（气象学专业论文）西太平洋副热带高压双脊线过程与副高不连续南北进退.pdf

中文摘要 本文利用n c e p n c a r 再分析数据集，中国台站资料以及t r m m 卫星降水 资料等，分析了西太平洋副热带高压双脊线的动力学和热力学特征，揭示了副高 双脊线的建立过程和影响因子，指出了双脊线过程对副高中短期南北进退( 特别 是不连续进退) 的作用，并结合副高动力学理论探讨了这种作用的物理机制。得 到了以下主要结论： 1 、深入系统地阐明了“副高双脊线”的新概念。通过诊断分析和数值模式 相结合的方法，揭示了这一独特现象存在的普遍性、地域性和季节锁相特征。它 在模式中也有较好体现，很可能是大气环流变化中的一种固有形态。它的出现改 变了水汽输送通道，形成“双雨带”，它的结束对西太平洋副热带高的不连续南 北进退有重要影响。 2 、指出了西太平洋副热带高压双脊线建立过程的气候特征，可归纳为五种 类型：赤道缓冲带北上型、季风槽东进型、中太副高西伸型、西风脊大陆高压 南压型以及副高原脊线断裂分离型。 3 、东亚季风偏强年西太平洋副热带高压双脊线过程较频繁。此外，西太平 洋副热带高压双脊线的形成受南海夏季风1 0 - 2 0 天振荡控制，同时受3 0 - 6 0 天振 荡调控。因此，西太副高双脊线过程的形成与东亚季风( 季风槽) 的变异和低频 振荡关系密切。 4 、揭示了一类西太副高双脊线过程的维持机制。这类双脊线过程表现为南 侧新生脊线加强发展并最终取代北侧脊线，造成副高异常偏南。在该类双脊线发 展过程中，西太平洋副热带高压南侧东风波向西传播，并与西太平洋副热带高压 相互作用，这可能改变了副高区域垂直流场，进而增强副高南侧脊线，造成该类 双脊线过程结束后南侧脊线能够取代北侧脊线。这类西太平洋副热带高压双脊线 过程对副高脊线的不连续南撤提供了先兆。这对副高预报有一定的预示作用。 关键词：西太平洋副热带高压，双脊线，不连续南北进退，东亚季风，建立过程， 动力机制 本论文由国家自然科学基金面上项目“西太平洋双脊线副高的结构、成因及其对副高南北 进退的影响”( n o 4 0 4 7 5 0 2 1 ) 资助完成。 a b s t r a c t n c e p n c a rr e a n a l y s i sd a t a s e t ，c h i n as t a t i o n sd a t aa n dt r m mr a i n f a l ld a t aa r e u s e dt od o c u m e n tt h ei n t e r e s t i n gp h e n o m e n o nd e f i n e da sw e s tp a c i f i cs u b t r o p i c a l h i g h ( w p s h ) d o u b l e r i d g e s d y n a m i c sa n dt h e r m o d y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s a l e a n a l y z e dt oe x p l o r et h e o n s e t p r o c e s s e sa n da f f e c t i n gf a c t o r so ft h ew p s h d o u b l e - r i d g e s ，a sw e l la si t sp o s s i b l ei m p a c to nw p s hp r o g r e s sn o r t h w a r da n d r e t r o g r e s ss o u t h w a r do n as h o r t - a n d - m i d d l e - t e r mb a s i s ，e s p e c i a l l yd i s c o n t i n u o u s m o v e m e n t c o r r e s p o n d i n gp h y s i c a lm e c h a n i s mi sd i s c u s s e db ym e a n so fs u b t r o p i c a l m g hd y n a m i c st h e o r y m a i nc o n c l u s i o n sa r em a d ea sf o l l o w s ： 1 t h en e wc o n c e p to fw p s hd o u b l e - r i d g e si si l l u s t r a t e di ns y s t e ma n dd e p t h d