东亚副热带夏季风槽的气候特征及其与南海夏季风槽的比较_图文

1、东亚副热带夏季风槽的气候特征及其与南海夏季风槽的比较王黎娟1,2何金海1,2管兆勇1,21南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室,南京,2100442南京信息工程大学大气科学系,南京,210044摘要利用NCAR/NCEP再分析资料,从气候特征角度研究了东亚副热带夏季风槽的结构和演变特征及其与南海夏季风槽的区别。结果表明,无论是辐合还是对流,南海夏季风槽都强于副热带夏季风槽。南海夏季风槽伸展高度较低,位置少变;而副热带夏季风槽伸展高度较高,并且随高度向北倾斜。南海夏季风槽建立早且突然,表现为对流层低层正相对涡度突然出现,其撤退缓慢;副热带夏季风槽则是渐进式建立,表现为低层云贵高原、广西地区的

2、正相对涡度逐步向东北方向扩展,其撤退较快。南海夏季风槽建立过程中东西风向逆转是一个很明显的指示因子,而副热带夏季风建立过程没有伴随明显的风向逆转,主要特征是西风增强。南海夏季风槽不具备锋面性质,副热带夏季风槽则具备明显的锋面性质。关键词:东亚副热带,南海,夏季风槽,气候特征。1引言亚洲季风是全球最典型最强的季风系统,研究表明1,亚洲季风系统由既相互联系又相互区别的南亚季风和东亚季风两个子系统组成;徐淑英等2提出中国大陆上活动的季风属于副热带季风,朱乾根等3较全面地分析了副热带季风的特点。一般认为,低层东亚季风系统的组成成员主要包括澳大利亚冷性反气旋、东亚地区低空越赤道气流、南海-西太平洋ITC

3、Z(南海部分常称为南海季风槽、西太平洋副热带高压、东亚副热带季风槽(梅雨锋和中纬度影响,而高空则为东风急流及相应的自北向南的越赤道气流,陈隆勋等4给出了该系统的环流模型。这些具体的环流系统共同组成了三维的、随时间变化复杂的东亚季风体系。研究这些系统成员对进一步深入了解东亚季风系统的空间结构和时间变化具有深远意义。东亚夏季风槽主要由分别从属于南海热带夏季风系统中的南海夏季风槽和副热带夏季风系统中的副热带夏季风槽(梅雨锋组成,南海夏季风槽具有比较明显的热带辐合带特征,其对流活动对华南地区暴雨有很大影响5,而梅雨锋由于受中高纬度冷空气影响,具有典型的副热带特点6。以前对亚洲季风槽的研究相对较少,对东

4、亚副热带季风槽与南海季风槽差异的研究更为有限,尚未有两类季风槽完整的天气学模型。研究两者的结构特征区别对认识热带辐合带,认识东亚夏季风系统很有必要。东亚夏季风(包括南海夏季风和副热带夏季风的建立和演变特征也是许多学者在季风研究中的重点729,但较少系统涉及副热带季风槽演变特征的研究,因此本文主要从气候特征角度分析东亚副热带夏季风槽的结构和演变特征及其与南海夏季风槽的比较,拟加深对东亚副热带夏季风槽的了解,进而更好认识东亚夏季风系统。第64卷第5期2006年10月气象学报ACTA METEOROLO GICA SIN ICAVol.64,No.5October2006初稿时间:2005年9月1日

5、;修改稿时间:2005年11月18日。资助课题:国家基础研究发展规划项目(2004CB418303,2004CB418302、江苏省高等学校研究生创新计划(E3000000809823。作者简介:王黎娟,女,1970年生,湖北恩施人,副教授,博士,主要从事季风和海气相互作用的研究。2资料和方法说明夏季风槽、风场等要素资料来自于NCAR/ NCEP的逐日再分析资料,气候平均时段取19712000年。来源于NOAA的NDC逐日OL R资料,资料长度为19812000年,分辨率为2.5°×2.5°。文中水汽输送的计算方法如下:单位边长整层大气的水汽输送通量Q矢量的计算公

