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。

  • 中文名稱
    東亞季風
  • 影    響
    中國的天氣和氣候
  • 屬    于
    亞洲季風的重要組成部分
  • 成    因

概況

東亞近地面層季風僅次于南亞季風東南亞的夏季風,其範圍大致包括中國東部、朝鮮半島、日本等地區。冬季大陸為冷高壓盤踞,高壓前緣的偏北風成為亞洲東部的冬季風。各地所處的冷高壓的位置不同,盛行風向也不盡相同。華北、日本等大致為西北風,華中華南地區為東北風。而夏季亞洲大陸為熱低壓控製,同時太平洋高壓北進西伸,以致形成由海洋吹向大陸的偏南風系,即亞洲東部和夏季風。東亞季風與南亞季風的成因不同,天氣氣候特點也有差別。如:冬季風盛行時,東亞地區的氣候特征為低溫、幹燥、少雨;夏季風盛行時則為高溫、濕潤多雨。

研究

東亞季風與ENSO迴圈示意圖

東亞季風異常對中國旱澇和冷害的發生有很大影響。1982年起中國氣象科學研究院組織了有關科學家成立中國季風研究協作組,在國家氣象局和國家自然科學基金會的資助下,並與美國在中美政府間大氣科學合作協定下進行東亞季風研究。發現了亞洲季風中存在一個東亞冬夏季風環流系統,確定了該系統的各個成員,提出該系統和印度季風系統既相互獨立又相互作用,東亞旱澇和冷害主要受東

亞季風系統變化的影響,這個觀點糾正了過去認為中國季風單純是印度季風向東延續的概念,為東亞季風的研究建立一個新的科學基礎。此外,還發現夏季風暴發最早起源于東亞季風系統中的南海世紀;亞洲大氣熱源中心主要在孟加拉灣、南海和印度西岸,不在青藏高原上空,東亞季風存在30一60天低頻振蕩和年際振蕩,東亞副熱帶低頻振蕩傳播是由東向西且由南向北的,並與中高緯向南的振蕩匯合于約30。該項目獲得1995年國家自然科學二等獎。主要完成人為陳隆勛、丁一匯、何金海、朱乾根和羅會邦等。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征及與赤道地區不同之處,東亞低頻振蕩對El Nino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布,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 Nino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征,準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征等成果。綜述東亞季風系統形成的可能機製,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。

南海監測區緯向風和假相當位溫變化南海監測區緯向風和假相當位溫變化

監測

東亞季風指數

東亞季風系統既包含南海-西太平洋的熱帶季風,又包括大陸-日本的副熱帶季風,中國位于東亞季風區,氣候變化受季風進退和強度異常的年際變化影響顯著,尤其是夏半年的汛

期(5-9月)中國東部地區的降水和雨帶位置的變化是與夏季風活動密切相關的。人們利用即時接收的大氣資料、衛星觀測資料(OLR)和中國大陸地區的台站降水資料,對東亞夏季風的活動情況(包括夏季風爆發、推進、強度等)和中國大陸地區雨帶位置和降水異常狀況進行即時監測。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。

南海夏季風強度指數變化南海夏季風強度指數變化

監測資料

季風監測系統中監測所用資料主要來源于以下幾個部分:

A:全球高空即時資料(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,儲存資料格線點距為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,格線點距為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。

南海監測區緯向風強度指數變化圖南海監測區緯向風強度指數變化圖

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),格線點距為2.5°´2.5°。多年平均基準為1974~2003年,格線點距為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。

指標說明

夏季監測

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,標志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

南海監測區緯向風和假相當位溫變化2、南海夏季風起止時間的判定指標:

南海夏季風強度指數(3)南海夏季風強度指數(3)

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于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。

南海監測區緯向風強度指數變化圖(方框為氣候平均值)

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于零時,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,當指數小于零時,夏季風偏弱。根據他們的研究和預測業務中的套用,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)。

南海季風指數變化圖(2)南海季風指數變化圖(2)

南海季風指數變化圖(2)

南海夏季風強度指數(3)

熱帶季風

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

陸氣壓

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。對于夏季(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。

海-陸氣壓差季風指數(1)海-陸氣壓差季風指數(1)

海-陸氣壓差季風指數(1)

海-陸氣壓差季風指數(1)

海-陸氣壓

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。

海-陸氣壓差季風指數(2)海-陸氣壓差季風指數(2)

海-陸氣壓差季風指數(2)

海-陸氣壓差季風指數(2)

東亞副熱帶夏季風強度指數

強度指數

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):

東亞副熱帶夏季風強度指數東亞副熱帶夏季風強度指數

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征而定義的,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征。

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