i a g n o s i sa n a l y s i si nc o m b i n a t i o n 、析t 1 1m o d e l i n gm e t h o di se m p l o y e dt os h o wt h e u n i v e r s a l i t y , g e o g r a p h i c a lp r e f e r e n c ea n dp h a s el o c k i n go ft h ep h e n o m e n a i ti sa l s o r e p r e s e n t e dw e l li nt h em o d e l ，i n d i c a t i n gt h a tt h i sp h e n o m e n o nm a yb eo n en a t u r a l s h a p eo fg e n e r a lc i r c u l a t i o nv a r i a t i o n a p p e a r a n c eo ft h ed o u b l e r i d g e sc h a n g e st h e w a t e r v a p o rt r a n s p o r t a t i o n c h a n n e l sa n df o r m st w or a i n b e l t s e n do ft h e d o u b l e r i d g e sp l a y si m p o r t a n tr o l eo nw p s hd i s c o n t i n u o u sp r o g r e s sn o r t h w a r da n d r e t r o g r e s ss o u t h w a r d 2 o n s e tp r o c e s so fw p s hd o u b l e - r i d g e si si n d i c a t e do n ac l i m a t i cb a s i s i tc o u l d b ec o n c l u d e di n t of i v et y p e s ：e q u a t o r i a lb u f f e rz o n em o v i n gn o r t h w a r d ，s o u t hc h i n a s e am o n s o o nt r o u g hp r o g r e s s i n ge a s t w a r d ，m i d d l ep a c i f i cs u b t r o p i c a lh i g he x t e n d i n g w e s t w a r d ，w e s t e r l yr i d g eo rc o n t i n e n t a la n t i c y c l o n es u p p r e s s i n gs o u t h w a r da n dt h e o r i g i n a lw p s hr i d g eb r e a k i n gi n t ot w op a r t sa n ds e p a r a t i n g 、玑t he a c ho t h e r 3 t h ew p s hd o u b l e r i d g e si sm u c hm o r ef r e q u e n td u r i n gs t r o n g e ra s i a n s u m m e rm o n s o o ny e a r f u r t h e r m o r e ，t h ef o r m a t i o no ft h ew p s hd o u b l e r i d g e si s c o n t r o l l e db y10 - - 2 0 - - d a yo s c i l l a t i o no fs o u t hc h i n as e as u m m e rm o n s o o n , a n df u l l e r m o d i f i e d b y30 6 0 - d a y o s c i l l a t i o n o nt h i s a c c o u n t ，t h ef o r m a t i o no fw p s h d o u b l e - r i d g e si sc l o s e l yr e l a t e d 晰ma s i a nm o n s o o n o rm o n s o o n 仃o u g ha v i a t i o na