6、式为Q=1gpspV q d p(1式中,V为该单位气柱内各层大气的风速矢量,q是各层大气的比湿,p s,p分别是大气柱下界气压(地面气压和上界气压(取300hPa,g是重力加速度, Q的单位为kg/(ms。文中大气视热源Q1和视水汽汇Q2的计算方案10:Q1=c p(9T9t+V T+(pp099p(2Q2=-L(9q9t+ q V+9q9p(3式中=R/c p,R和c p分别为干空气气体常数和定压比热,为位温,T为气温,q为比湿,V为水平风向量,L为潜热,其他为气象常用符号、p0=1000hPa,右端圆括号中3项分别为局地变化项,水平平流项和垂直输送项;Q1表示单位时间内单位质量空气的加热

7、率。对式(2和(3从p t(对Q1为100hPa,对Q2为300hPa到p s(地面气压整层垂直积分可得:Q1=Q R+L P+H s(4Q2=L(P-E(5其中:=1gpspt(d p;P,H s和E分别为地面降水量、单位面积向上输送的感热通量和涡动水汽通量(蒸发,Q R为辐射加热(冷却。可见大气视热源Q1由3部分组成:辐射加热(冷却、净的水汽凝结(降水和地面向上的感热通量输送。视水汽汇Q2由两项组成:净的水汽凝结(降水和地面蒸发。3副热带夏季风的定义及表示方法陈隆勋等11认为从4月起,中国大陆东南部出现副热带季风雨带,此雨带生成后便向南传播,华南开始前汛期雨季,同时也向西南传播到广西。中南

8、半岛4月份出现的雨带是和上述雨带相连的。这是由冷空气和副热带高压(副高转向的西南风和冬春西风槽西风汇合而形成的,是典型的副热带雨带。据此,不妨认为副高南侧偏东南风转向到华南和中纬度绕经高原的偏西气流汇合就代表了副热带夏季风的开始。一般认为,副高首先在中南半岛西侧断裂,其南侧的偏东南气流开始转向,因此,本文从相对涡度出发,分析副高断裂时间,从而定义副热带夏季风开始的时间。从中南半岛西侧(10°15°N,95°100°E850hPa 相对涡度的时间演变(图1可以看出,4月第3候(21候之前,中南半岛西侧一直为带状副高控制,维持负相对涡度,从4月第3候起,副高

9、在此断裂,出现正涡度,副高南侧偏东南风转向到华南和中纬度绕经高原的偏西气流汇合,副热带夏季风开始。5月第4候(28候,副高东撤至西太平洋,南海夏季风爆发,中南半岛西侧正涡度达到0.6×10-5s-2。随着副高东移北抬,正涡度大值带也随之向东移动,中南半岛西侧正涡度减小,但仍为正值。 9月中旬(52候开始,正涡度减小,对应副高南退;11月初,转为负涡度,对应大陆副热带冬季风。降水分析(图略也表明,4月第2候,雨带还维持在赤道地区,华南地区降水由西风带造成,4月第3候,华南地区雨带伸向中南半岛,连成一片,由副高南侧偏东南气流转向到该地区和中纬度的冷空气汇合而形成。因此,副热带季风开始对应

10、着华南前汛期开始11。图1中南半岛西侧(10°15°N,95°100°E850hPa相对涡度的时间演变Fig.1Pentadly temporal evolution of the relativevorticity at850hPa over the west(10°-15°N,95°-100°Eof Indo2China Peninsula485气象学报64卷4副热带夏季风槽与南海夏季风槽气候特征对比4.1位置特征和对流特征对比季风槽/ITCZ 在海平面上表现为低压槽,所以亚洲热带地区夏季海平面气压槽可以表示亚

11、洲夏季风槽。从多年平均(19812000年6月海平面气压场和OL R 场(图2可以发现,在低纬地区有明显的呈西北东南向的低压槽自印度大陆西北部穿越印度大陆北部和孟加拉湾北部至孟加拉湾东部,这就 是印度夏季风槽,沿着季风槽线,有一个很明显的闭合低压中心,即印度夏季风低压中心。从中南半岛东北部和南海北部至热带西太平洋,同样分布着一条西北2东南向的低压槽,即南海夏季风槽,沿着夏季风槽线,也有一个比较明显的闭合低压中心,这就是南海夏季风低压中心。从图中还可以看出,南海夏季风槽的范围是0°20°N ,105°160°E ,但槽的主体位于南海海面。在30°

