天气学原理——低纬度和高原环流系统

㈢ 南亚高压进入高原到退出高原之间的 时期，刚好是高原的雨季。 ㈣ 南亚高压与日本夏季的天气也有密切 关系。 ㈤ 南亚高压和印度季风槽的活动也有密 切关系。
比较南亚高压与西太平洋副高的异同 相同点 – 暖高压系统； – 位于副热带； – 季节变化； – 夏季最强； – 准双周振荡； – 与中国雨带关系密切。
5. 垂直速度
副高南部，辐散下沉，潮湿。中心附 近下沉逆温存在。 在对流层中上层，高压脊轴南侧存在 着广大的下沉运动，北侧及脊轴附近有上 升运动，再北侧又有下沉运动，因之在高 压脊轴附近有一反（经圈）环流，而其两 侧各有一正（经圈）环流。
1959年8月21日08时沿117.5°E南北剖面图 （点划线为高压脊轴线）
㈡ 太平洋副热带高压的结构
1． 温度场及湿度场 温度：暖区，暖中心与高压中心不完全重 合。低层有逆温存在。 湿度：脊中比较干燥，南北两侧有湿区， 逆温层底部 湿度大，上部湿度比 较小。
2. 副高脊线
西西南-东东北走向 500百帕以下各层都较一致，纬度位臵 随高度有很大变化：冬季，从地面向上， 副热带高压脊轴线随高度向南倾斜，到300 百帕以后，转为向北倾斜；夏季，对流层 中部以下多向北倾斜，向上则垂直，较高 层后又向南倾斜。
2． 副高脊线季节性变动对我国天气的影响 （多年平均）
副高脊线（110-130°E） 4-5月,15°N附近
天气 华南进入雨季
6月中旬,第一次北抬20°N左右
江淮出现梅雨，华南雨季结束，相 对干旱
梅雨结束，雨带移到黄淮流域，热 带天气系统活跃 华北东北雨季，长江流域伏旱
7月上中旬，第二次北跳25°N左右
3.表现：中层最明显（500hpa）
①太平洋副高：对我国影响最大
②大西洋副高
③北非副高
北半球7月500hPa平均等高线
4．表达：
（1）500hpa：588位势什米包围的区域。 700hpa：316位势什米包围的区域。 850hpa：148位势什米包围的区域。 （2）脊线的位臵：东西风分界线，靠近 120°E （3）卫星云图：黑色无云或黑色少云区。
㈡ 凝结潜热效应对垂直运动和散度场 具有显著影响。 热带大气中凝结潜热的释放对大尺度 运动系统的水平散度和垂直速度有显 著的影响
二、平均气压场
1月 7月 7月
北 半 球
亚洲大陆冷高压 大西洋、太平洋副高赤道低 压槽
亚洲热低压 大西洋太平洋副高变强 明显低压槽
南 半 球
大陆热低压 大西洋、印度洋、太平洋副 高
南亚高压在夏季期间变动可分为三个基 本的天气型过程：
东部型过程：中心位于90°N 以东
西部型过程：中心位于90°N 以西
带状型过程：过度型
三.南亚高压对我国和亚洲天气的影响
㈠ 南亚高压脊线的位臵和变动与我国主要 雨带位臵和季节性变化有密切关系。
㈡ 南亚高压主要中心的位臵和东西振荡与 我国主要雨带中的中期变化也有密切的 关系。
2 分类：
（1）信风带：南半球东南信风和北半球东 北信风汇合的地带，辐合带中吹东风 （2）无风带：南半球东南信风越赤道后转 向为西风，和北半球东北信风汇合的 地带，风很小，几乎静风。也叫静风 辐合带，静风赤道槽
南北半球赤道辐合带模式
二．ITCZ的季节变化
主要是季风辐合带的变化， 信风辐合带位臵变化不大 冬季：偏南
热力因子为主
动力因子为主
§9.4 赤道辐合带
概况 ITCZ的季节变化 ITCZ的短期变化 ITCZ结构与天气
一．概况 1 定义：赤道辐合带又称热带辐合带、赤 道锋，赤道槽，是南北半球两个副热带高压 之间气压最低、气流汇合的地带，也是热带 地区主要的、持久的大型天气系统，有时甚 至可以环绕地球一圈。
热带地区：南北半球副热带高压之间所 包括的地区，即赤道两侧盛行东风的地 带，随季节南北变动。 副热带地区：盛行东风带与中纬度盛行 西风带之间的过度区，即副热带高压活 动的区域。
二、意义：
1. 低纬度地区约占全球的一半，其中四分 之三左右是海洋。该区的辐射收入大于 支出，其盈余的热量，可通过大气和海 洋输送到中、高纬度地区，因此，热带 地区是全球大气运动的能量和水汽的输 送的主要源地。 2. 热带大气还从地表得到角动量，所以热 带地区又是大气角动量的源区之一。
1959年8月21日08时沿117.5°E剖面上 相对涡度
高压内部的散度场分布要比涡度场复杂。总 之，在高压区内，低层以辐散占优势，但主要位 于高压南部，而北部尤其而北侧多为辐合区。高 层内，北部为辐散，南部为辐合，并扩展到中心 部分，辐合辐散强度均很大。
1959年8月21日08时沿117.5°E 剖面上的散度
2 台风源地主要在赤道两侧低纬地带的 八个海区 1.西北太平洋（包括南海）36% ； 2.孟加拉湾10%；
3.阿拉伯海3%；
4.西北大西洋11%；
5.东北太平洋16%；
6.西南太平洋11%；
7.东印度洋3%；
8.西南印度洋10%。
