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副热带高压的影响 副热带高压带的气候特点

2024-06-14  来源:天气网  【字体:  

导语:副热带高压,作为大气环流中的一个重要系统,对全球气候和天气变化产生着深远的影响,其影响范围广泛,不仅涉及中低纬度地区,还对高纬度地区的天气系统产生一定的间接影响,那么大家知道副热带高压带的气候特点是什么吗?下面就去了解了解吧!

副热带高压的影响

副热带高压的影响 副热带高压带的气候特点

副热带高压

副热带高压是影响台风路径十分重要的一个因素,副热带高压周期变化、形状特征,副热带高压与西风槽之间的相关等等,对台风路径均有影响。

(1)副热带高压短期振荡对台风路径的影响

副热带高压是大气环流中的一个重要系统,它有明显的季节变化,而以夏季为最强。副热带高压强度存在着各种频率的振荡过程,在长期振荡中存在有8年左右的低频振荡,6个月左右的中频振荡,以及2~3个月的高频振荡。预报业务实践经验表明,副热带高压也存在着各种周期的短期振荡,而这种短期振荡对台风路径,尤其是近海区台风路径影响很大。

台风预报业务实践表明,台风路径预报产生的误差,虽然原因是各种各样的,但是对西北太平洋副热带高压短期振荡的趋势估计失误,无疑是一个重要原因。因此,分析研究西北太平洋副热带高压的短期振荡过程,对提高台风路径的过程预报具有重要的现实意义。7~9月西北太平洋副热带高压的主要中心大约位于25°N、155°E附近,它的高压脊西伸至日本南部到我国东海,有时在这一带形成一个高压中心,而这个高压中心或高压脊的变化,直接影响到近海区台风路径,为了对这一带的副热带高压活动情况有一个比较明确的天气气候概念,我们选择25°N~35°N之间120°E、130°E、140°E三个经线上几个固定测站——120°E选取福州、衢州、南京、射阳,130°E上选取南大东岛(47945)、名濑(47909)、鹿儿岛(47827)和47807.140°E上选取南鸟岛(47971)、47678和东京(47646),分别统计每年7~9月逐日08时三条经线上500hPa的日平均高度,并规定:凡是日平均高度≥588者为副热带高压控制日,就是这三条经线上每年7~9月副高控制日数,可以看出我国东海—日本南部海上副热带高压活动概况。

7月,副热带高压控制日以130°E最多,向两边减少。8月,副热带高压控制日以140°E最多,向西减小。9月,副热带高压控制日,130°E和140°E几乎相等,130°E稍多些,向西迅速减少。7~9月,120°E经线副热带高压控制日都比130°E、140°E少,特别是7月差别更大,120°E比130°E平均少4天。各年副高控制日数年际变化突出,因此标准差都较大,特别是9月,130°E附近的标准差达6.62天。以上事实说明,7~9月在日本南部到我国东海地区从总体上来看,副热带高压的活动是比较频繁的,因而是影响台风路径的一个重要因素。

然而它又是多变的,特别是120°E附近,7~9月的平均日数分别为12.25天、13.47天、8.42天。也就是说大约只有1/3时间是受副热带高压控制的,变化很大。所以台风进入近海区后,登陆或转向,经常是比较难于判断的,因此必须进行具体分析。引起西北太平洋副热带高压短期振荡的原因可能是很复杂的,我们根据有限的资料分析,初步认为有两个方面的原因:一是由于副热带高压本身的周期变化引起的,二是由于西风指数的周期变化引起的,前者是主要,后者作用较小。

为此,我们首先进行副热带高压的周期图分析。副热带高压短期振荡的周期到底有多长,这是一个比较难掌握的问题。通过对120°E、130°E、140°E三条经线上7~9月逐日平均高度变化曲线分析表明,副热带高压的周期变化,不但年与年之间不同,就是在同一年里,其周期变化的长度也不一样。王志烈指出,副热带高压存在有6~7天、8~10天、14天左右的变化周期;谢义炳等认为副热带高压存在有7天左右及半个月左右的变化周期;还有人认为南亚低纬扰动有7~19天的变化周期。

虽然这里指的是热带扰动的变化周期,但也可作为参考。为此,我们利用周期图方法,取一年(1972年)7~9月三条经线上逐日平均高度变化为依据,分析6~23天之间的周期。前面所说的对函数所加的条件是很宽,很容易满足的,例如,只要求这个函数定义区域中至多只有有限个第一种间断点,函数只有有限个极值点,或者这个函数可以展开成幂级数等等。在各个经线上都有些周期显著者,而那些没有组成在谐波方程中,如120°E的13天周期,130°E的18天周期,140°E的21天周期,其原因是由于与另一个主要周期相邻,而且其相邻周期显著水平较高,可以拟合谐波的主要特征。

长期以来,人们把西风槽对副热带高压的影响看得比较重,经常是以西风槽的加强(减弱)来推测未来副热带高压的减弱(加强),认为西风槽发展(减弱),则使副高减弱东撤(加强西伸),进而分析可能使台风路径发生右转(左折),然而实际情况经常不是如此。为了寻找西风带系统变化对副热带高压的影响,我们统计了60°E~140°E范围内45°N纬圈上逐日西风指数的变化(以△H₄ow~so来表示),同样以1972年7~9月资料进行周期图分析。