12、N 附近,中国大陆东部日本南部同样维持着一低压槽,但没有闭合中心,槽线大约呈东北西南走向,其中部分位于大陆,部分位于西太平洋,这就是东亚副热带季风槽。在南海夏季风槽和副热带夏季风槽之间为高压区,为西太平洋副热带高压。图2多年平均6月海平面气压场和OL R 场(阴影区表示OL R 值低于230W/m 2,粗实线为海平面气压糟线,虚线为副高脊线Fig.2June sea 2level pressure (S LP ,hPa and OLR(w/m 2averaged over 1981-2000(The OLR 230W/m 2is shaded ,and the thick s olid/das

13、h line delineates the trough line of S LP/the ridge line of subtropical high ,respectively 从多年平均的OL R 场同样可以发现有明显的强对流区(OL R 低值区与海平面低槽区相对应。尤其是对应于低纬度的两个闭合低压中心,分别有OL R 低值中心与之对应,这也说明热带季风槽区对流活动较强。与南海夏季风海平面气压槽线相比,OL R 低值中心偏南,印度夏季风槽也有类似特点,说明强对流一般发生在ITCZ 偏南部分。与副热带季风槽相对应,在中国大陆东部日本南部也存在一条OL R 低值带,说明副热带季风槽区也存在对

14、流活动。与南海夏季风槽相比,副热带季风相对较弱,不仅表现在海平面气压场的低压中心,也表现在深对流的强弱方面。4.2高低空流场配置和垂直环流特征比较风场同样是反映季风槽的重要资料,低层流场的气旋性辐合带也可以用来表示季风槽。图3是多年平均(19712000年6月不同高度上的风场和涡度场,试图以此来说明夏季风槽高低空配置。对流层低层(图3a ,南海夏季风槽主要是由来自孟加拉湾的暖湿西南气流、105°E 越赤道气流和西太平洋副热带高压南部的偏东气流辐合形成,副高是影响南海季风槽最大的环流系统。可以发现,由风场辐合带确定的南海夏季风槽的位置与海平面气压场确定的季风槽位置是一致的。从水平风场上

15、看,南海夏季风槽所对应的区域并不是强风区,风速大值区位于季风槽的南部,季风槽南侧存在一条来自于孟加拉湾的最大风速中心轴线,说明西南气流在热带辐合带形成中的重要地位和作用。值得注意的是,与南海夏季风槽有所不同,中国大陆东部日本南部(30°N 左右,副热带夏季风槽主要表现为一条西南气流的风速气旋性辐合带。在水平风场上,副热带季风槽南侧也存在一条最大风速中心轴线,但主要是由中纬度绕经高原的偏西南气流和来自西太平洋副高转向的西南气流以及印度半岛的西南气流组成,前两支气流均属于副热带气流,因此副热带夏季风槽具有副热带性质。由于季风槽具有强辐合性的特点,所以涡度也是反映季风槽强弱的一个指标。从图

16、3a 可以看出,自印度大陆经过孟加拉湾、中南半岛,到南海和热带西太平洋地区为正的相对涡度带,它与热带季风槽线的位置较一致,再次说明热带夏季风槽区在对流层低层具有明显的辐合特征。沿着副热带季风槽也同样存在一条正相对涡度带,从相对涡度的大小来看,南海夏季风槽强于副热带季风槽。值得一提的是,副热带地区的正涡度大值带所表示的季风槽位置位于李建平、曾庆存12的副热带季风区北侧,季5854期王黎娟等:东亚副热带夏季风槽的气候特征及其与南海夏季风槽的比较风槽南侧的西南风最大风速带与副热带季风区位置基本一致。从中层流场的情况(图3b 可见,南海夏季风槽和副热带夏季风槽的发展高度都可以达到对流层中层,在风场上副

17、热带季风槽表现得更为明显,来自北方的西北气流和副高北侧的西南气流在30°N 附近辐合。涡度场上南海夏季风槽的强辐合中心已减弱,而副热带季风槽相对涡度值却有所加大,并且涡度大值带位置较低层偏北。比较而言,南海夏季风槽伸展高度较低,位置少变;而副热带夏季风槽伸展高度较高,并且随高度向北倾斜。 夏季最明显的高层特点(图略是位于印度北面图3多年平均6月不同高度上的风场和相对涡度场(a.850hPa ,b.500hPa ;阴影区为正相对涡度,单位:10-5s -2,图中粗实线表示涡度大值带Fig.3J une wind and relative vorticity (10-5 s -2aver

