越赤道气流对中国天气气候的影响

2018-12-13 作者: xuzhiping 浏览: 547 次

摘要: 越赤道气流对中国天气气候的影响 越赤道气流对中国天气气候的影响 越赤道气流作为南北两半球大气质量、动量、水汽和热量交换的 途径,从宏观角度看是全球大气环流的重要成员,是冬半球影响 夏半球的体现者。其形成是由于太阳辐射年变化和海陆热力特性 差异以及地形高....

越赤道气流对中国天气气候的影响

越赤道气流作为南北两半球大气质量、动量、水汽和热量交换的 途径,从宏观角度看是全球大气环流的重要成员,是冬半球影响 夏半球的体现者。其形成是由于太阳辐射年变化和海陆热力特性 差异以及地形高度等所导致,两者作用在亚澳区季风区内最明显,越赤道气流在东半球也最显著。Simposon于1921年最早提出了越 赤道气流的概念,而李宪之于1936年在我国最早提出了南北半球 大气可通过越赤道气流而相互作用的观点。直到1970年代末,随 着观测资料的增多,越赤道气流尤其是东半球夏季低空越赤道气 流的时空结构获得了全面认识。

图1给出了1948〜2005年平均的东半球越赤道气流的气候平均 分布。由图可见,夏季东半球低空有五条越赤道气流通道。其中,最强大的是索马里急流,它的空间跨度最大,中心位于40°〜55°E,从近地面到700hPa高度均有表现;它的存在时间最长,3月开始发展,6〜9月最强,气候平均风速可达llm/s,9月过后逐渐减弱,直到11月 减弱消失,转为冬季反向的越赤道气流。东路澳洲北部的四条越 赤道流纬向跨度5°〜15°,通道分别位于赤道83°〜90°E、105°〜110°E、120°〜135°E以及145°〜150°E;它们4月开 始发展,10月明显减弱,最强出现在6〜9月,气候平均最大风速 3〜5m/s,主要位于850hPa以下的近地面低空。

图1 1948〜2005年平均的东半球越赤道气流的多年气候平均分布

(a)沿赤道925hPa经向风速随经度-月份分布(单位:m/s);

夏季东半球低空越赤道气流在五个通道(40°〜55°E、83°〜90°E、105°〜110°E、120°〜135°E以及145°〜150°E)上的变异在年 际和年代际时间尺度上表现为显著不同的特征。在年际时间尺度上,索马里急流(40°〜55°E)与东部的第三(105°〜110°E)、四 (120°〜135°E)、五(145°〜150°E)通道尤其是与第五通道的 越赤道气流的变异位相相反[图2(a)],并主要表现为与ENSO的密切 关系。即在年际时间尺度上,当东部的三、四、五通道越赤道气流 偏强,则索马里急流减弱,对应厄尔尼诺事件的建立和发展;反之 亦然。而在年代际时间尺度上,索马里急流与东部的三、四、五通 道越赤道气流的变异位相相同[图2(c)],并表现为与太平洋年代际 振荡(PDO)(或年代际的ENSO)的密切关系[图2(d)]。即在年代际时 间尺度上,索马里急流与东部的三、四、五通道越赤道气流在1970 年代末期以后表现为一致性的加强,此时热带东太平洋SST升高,而中纬度北太平洋和南太平洋SST降低[即太平洋年代际振荡 (PDO)暖位相]。

越赤道气流异常与东亚大气环流及我国降水异常有密切关系,但 在年际和年代际时间尺度上显著不同,尤其是索马里急流变异与 东亚夏季风的关系在年际和年代际时间尺度上表现出近乎相反的 特征。在年际时间尺度上,当索马里急流增强时,赤道太平洋上

图2夏季沿赤道925hpa经向风异常的EOF1模态(3)、(13),及其 对应的时间序列(a)、(b)

(a)年际时间尺度(13个月〜8年);(b)年代际时间尺度(8年以上)

为异常东风、赤道印度洋为异常西风控制,澳大利亚及以东越赤道气 流减弱;东亚沿岸出现了西南-东北向的异常波列,在我国沿岸为异常 反气旋,日本东部为异常气旋,而阿留申地区为异常反气旋环流。因此,夏季西太平洋副热带高压在长江下游及东海上空加强,从而使得东亚 夏季风加强。而此时,我国华北地区降水偏多,而南方地区降水偏少 [图3(a)]。在年代际时间尺度上,索马里急流增强时,东部的越赤道 流增强,太平洋赤道信风减弱,东亚夏季风减弱。而此时,我国夏季 东北、西北和长江流域降水偏多,而华北、华南和西南地区降水偏少 [图3b)]。

图3夏季索马里急流强度与同期中国降水的异常相关场

(a)年际时间尺度;(b)年代际时间尺度

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