云南机场集团有限责任公司宁蒗泸沽湖机场 杨丕国 674300
摘要:利用1979 -2012年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-Interim再分析资料研究了南亚高压的气候态分布特征,讨论了南亚高压中心强度和位置的移动演变,以及南亚高压与夏季降水的关系。结果表明:南亚高压在200-70 hPa持续存在,其中在100 hPa范围最广,强度最大,而在30 hPa及以上南亚高压单体已不存在,南亚高压强度及中心位置存在明显的季节性变化。春季,南亚高压并不明显,未形成闭合的高压中心,4月份南亚高压向北移动到欧大陆上空;随着夏季的到来,南亚高压不断向北,向西移动,7-8月南亚高压主题位于亚欧大陆上空,高压中心位于青藏高原和伊朗高原上空,强度最强,控制范围最广,成为100hPa上最强大最稳定的闭合环流系统;秋季,南亚高压强度及范围开始减小,高压中心南移东撤,11月离开亚欧大陆;南亚高压在1979-2012年是增加趋势,表明南亚高压在近34年是逐渐增加的。
关键词:南亚高压;东西变化;南北移动;长期变化趋势;降水分布
引言
南亚高压,经常出现在我国夏季青藏高原及附近地区上空,故又名“青藏高压”或“亚非季风高压”[1] 黄雷,毛文书,高楷祥,雷天行.南亚高压多年平均变化特征,是对流层高层和平流层低层最稳定 、最强大、范围最广的高压系统,同时也是北半球夏季最强的控制性环流系统,亚洲夏季风的主要成员之一[2] 苏东玉,夏强,云静波,孙鑫,金迎春.南亚高压研究概述及指示意义.。南亚高压在 100hPa 高度时现象最明显[3] 杨光,谭言科.南亚高压强度的年代际变化及可能原因.2013,4:529-539]],其强度和位置都有明显季节变化,所以在研究南亚高压的活动变化特征时一般都会采用100hPa等压面进行研究。
南亚高压随时间变化而变化,并且现象比较明显,南亚高压四季都存在。冬季南亚高压中心在东南沿海一带,4月以后南亚高压中心将向西北方向移动。到了夏季,随着南亚高压中心的向北移动,南海一带将会爆发季风,南海季风建立期间亚洲地区上空大气环流都会发生明显的变化,并且青藏高原的东部和中国东部平原地区也会出现爆发性的增暖现象[4] 《南海夏季风爆发前后亚洲地区的大尺度环流突变》[J].热带气象学报 。南亚高压作为亚欧大陆上最重要的压之一,对我国气候有着重要的影响。
1.资料与方法
(1)本文所用的资料是欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的高时空分辨率再分析资料ERA-Interim,可用的资料时间跨度为1979年-至今,水平分辨率为1.5o×1.5o,全球共有240×121个网格点,垂直方向上从1000 hPa到1 hPa共有37层,其中在对流层顶附近垂直分辨率较高,可达到25 hPa,有利于对对流层顶附近的研究。本文主要使用的是1979-2012年共34年的月平均的高度场、风场和降水量数据
(2)依据朱福康等[7]提出的方法,将1660dagpm(16600gpm)定为南亚高压的边界线。选取100 hPa位势高度场上,南亚高压系统所在区域(0-60oN,0-180oE)的位势高度最大极值中心强度为南亚高压中心强度,然后再用经、 纬度来表示南亚高压中心的位置。
2.南亚高压形势场季节变化特征
2.1南亚高压的气候态变化特征
图3.1是1979-2012年共34年各季节平均的200 hPa位势高度,横坐标为经度,范围0°-180°E,纵坐标为纬度,范围0°-60°N,。其中,图3.1(a)为春季(3-5月)平均的200hPa高度场,由图中我们可以看出南亚高压大致位于东太平洋上空,高压中心区域在(0-15oN,100-180oE),从图中可以看出有少量高压区域已经延伸到大陆沿海地区并有向陆地上空继续前进的趋势,但并没有在陆地上空形成高压中心。图3.1(b)为夏季(6-8月)平均的200hPa高度场,由图中我们可以看出高压区域相比于春季已经向北、向西移动,高压中心位于(30°N, 70°E)左右,大致位于青藏高原和伊朗高原上空,高压中心强度较大。图3.1(c)为秋季(9-11月)平均的200hPa高度场,高压区域为(10°-20°N,80°-140°E)左右,此时南亚高压的强度已经减小,控制范围也随之减小,很明显高压中心已经开始向东转移,一部分已经离开大陆,移到太平洋上空,高压中心有离开大陆的趋势。图3.1(d)为冬季(12-翌年2月)平均的200hPa高度场,可以看到,高压中心区域已经远离大陆。
图3.1 1979-2012年共34年平均的200hPa位势高度
图3.2是1979-2012年共34年各季节平均的100hPa位势高度,横坐标为经度,范围0°-180°,纵坐标为纬度,范围0°-60°。其中,图3.2(a)为春季(3-5月)平均的100hPa高度场,由图中我们可以看出高压中心区域为20°N以南, 50°E以东,从图中可以看出有一部分的高压区域已经延伸到大陆沿海地区上方并有向内陆上空继续前进的趋势,但并没有在陆地上空形成高压中心。图3.2(b)为夏季(6-8月)平均的100hPa高度场,由图中可以看出高压中心已经向北移动至30°N, 70°E附近,大致位于我国青藏高原和伊朗高原的上方,并且有明显的的高压中心存在。图3.2(c)为秋季(9-11月)平均的100hPa高度场,高压区域为(15°-25°N、50°-170°E)左右,此时相比夏季,南亚高压的强度已经减小,控制范围也随之减小,很明显高压中心已经开始向东转移,一部分已经离开大陆,跑到太平洋上空,并且高压中心有离开大陆的趋势。图3.2(d)为冬季(12-翌年2月)平均的100hPa高度场,由于高压部分数据较密,只能大致的看出高压中心已经不在陆地上空。