18、aged over 1971-2000(a.850hPa ,b.500hPa ;the value of relative vorticity 0is shaded ,and the thicksolid line delineates the high value band of relative vorticity 的南亚反气旋环流系统,印度、孟加拉湾地区和南海、热带西太平洋地区均处于南亚高压南侧的偏东气流控制之下。对应低层南海夏季风槽位置的东风气流并不是最强,最强的东风急流更为偏南。值得注意的是,在高层并没有出现两支东风气流。正好相反,副热带地区为南亚高压北侧的强大偏西气流控制,低层副热

19、带季风槽的位置与最强西风气流带一致。同样的,图中的涡度分布也说明存在强大的南亚高压,西太平洋上的正涡度区为洋中槽。通过以上分析,可以认为南海夏季风槽主要的特点是低层辐合、高层辐散。低层主要受孟加拉湾的西南暖湿气流与西太平洋副高南部的偏东气流共同影响,表现为风向气旋性辐合带,高空为南亚高压南侧的强大东风气流控制,这样的高低空配置很容易使低层对流和上升运动得以建立和加强。南海夏季风槽伸展高度较低,位置少变。比较而言,副热带夏季风槽的主要特点也是低层辐合、高层辐散。但低层主要受来自印度半岛的西南气流和西太平洋副高北侧的西南气流共同影响,表现为西南气流的风速气旋性辐合带,在中层表现为来自印度半岛和西太

20、平洋副高北侧的西南气流与来自中高纬西北气流的辐合带,高空为南亚高压北侧强大的偏西气流控制。副热带夏季风槽伸展高度较高,位置随高度向北倾斜。无论是辐合还是对流,南海夏季风槽都强于副热带夏季风槽。从多年平均6月沿120°E 的垂直环流剖面(图4图4多年平均6月沿120°E 的垂直环流剖面(阴影区表示上升运动2hPa/s ,单位:为10-2hPa/s Fig.4J une vertical circulation along 120°E averaged over 1971-2000(The ascending m otion 2hPa/s is shaded ;uni

21、t :10-2hPa/s 685气象学报64卷可以更清楚地了解夏季风槽的三维结构,图中的阴影部分表示上升运动的大值区。可以发现,南海夏季风槽和副热带夏季风槽都对应着比较明显的上升运动,不同的是,在南海夏季风槽区(10°20°N ,强大的上升气流到对流层高层后转而向南,在5°S 以南下沉,维持一个明显的经向环流圈。低空盛行南风,高空盛行北风,这种经圈环流不同于Hadley 环流。而副热带地区(30°N 只在对流层底层表现出较弱的下沉运动,对应副高低层的下沉气流。还可以发现,南海夏季风槽和副热带夏季风槽最大上升速度都位于300400hPa 附近,二者大小相当

22、;副热带季风槽对流达到的高度高,但宽度较南海夏季风槽窄。4. 3温湿场特征对比从6月份se 和正相对涡度的垂直剖面(图5可以发现,30°N 附近等se 线密集,水平梯度大,说明副热带夏季风槽具有明显的锋面性质,正涡度对应的副热带夏季风槽伸展高度较高,并随高度向北倾斜;10°20°N 附近,等se 线的水平梯度很小,表明南海夏季风槽不具备锋面性质,而南海夏季风槽所对应的正涡度只伸展到500hPa 附近,这与前面的结论是一致的。20°30°N ,300hPa 附近的高温区对应南亚高压。图5多年平均(19712000年6月se (实线,单位:K 和正

23、相对涡度(阴影区沿110°130°E 的纬度2高度剖面Fig.5Mean latitude 2height cross section over 1971-2000of the se s olid line ,units :Kand positive relative v orticity (shading averaged over 110°-130°E along 120°E for June 在湿度场上(图6,6月份在南海季风槽和副热带季风槽区都为比湿大值带,也存在两条和季风槽图6多年平均(19712000年6月850hPa 比湿场(单位

24、:g/kg ,粗实线表示比温大值带Fig.6J une specific humidity (thin solid line ,units :g/kg at 850hPa averaged over 1971-2000(Thick solidlines delineate the high value bands of specific humidity 走向基本一致的湿度“槽”,说明夏季风槽附近都对应着明显的高湿区。比较而言,南海地区湿度“槽”的位置和相对涡度大值带的位置更为接近,而副热带地区湿度“槽”比副热带季风槽略微偏南。4.4水汽输送和加热场特征对比图7为多年平均6月整层水汽输送,已经