n d i n t r a s e a s o n a lo s c i l l a t i o n 4 o n et y p eo fw p s hd o u b l e - r i d g e sp r o c e s si sa n a l y z e dt of i n dp o s s i b l e m e c h a n i s mo fm a i n t e n a n c e t h i st y p eo fw p s hd o u b l e r i d g e sp r o c e s sp r e s e n t sa s t h a tt h en e w b o r nr i d g ei nt h es o u t h e r nf l a n ko fs u b t r o p i c a lh i g hd e v e l o p sa n dt a k e s p l a c eo ft h eo r i g i n a lr i d g ei n t h en o r t h e r nf l a n ko fw p s hf i n a l l y ，l e a d 吨t ot h e w p s ha n o m a l ys o u t h w a r dt h a nu s u a l t h ef o r m a t i o n , m a i n t e n a n c ea n d d i s a p p e a r a n c eo ft h i st y p eo fd o u b l e - r i d g e sp r o c e s s e sh a v ec l o s er e l a t i o n s h i p w i t h p r o p a g a t i o no ft h ee a s t e r l yw a v e s f r o ms o u t h e a s tt on o r t h w e s to nt h ep e r i p h e r yo ft h e s o u t h e mf l a n ko fs u b t r o p i c a lh i g h ，a sw e l la st h er e a c t i o n 谢t l lt h ew p s h i tm a y c h a n g et h ed i s t r i b u t i o no fv e r t i c a lm o t i o ni nt h es u b t r o p i c a lh i g hr e g i o n s ，a n df u r t h e r s t r e n g t h e nt h es o u t h e r nr i d g ew h i c hr e p l a c e st h en o r t h e r nr i d g el a t e r t h i st y p eo f w p s hd o u b l e - r i d g e s p r o c e s sp r o v i d e sf o r e b o d i n g f o r s u b t r o p i c a lh i g hr i d g e d i s c o n t i n u o u sr e t r o g r e s s i o ns o u t h w a r da n db ea t t r i b u t e df o rw p s hf o r e c a s t k e yw o r d s ：w e s tp a c i f i cs u b t r o p i c a lh i g h ；d o u b l e - r i d g e s ；d i s c o n t i n u o u sp r o g r e s s n o r t h w a r da n dr e t r o g r e s ss o u t h w a r d ；a s i a nm o n s o o n ；o n s e tp r o c e s s ； d y n a m i cm e c h a n i s m ( t h i sw o r ki ss u p p o r t e db yn a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no fc h i n an o 4 0 4 7 5 0 2 1 ) i i i 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新一的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名：叠覃盔 日期： 山1 8 ：篮 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定， 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的 电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数 据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学 位论文在解密后适用本规定。 