西风指数各种周期的在120°E上副热带高压变化与西风指数变化有关,相关系数r=0.67.在α=0.01的显著性水平上通过检验;130°E上副热带高压变化西风指数变化有些关系,但不明显,相关系数r=0.27.能在α=0.20水平上通过检验;而在140°E上副热带高压变化与西风指数没有联系,相关系数r=一0.07.这表明,副高主体和西风带之间相互不相关。因此,利用西风带系统变化来分析副热带高压的变化趋势似乎是不合适的。但是如果两者的周期变化刚好耦合在一起,则对两者都有加强(减弱)作用。

在预报实践中,有时看到,从中纬度西风带到副热带高压南侧出现大范围的正(负)变高,可能就是由于两者之间的周期变化趋势刚好耦合在一起所致;如果两者之间的周期变化不一致,则它们可以朝相反的趋势发展,即副热带高压加强(减弱),西风指数减小(加大),这也是台风预报实践中我们经常遇到的事实。例如1971年22号台风,就是这种过程的一个典型例子,尽管9月14~20日之间西风槽明显向东南方向发展,可是不能“阻挡”副热带高压加强西伸的趋势,结果促使台风在台湾东部近海区内发生西折。

副热带高压的影响 副热带高压带的气候特点

副热带高压

通过对副热带高压活动的周期分析表明,副热带高压在加强过程中,增幅较大,但持续时间较短,而它在减弱过程中,减幅较小,持续时间较长。以120°E经线上的12天周期为例,增强过程持续4天,平均增幅0.98什米/天,减弱过程持续7天,平均减幅为0.70位势什米/天,在130°E、140°E两经线也都有类似情况。当副热带高压加强(减弱)过程中,由于正(负)变高场的作用①,以及台风周围流场的改变,将使台风路径发生左(右)折。在台风预报实践中,我们经常看到台风路径发生左(西)折时,往往比较突然,而发生右(北)折多数是缓慢进行的,这可能与副热带高压活动周期变化的上述特点有关。

分析还表明,副高活动的一个周期变化中,有时可以含有两次以上的振荡过程,以140°E经线上副热带高压活动的19天周期为例,含有三次振荡过程,加强或减弱都很剧烈,而副热带高压的每次振荡过程,对台风路径都有显著影响。为什么有时台风路径发生多次转折,除作用于台风路径的其他因素之外,副热带高压的振荡作用,可能是重要的因素之一。

对近海台风路径突变的分析研究表明,台风路径发生的突然变化,或左折或右转,往往是与副热带高压的加强或减弱紧密相连的。因此,仔细分析副热带高压变化的周期特征,掌握其变化趋势,对于正确预报台风路径,尤其是进入近海区后的台风路径趋势是非常重要的。对于上述研究结果,在日常预报业务工作中有两种应用方法:一是按照三条经线上的谐波方程,考虑其所在的初始位相为起点,计算副热带高压未来的变化趋势,并点成逐日高度变化曲线,但应注意,我们所关心的是其变化趋势特征,即加强或减弱的阶段,进而考虑台风路径的变化趋势,而对于其计算结果的高度值,只作为参考而已;二是可以根据三个经线上逐日平均高度变化曲线,按照周期变化高度的特征,推测未来变化趋势。

7月9日02时8006(Ida)台风位于18.9°N、125.9°E,当时500hPa副热带高压较强,588线西脊点西伸到107°E,在黄河流域有+6位势什米的△H₂₄中心,看来即将并入副热带高压,为主的分析方法,似乎是可行的。然而,必须指出,虽然副热带高压的变化自身的周期振荡是主要的,但是仍有可能受到其他因素的制约,尤其是西风槽,在120°E经线上其相关系数还达0.67.在130°E经线也有一定的相关。另外受ITCZ的影响也是可能的,因此,在实际业务工作中必须注意其他可能因素的影响而部分地改变其自身周期活动的规律性。

按常规分析,认为副热带高压是要加强的,至少是不会减弱。但是从130°E经线上逐日平均高度变化曲线来看,连续加强已达5天了,据周期变化分析,估计未来将趋于减弱,台风后期路径将右折,对福建影响较大,结果与实况相符。

副热带高压带的气候特点

副热带高压带的气候特点主要包括高温干燥、晴朗少云、以及季节性的变化。

副热带高压带,也称为副热带气候带,位于热带和温带之间,是地球上一条环绕全球的干旱带。这个地带的特点是气温的年变化和日变化都十分剧烈,夏季最高温度可达48~55℃以上,云量极少,平均云量在2以下。副热带高压带的内部盛行下沉气流,空气增温强烈,但由于气压梯度小,风力很小。在这种状态下,太阳辐射可以更多地到达地面,使得地面和近地面大气获得更多的热量,大气温度明显攀升。因此,在“副高”控制下的地区,往往以晴朗少云的高温天气为主,甚至还会带来旱灾。

副热带高压带对中、高纬度地区和低纬度地区之间的水汽、热量、能量的输送和平衡起着重要的作用,是大气环流的一个重要系统。副热带高压的东部是强烈的下沉运动区,下沉气流因绝热压缩而变暖,所控制地区会出现持续性的晴热天气。而副热带高压的西部是低层暖湿空气辐合上升运动区,容易出现雷阵雨天气。随着季节的更迭,副热带高压带的强度、位置也会发生明显的季节变化。

此外,副热带高压带对全球气候系统有着重要影响,包括对我国东部地区夏季的降水有着显著影响。西太平洋副热带高压的北进南退直接影响着雨带的位置和我国东部雨季的长短。当西太平洋副热带高压从海上伸向大陆时,大部分地区天气晴朗少雨,炎热无风;当它长久盘踞时,就会出现严重的干旱现象。

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