25、显示出夏季水汽输送的气候特征:有一条强劲的源自南图7多年平均(19712000年6月整层水汽输送场(单位:kg/(m s ;阴影区为水汽输送大值区,粗实线表示水汽输送大值带Fig.7J une vertically integrated moisture flux (units :kg/(ms averaged over 1971-2000(Thick solid linesdelineate the high value bands of moisture flux 半球在索马里沿岸越过赤道,经过阿拉伯海、印度、孟加拉湾,由中国南海地区折向北经中国东部地区伸向朝鲜、日本和西北太平洋地区的水汽

26、输送大值7854期王黎娟等:东亚副热带夏季风槽的气候特征及其与南海夏季风槽的比较带,像一条大河,汇聚了3支(50°60°E ,105°E 和130°E 源自南半球的越赤道水汽输送和副高南侧的东南风输送。值得注意的是,与南海夏季风槽对应的水汽输送主要来自50°60°E ,105°E 和130°E 的越赤道水汽输送;而副热带季风槽所对应的水汽输送还来自于副高南侧的东南风水汽输送。从多年平均6月份热源分布(图8a 可以看出, 沿南海季风槽和副热带季风槽区范围分别为两条较强的热源区,其中南海南部、菲律宾以东及160

27、6;E 西太平洋热带辐合带附近有较强的加热中心,其分布与南海夏季风槽走向基本一致;同时,中国大陆东部和日本南部也有明显的强热源中心存在,其分布与副热带夏季风槽的走向也基本一致。比较而言,南海地区加热场比副热带地区加热场强一些。从多年平均6月份视水汽汇分布(图8b 来看,沿南海季风槽和副热带季风槽区范围分别为水汽汇高值带,都存在强水汽汇中心,其形势与比较接近,说明其加热主要是由凝结过程造成10。图8多年平均(19712000年6月加热场Q 1(a.单位:W/m 2和视水汽汇Q 2(b.单位:W/m 2;粗实线分别表示加热场和视水汽汇大值带Fig.8J une vertically integra

28、ted apparent heat source Q 1(a and apparent moist sink Q 2(b averaged over 1971-2000(units :W/m 2;The thick solid lines delineate the high value bands 5副热带夏季风槽和南海夏季风槽演变特征比较5.1夏季风槽的建立和撤退夏季风槽的建立时间也是季风槽演变过程需要研究的重点。已有研究表明7,13216,南海地区夏季风爆发的主要特征是亚洲低纬副热带高压断裂以及西太平洋副热带高压脊撤出南海,南海地区由西南风控制,还有大范围深对流出现。南海夏季风建立时,强

29、大的西南暖湿气流与撤出南海地区的副高南侧的偏东气流交汇,形成南海夏季风槽,所以南海夏季风槽的建立也是南海夏季风爆发的重要标志之一。副热带高压北侧的西南暖湿气流与来自中纬度的偏北气流交汇,形成副热带季风槽,副热带夏季风槽随着副高的南北移动而移动,随时间而变化。由于季风槽具有强辐合性的特点,所以涡度也是反映季风槽强弱的一个指标,因此可以从涡度场出发,分析涡度场季节变化的关键时段、关键区域和关键征兆,从而进一步讨论季风槽的建立特征。从冬夏转换时期亚澳季风区850hPa 相对涡度场分布(图9可以看出,1月第3候(图9a 是典型的冬季特征,赤道附近为正涡度带,对应着冬季的ITCZ ,孟加拉湾、中南半岛、

30、南海和大陆副热带地区基本为负涡度,与冬季副高位置一致,只有青藏高原东南部和云贵高原、广西地区有一正涡度中心,这主要与高原的地形绕流作用有关。而到3月中旬,即3月第3候(图9b 时,云贵高原、广西地区的正涡度向东北方向伸展至江淮流域及江南地区,并与日本南部的正涡度带连通,与此同时云贵高原、广西地区的正涡度也向西南方扩展至孟加拉湾东部,这是由冬向夏转换的最早信号。南海夏季风爆发之前,4月第3候(图9c ,赤道附近的正涡度带与云贵高原正涡度带在孟加拉湾东部连通,意味着副热带高压在此断裂,副高南侧偏东南风转向到华南和中纬度绕经高原的偏西气流汇合,副热带夏季风开始,但整个南海地区仍然为负涡度,在西太平洋