作者签名：箍 e t 期： 塾! 玉! 生 第一章前言 第一章前言 1 1选题的目的和意义 在南北半球的副热带地区，存在气压场或位势高度场的相对高值带，即所谓 的“副热带高压带”，简称“副高带”。我国位于欧亚大陆东南端，国土的大部分 位于副热带。西部盘踞着“世界屋脊”青藏高原，东部面临世界最大的太平洋。 冬季受西伯利亚冷高压南伸得副热带分支控制；夏季在对流层高层处于庞大的 “南亚高压 东侧，在对流层中低层处在活跃的西太平洋副热带高压的西侧。 我国气象学家陶诗言、黄士松和汤明敏等首先就西太副高对我国天气的影 响进行了一系列的研究，其成果已经成为我们天气预报和短期气候预测的指南。 他们的研究表明西太平洋副热带高压长年存在，是一个稳定而少动的暖性系统， 其冬夏强度和范围差异很大。夏季，西太平洋副高特别强大，几乎占北半球面积 的五分之一至四分之一：冬季其强度减弱，范围也小得多。黄士松和余志豪从高 压脊位置、温湿场分布、风场、涡散度场、垂直运动及经圈环流等诸多方面对西 太平洋副高作了比较详细的研究，指出，副高的结构远非一般高压那样简单，而 是非常复杂，不但各个单体之间有不同，一个高压单体内部亦不同。特别指出， 副高并非一个纯粹动力性质的系统，尤其是移近大陆或者位于大陆上的高压。由 冬到夏，副高多数年份存在两次北跳，与我国夏季雨带的位置密切相关( 陶诗言 等，1 9 6 3 ) 。有的年份只有一次北跳，长江流域出现空梅：有的年份北跳不明显， 而是逐渐北移，则长江流域梅雨比较明显( 叶笃正，朱抱真，1 9 5 8 ；叶笃正等， 1 9 5 8 ) 。 可见，西太平洋副热带高压支配着东亚副热带天气系统的运动和水汽的传 输，强烈地影响着热带、副热带及其邻近地区的天气和气候变化。此外，副高变 化多端，气候异常频发。因此研究副高特别是西太平洋副热带高压的活动规律， 一直是我国气象学家关注的重要课题。 第一章前言 1 2 国内外研究进展 我国对副热带高压的研究大致开始于2 0 世纪5 0 年代初，在杰出的大气科学 家叶笃正、陶诗言、黄士松等极富开创性工作的基础上，许多科研工作者对副热 带高压进行了广泛深入的研究，取得了丰硕的成果。 概观大气科学家特别是我国学者对副热带高压的研究，总体上可分为两大 类：一类是研究副高自身结构、活动规律及其对天气气候的作用，这类工作以观 测为主，如我国气象学家陶诗言、黄士松、余志豪等的卓越工作。另一类是对影 响副高活动因子的研究，概括起来可分为如下几个方面：环流因子、高原作用、 动力和热力的非线性作用、东亚季风、海温、海冰、太阳辐射和地球自转速度等。 纵观副热带高压的研究历史，我们可以大致将其分为四个阶段： 第一阶段，大约在2 0 世纪6 0 年代以前。这一阶段的工作主要是通过一些个 例的分析来探讨副热带高压形成的原因，并由此产生了各种各样的解释。如 m u g g l e ( 1 9 2 7 ) 认为副热带高压的形成完全是由于平流层的辐射冷却，空气加 重下压，然后产生高压。但是人们一般都不同意这种说法。b r u n t ( 1 9 4 4 ) 则认 为副热带高压由南方的气流北上形成，尤其是8 k m 以上的空气柱北移引起高压 形成的可能性很大。b e r g e r o n 等( 1 9 4 9 ) 指出暖高形成是发生在西风环流减弱的 时候。罗四维( 1 9 5 5 ) 也根据1 9 4 9 年的资料得出了西风环流减弱时，先由高层 冷平流的侵入，然后形成高压的过程。这种情况，黄士松等( 1 9 6 2 ) 认为只是个 别事件在太平洋东部才有那么强。在这一阶段的工作中，流传最广的是b j e r k n e s 等人( 1 9 3 3 ) 提出的信风环流圈假说，这个假说认为暖空气在赤道带上升，到了 高空就分别向南向北流去，于是在南北半球的副热带上空空气就堆积起来，堆积 的空气下降形成了副热带高压带。显然，b r u n t ( 1 9 4 4 ) 认为南方的气流北上形 成高压与这个北半球信风环流圈的高层支相协调。但现在我们知道，这个假说把 副热带高压的形成过于简单化了。