東亞季風
東亞季風
東亞季風,是亞洲季風的重要組成部分,它的移動和變化影響著中國的天氣和氣候。東亞季風從成因上看是由海陸熱力性質差異引起。夏季陸地溫度較高形成低壓,故夏季風從副熱帶海洋吹向陸地(偏南風);冬季陸地寒冷形成高壓,故冬季風從高緯大陸吹向海洋(偏北風),冬季風力較強。
東亞季風
(圖)東亞季風與ENSO循環示意圖
研究進展
中國氣象科學研究院曾長期組織和從事東亞季風及其對中國天氣和旱澇影響的研究。該文對中國氣象科學研究院在東亞季風研究方面取得成果進行綜述,並回顧了20世紀50年代以來國內有關季風的研究活動,也回顧了影響中國天氣氣候、東亞季風環流系統的提出及其後續的有關東亞和印度季風系統的相互作用,引發中國大陸暴雨生成的水汽輸送,表達中國大陸季風活動的季風指數設計等研究結果。綜述了南海夏季風爆發、梅雨開始、中國雨季開始及傳播等有關研究成果;東亞季風系統中副熱帶地區低頻振蕩緯向和經向傳播特徵及與赤道地區不同之處,東亞低頻振蕩對El Nio形成及夏季東亞熱帶和副熱帶季風爆發的可能影響,東亞熱帶和副熱帶季風低頻振蕩對中國天氣氣候的影響等有關成果;亞洲地區大氣熱源的計算及其分佈,青藏高原夏季熱源對東亞夏季風及降水的可能影響,青藏高原冬季冷源對El Nio生成的可能影響等有關成果;東亞季風及降水的年際變化特徵,准4年年際振蕩的分析及與ENSO形成間的相互作用,極地對東亞夏季降水的影響及東亞季風年代際變化特徵等成果。綜述東亞季風系統形成的可能機制,特別是亞洲大陸-西太平洋海陸熱力差異及非洲、印度半島、中南半島及澳大利亞陸地與周圍海洋對冬夏季風形成、印度和東亞季風系統形成、南海夏季風形成作用的結果。
(圖)東亞季風指數
以下分別從監測資料、南海夏季風監測、季風推進過程監測、東亞副熱帶夏季風監測、雨帶位置和異常變化監測等幾個方面對東亞季風監測指數指標進行介紹。
監測資料
季風監測系統中監測所用資料主要來源於以下幾個部分:
A:全球高空實時資料(包括逐日和逐月)(200hPa,500hPa,850hPa)來自國家氣象中心12Z客觀分析資料,保存資料網格點距為2.5°´2.5°。全球高空歷史資料來自美國國家環境預測中心(NCEP),多年平均基準為1971~2000年,網格點距為2.5°´2.5°。
B:全球月平均海平面氣壓場資料來自國家氣候中心氣候系統診斷預測室分析處理的576格點的資料。多年平均基準為1971~2000年,網格點距為2.5°´2.5°。
C:中國322個測站逐日降水資料來自國家氣象信息中心,多年平均基準為1971~2000年。
D:OLR日平均資料和歷史資料均取自美國國家環境預測中心(NCEP),網格點距為2.5°´2.5°。多年平均基準為1974~2003年,網格點距為2.5°´2.5°。
候資料是由逐日資料加工處理而成,其中1年72候,每月6候。
季資料是由逐月資料加工處理而成。冬季為上年12月-當年2月平均,春季為3-5月平均,夏季為6-8月平均,秋季為9-11月平均。
南海夏季風監測指標說明
南海是東亞夏季風爆發最早的地區之一。研究表明,5月中旬前後南海夏季風的突然爆發,標誌著東南亞和東亞夏季風的到來和雨季的開始。對南海夏季風的監測包括南海夏季風的爆發、強度變化以及撤退等。以下介紹南海夏季風爆發時間的監測指標,以及南海夏季風強度指數等。
1、南海季風監測區選為: 10-20°N,110-120°E
(圖)南海監測區緯向風和假相當位溫變化
以南海季風監測區內平均緯向風和假相當位溫為監測指標,當監測區內平均緯向風由東風穩定轉為西風以及假相當位溫穩定地大於340°K的時間,為南海夏季風爆發的主要指標。同時參考200hPa和850hPa,500 hPa位勢高度場的演變。
3、南海夏季風強度逐候變化
以南海季風監測區內平均緯向風逐候變化和同時段氣候平均值比較,考察南海夏季風強度的逐候變化。
4、30年南海夏季風強度指數變化(1)
南海夏季風爆發到結束期間緯向風(考慮西風)強度累積值的標準化距平值為當年南海夏季風強度指數(氣候值為1971-2000)。監測系統中給出近30年南海夏季風強度指數變化曲線圖。
(圖)南海監測區緯向風強度指數變化圖(方框為氣候平均值) | (圖)南海夏季風強度指數變化(1) |
5、南海季風指數
根據何敏等定義(He Min,1997;何敏等,2002)計算了南海季風指數。該指數定義為100-130°E、0-10°N範圍內,850hPa和200hPa平均緯向風距平差,該指數表示了南海南部高低層的緯向風切變。當夏季南海季風指數大於零時,表示在南海地區低層西南氣流較常年偏強,影響中國的熱帶夏季風偏強。反之,當指數小於零時,夏季風偏弱。根據他們的研究和預測業務中的應用,表明冬季南海夏季風指數與南海夏季風活動密切相關,當上年南海季風指數為高指數時,次年南海夏季風往往爆發偏早且強,反之,低指數年則偏晚且弱。
監測系統提供了根據該定義計算所得36月南海季風指數變化圖(2),及30年南海夏季風強度指數(3)。
(圖)南海季風指數變化圖(2), | (圖)南海夏季風強度指數(3) |
東亞副熱帶季風指數說明
該系統提供了3個東亞副熱帶季風強度指數,下面給予分別介紹
1、海-陸氣壓差季風指數(1)
該指數計算主要參考施能等的定義(Shi Neng, etal 1996, 施能,1996),計算兩個序列,月序列及季(夏季)序列
該指數定義為:20-50°N(7個緯帶)的110°E與160°E的月(季)的標準化海平面氣壓差的和,所得的序列再進行一次標準化處理。對於夏季(6-8月平均)的季強度指數,則乘以-1,這樣計算所得的強度指數越大,表示夏季風越強。
(圖)海-陸氣壓差季風指數(1) | (圖)海-陸氣壓差季風指數(1) |
2、海-陸氣壓差季風指數(2)
該指數是根據郭其蘊(1983),趙漢光等(1996)的定義計算而得。計算的季風指數序列包括月序列和季序列。
定義為10-50°N範圍內,每10度緯圈上用110°E減160°E之間的氣壓差值》=5hPa的所用數值之和,代表冬季風強度,氣壓差值《=-5hPa的所用數值之和,代表夏季風強度,並將各月冬、夏季風強度與氣候平均值(1971-2000年),求比值,作為冬夏季風強度指數。
(圖)海-陸氣壓差季風指數(2) | (圖)海-陸氣壓差季風指數(2) |
(圖)東亞季風
該指數根據張慶雲等(2003)的定義計算求得。
將東亞熱帶季風槽區(10-20°N,100-150°E)與東亞副熱帶地區(25-35°N,100-150°E)6-8月平均的850hPa風場的緯向風距平差,定義為東亞夏季風指數(EASMI):
該指數根據夏季熱帶季風槽與梅雨鋒的強度及其距平風場的變化呈相反趨勢的特徵而定義的,能夠較好地反應東亞風場和中國東部降水場的年際變化特徵。