31、副高控制之下,中国大陆副热带地区正涡度与3月中旬比较而言有所减弱,说明副热带夏季风槽还没有建立。这 图9冬向夏转换时期亚澳季风区850hPa 相对涡度场分布(a.1月第3候,b.3月第3候,c.4月第3候,d.5月第4候,e.6月第2候;阴影区为正涡度区,单位:10-5s -2Fig.9Temporal evolution of 850hPa relative vorticity in the transition periods from winter to summer in the Asian 2Australian monsoon region(a.3rd pentad of Janu

32、ary ,b.3rd pentad of March ,c.3rd pentad of April ,d.4th pentad of May ,e.2nd pentad of J une ;shaded areas show the positive relative vorticity ,unit :10-5s -2种分布一直持续到5月第4候(图9d 开始发生明显的变化:原来位于赤道附近的正涡度带明显北抬,南海地区出现正涡度,标志着南海夏季风建立。孟加拉湾、中南半岛、南海及菲律宾以东都为正涡度,与南海夏季风槽相对应。这与已有研究结果得到的南海夏季风爆发日期为5月第4候是一致的。而大陆副热带地

33、区的正涡度不仅没有明显增加,反而在长江口以东地区断裂,表明副热带夏季风槽此时还没有完全建立。6月第2候(图9e ,南海夏季风槽区,孟加拉湾、中南半岛、南海及菲律宾以东依然为正涡度,有所不同的是,从云贵高原经中国大陆东部一直到日本岛中南部为大片的正涡度区,且强度明显加强,达0.4×10-5s -2,表明该地区辐合加强,副热带夏季风槽完全建立,正涡度带对应副热带夏季风槽,副热带夏季风达到盛期。从以上分析可以看出,就气候平均而言,副热带夏季风建立与副热带夏季风槽建立并不完全同步。副热带夏季风于4月第3 候副高在中南半岛西侧断裂就开始了,此时华南前汛期开始,5月中旬热带季风爆发,华南前汛期达

34、到盛期,副热带夏季风槽仍然不明显,6月中旬长江梅雨期,副热带夏季风盛期,副热带夏季风槽才完全建立。从平均相对涡度剖面(图10可以看出两个季风槽的建立有不同的特征。南海季风槽建立的时间是5月第4候,表现为10°20°N 范围内突然出现正涡度;而25°30°N ,从3月中旬就出现了正涡度,但相对较弱,6月第2候,正涡度明显加强,同时向北扩展,副热带季风槽完全建立。比较而言,副热带季风槽的建立是渐进的,表现为正涡度的逐步向北扩展;而南海季风槽的建立具有爆发性和突然性,这个结论与其他学者的研究是一致的17218。南海季风槽于5月第4候突然建立以后,进入一个短暂的

35、不活跃、甚至是中断期,表现为10°20°N 正涡度带中断。进入6月以后,季风槽逐渐加强,辐图10多年平均(19712000年850hPa 相对涡度沿110°120°E 的纬度2时间剖面(阴影区为正涡度区,单位:10-5s -2Fig.10Mean latitude 2time (pentad cross section over 1971-2000of the 850hParelative vorticity averaged over 110°-120°E(The positive relative vorticity area i

36、s shaded ,units :10-5s -2合也相应加强,槽的位置停留在15°N 附近,对应的正涡度值增大,7月季风槽强度稍有减弱,8月再次增强,位置少变,然后逐渐南移、减弱。副热带季风槽于6月第2候建立以后,没有经历不活跃期,而是一直增强,位置北移,8月初达最北位置,进入9月以后季风槽迅速减弱南退,比南海季风槽快得多。比较而言,副热带夏季风槽推进是一个缓变的过程,但南撤是一个急速的过程,而南海夏季风槽正好相反。从相对涡度的水平分布(图11来看,中国大陆东部于9月第2候转为负涡度控制,这是副热带地区由夏向冬转换的最早信号。10月第5候,云贵高原、中国大陆东部和日本南部都在负涡度

37、控制之下, 冬季风形势完全建立。还可以发现,低纬度地区的正涡度轴线从9月第2候到10月第5候显著南撤。图11夏向冬转换时期亚澳季风区850hPa 相对涡度场分布(a.9月第2候,b.10月第5候;阴影区为正涡度区,单位:10-5s -2Fig.11Temporal evolution of 850hPa relative vorticity in the transition periods from summerto winter in the Asian 2Australian monsoon region(a.2nd pentad of September ,b.5th pentad o