图3.2 1979-2012年共34年平均的100hPa位势高度
图3.3是1979-2012年共34年各季节平均的30hPa位势高度,横坐标为经度,范围0°-180°,纵坐标为纬度。其中,图3.3(a)为春季(3-5月)平均的30hPa高度场,由图中我们可以看出高压中心区域为30°N左右,横跨亚欧大陆,在180°E左右,高压中心一直向北延伸,但整个图中并没有找到在陆地上空形成的高压中心。图3.3(b)为夏季(6-8月)平均的30hPa高度场,由图中我们可以看出高压区域位于50°N以上。图3.3(c)为秋季(9-11月)平均的30hPa高度场,高压区域为30°-45°N、110°-180°E左右,陆地上并没有形成高压中心。图3。3(d)为冬季(12-翌年2月)平均的30hPa高度场,可以看到,高压中心位于20°-50°N、40°-180°E之间,已经远离陆地。
图3.3 1979-2012年共34年平均的30hPa位势高度
通过以上三个图的比较分析,我们可以明显看到在100 hPa时南亚高压控制范围最大,基本囊括了整个南亚大陆,并且强度最强(图2.2)。在100 hPa高度以下,从图1中200 hPa的位势高度图可以看到部分南亚高压的移动及变化特征,但是其位势高度数值比较小,控制范围也较小。在100 hPa高度以上, 70 hPa的位势高度图中仍然可以看到南亚高压的单体(图略),只是没有100 hPa上明显。而在30 hPa的位势高度图中(图3.3),由于高度比较高,南亚高压单体已不存在。因此,南亚高压在100 hPa附近最明显,范围最广,强度也最大,并且其强度和位置都存在明显的季节变化。
2.2南亚高压的风场特征
由图3.1图3.2图3.3分析我们已经知道了,最适合研究南亚高压的海平面为100hPa,为了进一步确认,风场也画了200hPa的月平均图,比较后得出100hPa下的风场图确实比较明显。
通过与图3.2中1979-2012年共34年各季节平均的100hPa位势高度图对比,在误差允许的范围内,可以看出两者的变化规律大致相同,春季高压区域一部分在陆地上空,一部分在海洋上空,陆地没有高压中心,而春季风场有气旋存在,但并不明显,说明南亚高压已经有一部分开始影响了陆地上空,但影响不是很大,与图3.2(a)中的特征是一致的;夏季南亚高压区域已经向北移动至北纬30°、东经70°附近,,明显的的高压中心位于青藏高原和伊朗高原上空,而风场里夏季以北纬30°、东经70°为中心,存在明显的顺时针气旋,范围跨越40个纬度、120个经度,基本上覆盖了整个青藏高原上空,说明南亚高压已经在陆地上空,影响风场,使其在高压中心范围形成了明显的顺时针气旋,并且控制范围比较大,这与图3.2(b)所反映的情况相一致;秋季南亚高压的强度已经减小,控制范围也随之减小,很明显高压中心已经开始向东转移,一部分已经离开陆地上空,移到太平洋上空,而风场图上在北纬0°-40°,东经10°到110°范围内有反气旋产生,但在东经120°左右向下的气旋转向东北方向,没有形成闭合的气旋,也就没有在陆地上方形成气旋中心,说明高压中心已经分散,部分已经远离大陆上空,对陆地的控制范围有所变化,使得风场也随之发生了变化,这与图3.2(c)中所反映的情况相吻合;冬季陆地上空不存在高压中心,高压边缘为北纬30°左右,而风场图中在北纬60°,东经140°左右有较小气旋产生,在北纬10°,东经160°左右也有气旋产生,其他部分主要以西风为主,北纬30°线上风场比较明显,这说明北纬30°线两边压强差较大,在陆地上空也没有高压区域存在,这与图3.2(d)中高度场所显示的情况相一致,说明了南亚高压春季分为陆地和海洋两部分,并开始从海洋上空向陆地上空移动;夏季完全进入陆地上空,控制范围达到最大,强度最强;秋季高压中心开始向海洋转移,对陆地的控制减弱;冬季高压中心已远离陆地,不在影响陆地。
结语
(1)南亚高压在200-70 hPa持续存在,其中在100 hPa范围最广,强度最大,而在30 hPa以上南亚高压单体已不存在。
(2) 南亚高压的位置和强度存在明显的季节变化。在100 hPa,春季,南亚高压位于海洋和陆地的交界处,高压中心较弱。随着夏季的到来,南亚高压向北、向西移动,夏季高压中心位于青藏高原和伊朗高原上空,强度最强,控制范围最广。秋季,南亚高压强度及控制范围开始减小,高压中心向南、向东撤退到海洋上空,对陆地的控制减弱;冬季,南亚高压并不明显。
参考文献
[1]黄雷,毛文书,高楷祥,雷天行.南亚高压多年平均变化特征.2013,2:155-161
[2]苏东玉,夏强,云静波,孙鑫,金迎春.南亚高压研究概述及指示意义.2010,4:3-8
[3]杨光,谭言科.南亚高压强度的年代际变化及可能原因.2013,4:529-539
[4]《南海夏季风爆发前后亚洲地区的大尺度环流突变》[J].热带气象学报,1995(4).
作者姓名:杨丕国(1992.04),男,汉族,云南省大理市人,本科学历,助理工程师,从事航空气象工作。