表 明 , 汛 期 7 、 8 、 9 月 副 高 偏 强 , 副 高 脊 线 在 2 5 ～ 2 8 ° N 、 西 脊 点 在 1 0 4 ～ 1 1 2 ° E 进 退 , 是 陕 西 关 中 陕 南 多 阴 雨 、 暴 雨 频 繁 的 主 要 原 因 ; 陕 西 连 续 暴 雨 产 生 于 副 高 脊 线 沿 2 5 ～ 2 8 ° N 持 续 西 伸 、 持 续 东 移 经 过 1 0 5 ° E 时 段 。 E C M W F 对 副 高 的 进 退 、 热 带 气 旋 路 径 预 报 准 确 率 较 高 。

     

副热带高压和台风与冬季冷暖趋势的关系

本文计算和分析夏季(5—9月)副高面积指数和强度指数及台风活动特点与江南四站冬季(12—2月)平均气温的关系。结果表明:夏季副热带高压强,北上台风多,则当年冬季偏冷。这一结果对于长期预报具有一定参考价值。     

副热带高压与锡林郭勒盟冬季降水的关系

利用相关分析对大气环流特征量做因子普选,发现锡林郭勒盟冬季降水与西太平洋副热带高压具有相关性,通过距平相关和周期演变分析,最终选用了西太平洋副热带高压面积指数月平均特征量为预报因子,利用指标法预报锡林郭勒盟冬季降水,对50多年的样本个例进行拟合分析,拟合率都在70%以上,表明利用西太平洋副热带高压面积指数预报锡林郭勒盟冬季降水具有较好稳定性和准确性。     

夏季北太平洋副热带高压系统的活动

文中根据 NCEP/NCAR再分析资料 ,分析了北太平洋副热带高压系统的变化。 5～ 9月由于亚洲夏季风的建立及活动 ,北半球副热带高压系统在 6 0～ 1 2 0°E出现断裂 ,夏季西太平洋副热带高压脊点平均伸展到 1 2 0°E,其年际变化反映了亚洲夏季风的强弱。强夏季风年 5 0 0h Pa西太平洋副热带高压脊线位于 3 0°N以北 ,并分裂成两个中心 ,印度低压强 ;弱夏季风年西太平洋副热带高压脊线位于 3 0°N以南 ,表现为北太平洋高压中心向西伸展的高压脊 ,印度低压弱。夏季西太平洋副热带高压的季内活动有两种模态 :第 1种表现为副热带高压系统以 2 0～ 3 0 d的周期从北太平洋中部的副热带高压中心一次次地向西扩张到 1 2 0°E以西 ,这类过程大多出现在亚洲夏季风强度偏弱年 ;第 2种模态表现为副热带高压系统以 2 0～ 3 0 d的周期一次次地由东向西扩充时 ,在 1 2 5～ 1 5 5°E停滞 ,这类过程大多出现在亚洲夏季风强度偏强年。江淮流域梅雨的中断和结束与北太平洋副热带高压系统 2 0～ 3 0 d季内振荡有关。西太平洋副热带高压 5～ 1 0 d的短期活动受 3 5～ 45°N西风带活动的影响 ,当西风槽在中国沿海和西太平洋地区向南伸展到 3 0°N以南后 ,西太平洋副热带高压有一次加强活动     

波包传播特征与西太平洋副热带高压移动的关系

利用波包传播诊断方法,研究高频波波包传播特征与瞬变波和副热带高压北进南退的关系.波包传播的初步特征为冬季波包传播生命史长,一般为7-10 d,传播速度为2-10 m/s,中心强度可超过0.4,在中高纬度地区传播路径一般为先向东南移,后向东北移;夏季比冬季的生命史短,中心强度也弱,传播路径与冬季相同.热带地区的波包传播路径先向西南,后向北移.一般波包强中心增强时,有利于槽发展,当强中心明显减弱时,有利于槽的衰减.当波包强中心持续地叠加在脊上时,脊将减弱.副热带高压的明显北跳常与南海特征区(0°-20°N,100°-120°E)持续5 d及以上的无波包强中心活动有关,并且在2次季节性北跳之后,又持续5 d以上出现波包强中心;副热带高压南移过程都与持续5 d及以上的南亚区域波包强中心、台风强中心或温带波包强中心活动有关.     

INTERACTIONS BETWEEN SUMMER SUBTROPICAL HIGH AND SST AND PREDICTION OF SUBTROPICAL HIGH

Most of the study on correlation between the subtropical high and SST focus on the location or intensity of the former versus the latter. It is worthwhile to work on links other than what is usually addressed to identify guidelines in the prediction of the subtropical high. Based on the analysis of subtropical high in west Pacific summer and its correlation with SST in equatorial and north Pacific from previous December to subsequent November, correlation between the area index, west-extending point, location of the subtropical high ridge and SST is discussed. It is conducted by looking into the confidence level of gridpoints and their percentage in the total and examining how they vary with time. From the point of intensity and movement/expansion, feedbacks from the subtropical high to SST are also studied. The SST affects the subtropical high just as the subtropical high affects the SST. A linkage model is thus set up to assist the making of summer rainfall prediction in China's raining seasons.     