38、f October ;the positive relative vorticity is shaded ,units :10-5s - 25.2风场的演变特征南海夏季风爆发过程中对流层低层表现出明显的风向逆转(图12。5月中旬以前南海地区主要为偏东气流,5月第4候,南海夏季风爆发,偏东风被强大的西南气流代替,风向逆转具有突发性。而副热带地区风场表现出不同的特点:3月中旬,25°30°N 副热带地区西南风就有所增强,开始由冬向夏季转换,6月第2候,这支西南气流进一步增强,并逐渐向北扩展,副热带夏季风建立,8月第2候,西南气流到达最北位置,30°N 附近转为副高南侧

39、偏东气流控制,随后副热带夏季风迅速南撤。这与涡度表示的夏季风槽演变是一致的。比较而言,南海夏季风槽建立过程中风向逆转是一个很明显的指示因子,所以南海地区东风转为西风也被许多专家学者作为一个指标来定义南海夏季风的爆发。而对于副热带夏季风来说,季风建立过程没有伴随明显的风向逆转,主要特征是西风的增强。图12多年平均(19712000年850hPa 水平风场沿110°120°E 的纬度2时间剖面(图中实线表示西南风的推进和撤退Fig.12Mean latitude 2time section over 1971-2000of the 850hPa wind vector aver

40、aged from 110°to 120°E (The solid line shows the advance andretreat of the southwesterly 6结论副热带夏季风槽和南海夏季风槽分别是南海夏季风和副热带夏季风的主要成员,它们都是亚洲夏季风系统的重要组成部分。比较而言,两者具有以下异同点:(1南海夏季风槽和副热带夏季风都具有对流、辐合的特征。在对流层低层,南海夏季风槽主要表现为来自孟加拉湾的暖湿西南气流与西太平洋副热带高压南部的偏东气流辐合带,而副热带夏季风槽主要表现为西南气流的风速气旋性辐合带;无论是辐合还是对流,南海夏季风槽都强于副热带夏

41、季风槽;南海夏季风槽伸展高度较低,位置少变;而副热带夏季风槽伸展高度较高,并且随高度向北倾斜。(2南海夏季风槽和副热带夏季风槽附近都对应着明显的高湿区;南海夏季风槽不具备锋面性质,副热带夏季风槽具备明显的锋面性质。(3南海夏季风槽对应的水汽输送主要来自50°60°E,105°E和130°E的越赤道水汽输送;而副热带季风槽所对应的水汽输送还来自于副高南侧的东南风水汽输送;南海季风槽和副热带季风槽区附近都有较强的加热中心,但南海地区加热场比副热带地区加热场强。(4南海夏季风槽的建立时间是5月第4候,表现为对流层低层正涡度突然出现,南海季风槽的建立具有爆发性和

42、突然性;副热带夏季风槽的建立时间为6月第2候,比较而言,副热带夏季风槽的建立是渐进的,表现为低层云贵高原、广西地区的正相对涡度逐步向东北方向扩展。在撤退方面,南海夏季风槽撤退比较缓慢,而副热带季风槽的撤退要快得多,10月下旬就完全撤出中国大陆。总而言之,副热带夏季风槽推进是一个缓变的过程,但南撤是一个急速的过程,而南海夏季风槽正好相反。(5南海夏季风槽建立过程中东西风向逆转是一个很明显的指示因子,对于副热带夏季风来说,季风建立过程没有伴随明显的风向逆转,主要特征是西风增强。参考文献1Tao Shiyan,Chen Longxun.A review of recent research on t

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52、es step by step wit h t he positive relative vorticity initially over t he Yunnan - Guizhou Plateau and Guangxi areas spreading gradually nort heastward , and wit hdraws rapidly. changed. The SCSSM T onset s early and abruptly wit h t he low level positive relative vorticity appearing sudden2 charac

53、teristic of t he westerly enhancement . The STSM T has clearly f rontal property , yet t he SCSSM T has not . Key words : East Asian subt ropical , Sout h China Sea ,Summer monsoon t rough , Climatological feat ures. Based on t he NCEP/ NCAR reanalysis data , an investigation has been carried on t he climatologically st ruc2 t ural and evolutional feat ures of t he East Asian subt ropical summer mons