由此不难看出这一阶段副热带高压研究的主要 特点，就是由于资料稀少，对副热带高压的结构难以进行细致的剖析，大部分的 工作具有一定的片面性。 第二阶段，大约在2 0 世纪6 0 年代初至7 0 年代末，这段时期的主要特点是 以天气气候学研究为主要手段。这一阶段，由于观测资料的逐渐增多和一些科学 实验的开展，人们对副热带高压的认识也逐渐深刻。这段时期的研究以黄士松、 第一章前言 陶诗言等的卓越成果为代表。7 0 年代末，黄士松( 1 9 7 8 ，1 9 7 9 ) 对这近二十年 来的工作做了总结。现在，这些工作大部分已经写入了教科书( 朱乾根等，1 9 7 9 ； 喻世华，陆盛元，1 9 8 6 ；梁必骐，1 9 9 5 ) ，成为人们认识副高的主要教材。 这一阶段的研究工作发现，尽管副热带高压是位于副热带地区的高压系统， 但它在对流层高层和底层、海洋和陆地上、平均图和逐日天气图上的表现各有特 点。黄士松和余志豪( 1 9 6 1 ) 全面地研究了副热带高压的结构，他们不仅指出了 以往研究中的片面性，而且对今后的研究方向进行了评说，因此可以认为是副热 带高压研究进入第二个阶段的标志。 这一阶段的研究工作表明，青藏高压、墨西哥高压与出现在大洋上空对流层 低层的太平洋高压、大西洋高压，无论是在结构和性质上，还是在形成和维持上 都有很大不同，其中热力因子对前者的形成和维持非常重要，而后者则动力因子 是主要的，热力因子也起一定作用。副热带高压的变化大致可以分为三类：季节 性的、中短期的和长周期的。季节性变化不但与太阳辐射强度有关，还与海陆和 地形分布有关；中短期变化则包括1 0 1 5 天、4 , - - 8 天、2 3 天等周期变动( 陶诗 言等，1 9 6 3 ；汪国瑗，1 9 6 4 ) ：而长周期变动大致有3 一年、6 7 年、1 1 年、1 3 1 4 年、2 0 年、3 5 年以及更长的周期( 王绍武，1 9 6 2 ) ，它对我国旱涝以及气候变异 有很大影响，这些变化可能与太阳黑子活动( 1 1 年周期) 、地球自转速度变异( 3 4 年周期) 、地极移动( 6 7 年周期) 有联系。 第三阶段，2 0 世纪8 0 年代初至9 0 年代。2 0 世纪7 0 年代末，国际上非线 性研究蓬勃开展，到了8 0 年代初，许多学者亦将平衡态和突变等理论运用到副 热带高压的季节性北跳这一具体的大气突变现象之中。后来，含有强迫、耗散的 非线性理论在副热带高压形成的研究中也得到了应用。另外，随着季风研究的深 入和季风环流系统的提出，副热带高压研究的另一趋势就是把它尤其是西太平洋 副热带高压作为季风系统中的一个子系统而加以研究和论述，这样副热带高压就 不再是像以前那样作为单一的系统而是与全球天气气候相衔接的子系统。此外， 随着计算机技术和数值模拟的开展也逐渐构成了这一阶段副热带高压研究的又 一特点。总之，这一阶段研究手段的主要特点是动力学分析，诊断分析和数值模 式相互渗透、相辅相成。 第四阶段，从1 9 9 6 年至今。以吴国雄为首的一大批气象学家等开展了全面 第一章前言 系统的副热带高压形成、变异的动力学研究，发表了一大批高质量的论文，完成 了一部全面阐述副热带高压动力学的新著作，给出了大量有价值的观测事实和理 论观点，包括：副热带高压的分类、水平流型和垂直结构、季节变化与季风的关 系、年际变化与旱涝天气的联系、副热带高压对各种外强迫( 如海温) 的响应等。 更重要的是，提出了若干创新性的动力学理论，如热力适应理论、大气中的过流、 全型垂直涡度方程、涡度变化的内部强迫( 倾斜涡度发展) 、涡度变化的外部强 迫( 非均匀空间加热效应) ，以及东西风界面的时间变化方程及该界面在保持气 候系统角动量守恒中的重要性等。这些新理论在解释副热带高压形成、变异的机 制，阐述夏季陆面加热和季风降水对副热带高压形成的重要作用等方面都会产生 深远的影响。这阶段的研究成果总结如下： 1 、副高脊面( w e b ) 的动力学研究 总体看来，中、高纬度地区盛行西风，低纬度盛行东风，在东风风带之间存 在一个东西风交界面( w e b ) ，丑纪范及其合作者( 1 9 9 7 ) 证明这个交界面就是 副高脊面。其所在位置的余纬鼠是经度名、高度f 和时间t 的函数： 凭( 名，f ，0 2 缈( 五，彳，0 该研究第一次把大气中东、西风盛行区的背景流场和w e b 两者之间的耦合 关系转化成两种动力学问题的解得制约关系，已获得1 4 个未知量及相应的1 4 个方程，提出了在数学上封闭的求解问题。发展了最简化模型，对低纬东风区采 用平面半地转定常近似，对中、高纬西风区采用准地转近似进行简化，由此 建立了决定副高脊面变化的“过滤”模型( 丑纪范，张培群等，1 9 9 7 ) 。 