论文部分内容阅读
在亚洲夏季风爆发前,西北太平洋和孟加拉湾热带气旋(风暴)和南亚高压是活跃在热带和副热带地区两个非常重要的天气尺度和行星尺度的系统。研究这两个系统活动对亚洲夏季风爆发的影响可以加深对亚洲夏季风爆发的动力过程的认识,有助于更好地预测夏季风爆发的异常,对预防灾害、减少损失和促进社会发展具有重要意义。
本文通过个例分析和数值试验的方法分析了西北太平洋热带气旋强降水潜热释放对南亚高压非对称不稳定发展的影响以及南亚高压不稳定发展触发孟加拉湾风暴生成进而影响孟加拉湾夏季风爆发的动力过程。同时,论文统计了1951~2010年60年间孟加拉湾和南海夏季风爆发前后西北太平洋热带气旋、孟加拉湾热带风暴活动和夏季风爆发的关系,为西北太平洋热带气旋激发亚洲夏季风爆发提供了详细的气候观测事实。另外,本文还利用气象卫星相当黑体亮温(TBB)和水汽导风(AMV)资料研究了实时监测南海夏季风活动的新方法。论文的主要结论有以下几个方面:
(1)亚洲夏季风爆发前西北太平洋热带气旋活动能够激发南亚高压不稳定发展
亚洲夏季风爆发前西北太平洋热带气旋活动带来的强降水潜热释放能够显著改变对流层高层反气旋强度和中心位置。这是由于热带气旋强降水潜热释放所产生的水平非均匀加热能够在热源区北部激发出负涡度中心,使高层反气旋中心出现在加热区域上空偏北的位置;还由于受负行星涡度平流的影响,在加热区域的西部也出现位势高度增加,该波动为强迫定常波。热带气旋消失、潜热加热停止后,前期加热区域北部上空的高压脊随着西风带东移,西风带内槽脊加强,在其东部正行星涡度平流和西部负行星涡度平流的共同作用下,南亚高压中心西移到中南半岛上空,该波动为自由Rossby波。
(2)南亚高压不稳定发展对孟加拉湾风暴发展和夏季风爆发的触发作用
受西北太平洋热带气旋潜热释放以及由此引发的行星涡度平流的影响,对流层高层反气旋出现不稳定发展。热带气旋消失、潜热加热停止后,随着高压中心西移,高压西南侧的高空辐散也移动到孟加拉湾东南部和中南半岛南部,为孟加拉湾风暴的生成提供了高空抽吸条件。同时,随着南亚高压的演变,高压南侧形成的一条高位涡带沿着西风带不断西伸,与之相对应的高层正涡度平流有利于其下方上升运动发展。当该高位涡带西移到达孟加拉湾东南部时对风暴的发展起加强作用。另外,受南亚高压非对称不稳定发展的影响,中纬度西风带内也出现一次明显的槽脊活动,我国中东部、南海、中南半岛中部和孟加拉湾先后出现一支强东北转偏东风,有效地增强了孟加拉湾东南部对流层低层的切变气旋涡度。在冷空气活动造成的偏东气流、前期孟加拉湾南部赤道附近持续维持的偏西气流、南亚高压西南侧强高空辐散和高位涡的共同作用下,孟加拉湾夏季风爆发性涡旋或风暴逐渐生成。风暴加强北上进一步促使了副热带高压带在孟加拉湾东部断裂以及孟加拉湾夏季风的爆发。
(3)亚洲夏季风爆发前后西北太平洋和孟加拉湾热带气旋活动统计特征
孟加拉湾夏季风爆发前约有40~50%的年份西北太平洋出现热带气旋活动。孟加拉湾夏季风爆发偏早年份,季风爆发前西北太平洋热带气旋多活动在南海和菲律宾附近;季风爆发正常年份,西北太平洋热带气旋多活动在略偏东的海域;季风爆发偏晚年份,西北太平洋热带气旋的活动区域最偏东。
在孟加拉湾夏季风爆发过程中,60年中共有36年孟加拉湾出现热带风暴,并且季风爆发偏早的年份出现风暴的几率最高。统计显示,在孟加拉湾夏季风爆发偏早、正常和偏晚三种类型中,孟加拉湾风暴活动频率高峰期多出现在季风爆发前后几日内,并且在孟加拉湾风暴活动频率高峰出现前期,西北太平洋热带气旋最先出现活动频率高峰。
南海夏季风爆发过程中,60年中共有29年西北太平出现热带气旋。其中爆发偏早和正常年份出现热带气旋的频率较高,并且热带气旋多出现在季风爆发当日和爆发后一段时间。
亚洲夏季风爆发前,西北太平洋热带气旋活动频率最先开始增强,西北太平洋热带气旋活动过后,孟加拉湾风暴开始活跃,孟加拉湾夏季风爆发。在亚洲夏季风爆发偏早和正常年,孟加拉湾夏季风爆发后,西北太平洋热带气旋再次增强,南海夏季风爆发。
(4)气象卫星云导风和TBB在监测南海夏季风活动中的应用
气象卫星TBB资料能够很好地表征南海夏季风活动期间对流活跃和中断特征以及季风爆发前后对流的传播特征。气象卫星水汽通道(IR3)导风能够清晰地描述南海夏季风爆发前后对流层中高层风场的转换,在一定程度上能够监测南海夏季风爆发日期。这为利用气象卫星观测数据实时监测南海夏季风活动提供了新方法。