太阳辐射与西北太平洋副高季节性移动关系的研究

本文对西北太平洋地区的净太阳射入辐射场进行了自然正交函数分解。结果表明。第二、第四特征向量分别具有明显的纬向和经向分布不均匀性。太阳辐射的扰动加热及其随时间的变化与西北太平洋副高的季节性移动有着十分密切的关系。      

副高活动与朔望月之间的联系特征及其动力学解释

根据1998年以及1991～1997年130°E副高脊线逐日资料分析和反查证实:天文潮汐力场在一定的环流条件下可以而且只有在一定的环流条件下才可以对大气环流演变起重要作用,对西太平洋副热带高压的演变而言,天文潮汐力场引起副高北跃和南撤初始日与朔望月奇异点同步的条件可能就是长江流域多雨期或者与副高北部边缘长时期降雨带有关的某种环流条件。最后,利用湿位涡在一定条件下不守恒理论对上述结论进行了动力学的解释。     

纬向平均副热带高压和Hadley环流下沉支的关系

气象学者传统地认为副热带高压带是Ｈａｄｌｅｙ环流的下沉支形成的。鉴于冬 (夏 )季Ｈａｄｌｅｙ环流最强 (弱 )时副热带高压反而最 (弱 )强的事实 ,Ｈｏｓｋｉｎｓ[1] 对经典理论提出质疑。吴国雄等[2 ,3] 指出副热带高压 (下文中称副高 )的形成主要是加热的垂直非均匀造成的。刘屹岷等[4 ,5] 发现夏季 5 0 0ｈＰａ月平均图上 165°Ｅ以西的西太平洋副高以上升运动为特征。一般来说 ,受副高控制天气晴好 ,这与西太平洋副高以上升运动为特征是否有矛盾。为此 ,我们首先研究气候纬向平均副高的动力问题 ,结果表明Ｈａｄｌｅｙ环流和副高形成…     

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。     

夏季副高与海温的相互关系及副高预测

通过分析夏季西太平洋副高与前期12月至后期11月的赤道太平洋和北太平洋海温的相关系数分布图,综合比较副高面积指数、西伸脊点和脊线位置与海温的相关关系,讨论副高对海温的反馈作用以及海温与夏季副高的物理联系模型,为副高预测提供依据.     

COMPARISONS OF THE WEST PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND THE SOUTH ASIA HIGH BETWEEN NCEP/NCAR AND ECMWF REANALYSIS DATASETS

Comparisons of the west Pacific subtropical high with the South Asia High are made using the NCEP/NCAR and ECMWF 500 hPa and 100 hPa monthly boreal geopotential height fields for the period 1961 - 2000. Discrepancies are found for the time prior to 1980. The west Pacific subtropical high in the NCEP/NCAR data is less intense than in ECMWF data before 1980. The range and strength of the west Pacific subtropical high variation described by the NCEP/NCAR data are larger than those depicted by ECMWF data. The same situation appears in the 100-hPa geopotential field. These discoveries suggest that the interdecadal variation of the two systems as shown by the NCEP/NCAR data may not be true. Besides, the South Asia High center in the NCEP/NCAR data is obviously stronger than in the ECMWF data during the periods 1969, 1979 - 1991 and 1992 - 1995. Furthermore, the range is larger from 1992 to 1995.     

1998年副热带高压活动与波包传播特征的研究

利用1998年5—8月NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用波包传播的诊断方法(WPD),讨论了1998年夏季副高活动特征与500 hPa高度场瞬变波波包传播的关系,结果表明,运用瞬变波波包传播的方法来研究副高的中短期活动是基本可行的。1998年5—8月瞬变波波包大值区的向北发展和向南发展可以描述出副高脊线的南北摆动,波包小值区的向西传播和向东传播能够表示出副高脊线的西进和东退;1998年夏季副高的北跳不仅与低纬地区的波包强烈发展北传有关,同时也与中纬度西风槽槽前波包向北、向东传播或西风槽脊前波包的向南传播有关。副高脊线的南退主要与中纬度西风槽槽前的波包向南传播及其频散有关。     

热带西太平洋暖池和副热带高压之间的关系

文中研究了热带西太平洋暖池和西太平洋副热带高压的季节性变化和年际变化关系。结果表明,西太平洋暖池面积和副热带高压面积指数季节变化趋势基本一致,暖池中心的纬向移动与副热带高压西伸脊点相反,而经向移动和５００ｈＰａ副热带高压脊平均位置的南北季节性变化非常一致。西太平洋副热带高压的年际变化落后暖池大约３个月左右,用暖池２８℃或２９℃面积指数可以很好地预测出当年６,７,８三个月西太平洋副热带高压的面积指数。