2 、南亚高压 2 1 南亚高压双模态的提出 利用4 0 年月平均气候资料，张琼和钱永甫等( 1 9 9 9 ) 揭示出夏季南亚高压 的年际变化特征具有双模态分别，即南亚高压分别稳定维持于青藏高原和伊朗高 原上空，呈现为青藏高原模态和伊朗高压模态，它与地形热力作用密切相关。而 且不同的模态对应不同的气候异常。当夏季南亚高压为青藏高压形式时，南亚高 压偏南偏强，这时对应的低层西太平洋副热带高压也偏南偏高强，造成长江流域 第一章前言 多雨；当夏季南亚高压为伊朗高压型时，高压偏北偏弱，这时对应的低层西太平 洋副热带高压也偏北偏弱，并且西伸明显，使得长江流域在高压控制下，干旱少 雨。 2 2 南亚高压与西太副高相互关系 陶诗言等1 9 6 4 年就曾提出对流层高层的南亚高压与对流层中层的西太平洋 副热带高压有相向而行和相背而行的运动特征，但其中机制一直未知。 陶先生2 0 0 6 年指出副热带高压西伸北跳是由于欧亚大陆上空存在静止 r o s s b y 波列，波的能量沿着高空副热带急流向东传播到我国沿海海岸( 1 1 5 0 - 1 3 0 oe ) 时，在该地区激发一个长波脊。这个长波脊的建立，使得副热带高压和对 流层上部的青藏高压都朝着长波脊方向伸展，表现为“相向”而行。而当在沿海 海岸上空激发出一个长波槽时，副热带高压南撤东退而青藏高压退回到高原上 空。任荣彩( 2 0 0 7 年) 分析了1 9 9 8 年西太副高短期变异过程，认为南亚高压通 过两种作用机制影响中层西太副高的短期变异：南亚高压在东移过程中，高空负 涡度平流动力强迫的下沉运动在中层副高区域产生辐散，从动力上影响副高内的 负涡度发展；另一方面，强烈下沉运动伴随的绝热加热效应又有利于纬向温度梯 度维持，有利于南北风发展，从热力上间接影响西太副高的发展。 3 、副热带高压形成和变异的动力学研究 3 1 热力适应与过流 通过对e r t e l 位涡的分析可以得到一个基本关系，即单位面积上以质量为权 重的位涡积分等于以0 为权重的绝对涡度的积分。由此可以揭示大气环流向非绝 热加热调整，从而在涡度制造、摩擦耗散及位涡向源区外散逸之间建立平衡的热 力适应过程。 过流是热力适应中的伴随现象。在加热层顶以上的高度上，尽管非绝热加热 已消失，但由于热力适应，仍然存在上升辐散运动及反气旋式流场，并伴有冷中 心。过流的存在使低近地层的加热能够影响高层的环流，并加速气柱中位涡平衡 的建立。 在热力适应的准平衡态，加热中- t 3 以下的低层大气中加热所制造的正位涡除 第一章前言 了被表面摩擦所耗散外，还被侧边界上负位涡的输入所稀释；其余部分通过上边 界输向上层大气中。而加入中心的高层大气中加热所制造的负位涡除了小部分各 下边界上传的正为我所抵销外，主要通过侧边界向外逸散( 或传播) ；其余部分 通过对流传入更高层的大气中。从整个气柱的整体来看，摩擦通过底边界施加给 大气柱的负涡度除了补偿气柱中非绝热加热的正涡度制造外，还通过侧边界的辐 散气流及上边界的上冲气流向四周及高层大气排放，成为大气中的负涡度源。 3 2 全型垂直涡度方程 副热带高压以负涡度分布为特征，其变化规律可以用涡度方程加以描述。传 统的涡度方程是通过对动量方程求旋度再点乘垂直矢量得到的，具有明显的平面 特征和动力特征。大量的天气实践表明，稳定度的变化，斜压性的改变，以及与 风的垂直切变相关的高、低空急流的发生、发展常与涡度变化相联系。但这些热 力项并不直接出现在该涡度方程中，使应用涡度方程进行涡度分析受到局限。为 克服这一缺陷，吴国雄和刘还珠( 1 9 9 9 ) 从位涡方程出发，导得全型垂直涡度倾 向方程。 普呐+ ( f + 幺) v v = - 壶 ( p 一绷百d o z + 六晓酱+ 鸱警 + 丢v 函砖+ 丢幺v q ，包o 见 包邗 2 它不仅包括动力项( 左端) ，还包含静力稳定度的变化堕d t ，斜压性的变化詈， 以及风垂直切变的发展堕d t 等热力因子对垂直涡度发展的贡献；还包含有摩擦耗 散e 和非绝热加热q 对涡度发展的贡献。 a 涡度变化的内部强迫s v d 当位涡守恒时，只得改变并不会引起垂直涡度的变化，因为它的变化总必须 是有六的变化补偿( 见磊- - - - c o n s t ) 。因此当c d = 六以晓 0 的线定义为副高脊线( 占瑞芬等，2 0 0 4 ) 。然而，占瑞芬等( 2 0 0 4 ) 中对双脊线的定义过于广泛，在确定双脊线过程时缺乏客观性，确定的双脊线过 程在时间上也缺乏持续性。而且，维持三天或者三天以上的双脊线过程可能对天 气气候的影响更为显著。 因此，本章提出如下确定双脊线过程的定量指标： ( 1 ) 定义u = o 且a o y 0 的线为副高脊线。 ( 2 ) 发生在西太平洋地区( 5 0 n - - - , 4 0 0 n ，10 0 0 e 16 0 0 e ) 。 ( 3 ) 两条脊线位于由某一条特征等高线( 如5 8 5d a g p m 等高线) 界定的西太 副高单体内部。 ( 4 ) 双脊线持续维持3 天以上。 以此确定历年双脊线过程。鉴于1 9 6 2 年“二度梅 期间的西太平洋副高双脊线 过程的特殊性和重要性，下面将对这次个例进行重点诊断分析，并将其与1 9 9 8 年梅雨间歇期的双脊线过程( 占瑞芬等，2 0 0 4 ) 进行对比，以期能多方位地认识 副高双脊线过程，并正确评价副高双脊线的作用。 第二章1 9 6 2 年“二度梅”期间西太副高双脊线过程结构特征及其形成机制 2 319 6 2 年西太副高双脊线过程的确定 1 9 6 2 年，梅雨开始于6 月1 5 日，6 月1 5 - 2 5 日脊线基本维持在1 8 。n - - , 2 2 0 n ， 6 月2 6 日出现沿海低槽，西太副高明显南退，长江流域梅雨结束；7 月1 3 日 西太副高恢复性北跳，长江流域重新入梅，长江中、下游地区自西向东出现连续 暴雨，“二度梅 于7 月9 日结束。研究发现，“二度梅”期间西太副高出现了双 脊线现象。图2 1 为1 9 6 2 年7 月7 日的5 0 0h p a 流场分布，可以看到在东亚西 太平洋副热带地区清楚地呈现出南北两条高压脊线，除了位于2 5 0 n 附近的北侧 原脊线外，南侧5 0 n , 1 5 0 n 附近又出现一条新的脊线，呈东东北西西南走向， 副高外围出现严重变形。 图2 2 是1 9 6 2 年7 月1 1 0 0 e 1 3 0 0 e 平均( 这是夏季5 0 0h p a 西太平洋副高 对中国最具影响的范围) 的5 0 0h p a 位势高度的时间纬度剖面，由图可见，7 月 5 日之前，副高脊线维持在2 3 0 n - - 2 5 。n 附近，随后副高脊线逐渐北抬，副高强 度减弱；7 月9 日，脊线已经北抬至3 0 0 n ，长江流域“二度梅 结束。同时， 从图2 2 上也可以清楚地看到，在副高脊线逐渐北抬的这段时间里，南侧新生了 一条脊线，从而副高呈现双脊线结构。事实上，从1 9 6 2 年6 、7 月5 0 0h p a 逐日 位势高度场和脊线位置分布( 图略) 上可以发现，7 月5 日西太副高除了在2 5 。n 附近有一条脊线( 简称北侧脊线) 外，在其南侧5 0 n - - - - 1 0 0 n 之间又出现了一条 脊线( 简称南侧脊线) ，从而呈现两条脊线并存的现象，即双脊线现象；此后， 南侧脊线维持，北侧脊线则逐渐北抬，副高主体逐渐减弱东撤，该双脊线过程维 持了数日；至7 月9 日，南侧脊线突然消失，北侧脊线北抬至3 0 。n ，副高主体 东撤到了1 3 0 0 e 以东，使北侧脊线在时间纬度剖面图上出现了中断。 以上分析指出，7 月5 日副高就出现了双脊线现象，但是由于此时其南侧脊 线基本处于副高西南侧，双脊线现象不显著；而6 日南侧脊线穿越了副高单体内 部，且有闭合中心与之对应。因此，根据我们提出的定量指标确定这次副高双脊 线主要过程是7 月6 - - 9 日。为了清楚地表征此次双脊线过程的基本特征，本章 对此时段进行了平均。此外，为了便于比较，还给出了单脊线特征较显著的6 月2 9 日7 月4 日( 双脊线过程前期) 和7 月1 0 - - 1 4 日( 双脊线过程后期) 的 各场量相应分布图。 第二章1 9 6 2 年“二度梅”期间西太副高双脊线过程结构特征及其形成机制 2 419 6 2 年“二度梅”期间西太副高双脊线过程的若干特 征 2 4 1 双脊线过程的环流特征 图2 3 是1 9 6 2 年上述3 个时段平均的5 0 0h p a 位势高度场分布，由图可见， 双脊线现象十分清晰：双脊线维持阶段( 图2 3 b ) ，西太副高南北延伸范围广， 副高主体外围有明显的变形，在1 0 0 n 、2 3 0 n 上分别存在两条高压脊线，其中偏 北的一条穿越西太副高主体，南侧的一条没有相应的闭合中心与之对应。与此相 反，双脊线过程前期( 图2 3 a ) 和后期( 图2 3 c ) ，副高外围没有明显的变形， 突出的特征是只有一条副高脊线存在，且后期西太副高脊线整体偏北，脊线位于 3 0 0 n ，使长江流域“二度梅 结束，而且与大陆高压打通，形成强大的副高带。 下面，从1 2 0 0 e 垂直经向剖面图上进一步分析1 9 6 2 年西太平洋副高双脊线 过程的环流特征( 因为夏季西太平洋副热带高压脊面随高度向西向北倾斜，但无 论哪个层次上，1 2 0 0 e 附近均是相当活跃的地方) 。图2 4 为1 9 6 2 年7 月3 个时 段平均的垂直流场经向剖面，从图中看出：在副高双脊线过程前期( 图2 4 a ) ， 副高为单脊轴结构，低层( 8 5 0h p a 以下) 脊线位于2 0 0 n 以南，9 2 5h p a 以上脊 线随高度向北倾斜，但