而南太平洋和东南太平洋则极少有台 风生成，赤道上也没有台风生成，绝大部 分台风出现在南北纬5°-20°地区。
§9.5
概述
台
风
台风的结构 台风的形成与发展
一 概述
1 定义：发生在热带海洋上空具有暖中心 结构的强烈气旋性涡旋，总伴有狂风暴雨， 常给受影响地区造成严重灾害。 水平尺度：大的直径在1000Km以上（最外围 的闭合等压线）；小的直径只有200-300Km (豆台风)。 垂直伸展：气旋性环流一般都可伸展到 300-100hPa（9-16Km）。
南亚高压的结构特征
南亚高压的活动特征
南亚高压对我国和亚洲天气的影响
一.南亚高压的结构特征
㈠ 形成：高原热力作用
㈡ 结构特点：
1.具有行星尺度的反气旋环流 2.是对流层上部的暖高压 3.具有独特的垂直环流 4.具有潮湿不稳定特征，对流活动非常活跃
二. 南亚高压的活动特征
1、 季节性变化
2、 短中期变化：东西振荡。
12月－2月300hPa温度分布图 W表示暖，C表示冷
暖区
冷舌
暖区
冷舌
暖区
6月－8月300hPa温度分布图
W表示暖，C表示冷
㈡ 湿度场特点：
潮湿，相对湿度百分之七十以上。逆温 层以上干，以下湿。
冬季：有三个比湿大值区 夏季：两个比湿大值区
一 月
七 月
850hPa比湿分布图 M表示暖，D表示冷
3. 风场
太平洋副热带高压脊线附近气压梯度较 小，水平风速也较小；而其南北两侧的气压 梯度较大，水平风速也较大。南北两侧有急 流。
1958年8月21日沿115°E剖面东西 向风速分量
4． 涡度场与散度场
在各高度上，相对涡度的分布，在 副热带高压区内基本上都是负值，而且 涡度场相对于高压表现得很匀称。负涡 度区的范围和强度均随高度而增大。
夏季：偏北
三．ITCZ的短期变化：
㈠ 不活跃型 云系：分布散乱的信风云系。ITCZ由SE和 NE汇合而成，ITCZ呈东西走向，不利于台 风的发生发展。 ㈡ 活跃型
南半球冷空气强，ITCZ偏北。
四．ITCZ结构与天气
㈠ 结构： 1.绝大多数随高度向南倾斜，也有几乎 近于垂直的。 2.与湿中心相结合,位于ITCZ的南侧。 3.温差很小，一般小于3℃。 4.ITCZ中高层以辐散为主，低层以辐合 为主。 ㈡ 天气： 降水天气分布不连续。
3. 低纬地区许多天气系统直接影响中高 纬地区：热带地区的大气环流除哈得来 环流和信风环流外，还有许多大型的环 流系统，如热带辐合带、副热带高压和 季风环流等。它们的强弱和变化不但影 响着热量和角动量的输送，而且影响着 天气系统的产生和活动，这对中、高纬 度地区和热带地区都有直接的影响。
§9.1
地中海急 流中心
200hPa平均流场（冬季）
美国 东南 急流Байду номын сангаас心
夏季：南压高压、墨西哥高压、西非高
压、太平洋和大西洋中部的洋中槽，以 及亚洲和赤道非洲上空的热带东风急流
洋中槽
西非高压
南压高压
洋中槽
200hPa平均流场（夏季）
墨西哥 高压
三、平均温度场和湿度场
㈠ 温度场特点：温度水平分布均匀，年 较差小
低纬度大气运动的基本特征
中、低纬大气运动的重要差别
平均气压场和流场
平均温度场和湿度场 铅直环流的纬向不对称特性
一、 中、低纬大气运动的重要差别 ㈠ 低纬度：f很小，不能满足地转风关 系，天气尺度系统具有非地转特征，行 星尺度运动具有准地转特征。
2 实际风与地转风比较
实际风与地转风随纬度的变化
科里奥利参数很小，气压场的水平梯度 比在中、高纬度地区要小，流场的水平差异 却十分明显。一个天气系统的发生，往往先 出现流场的涡旋，辐合和辐散，以及风的水 平切变和铅直切变，气压场则只有当产生强 烈的对流运动后，特征才逐渐明显。同中， 高纬地区相比，热带流场的变化显得更为重 要。
南亚高压
尺度 行星尺度（超长波系统） 高度 对流层上层（100hPa） 结构 下层热低压，上层暖高压
西太平洋副高
天气尺度（长波系统） 对流层中下层 （500hPa以下） 下层暖高压， 上层洋中槽 晴好，高温天气
对应 下层强对流，坏天气 天气 垂直 环流 整层上升，季风环流圈 形成 因子
热力Hadley环流
西太平洋上（中、日等国）称其为台风 Typhoon；东太平洋上（欧美等国）称其为飓 风Hurricane；印度洋上（印度等阿拉伯国家） 称其为热带风暴。就全球来说每年发生80个台 风（包括热带风暴），其中北半球的台风（占 全球总数的73%）明显多于南半球（占27%）， 而且无论北半球南半球，台风大多数发生在大 洋的西部。
8月初,北移到30-35°N
9月上旬，迅速南撤25°N
雨带回到淮河流域，华西出现秋雨
9月底10月初，南撤到20°N以南
秋雨结束
3.中-短期变动：
①东-西进退：西伸北进，东撤南退
②形态变化
§ 9.3 南亚高压
定义：南亚高压是夏季出现在青藏高原 及邻近地区上空的对流层上部的大型高 压系统，又称青藏高压或亚洲季风高压
第九章

低纬度和高原环流系统


概 述 低纬度大气运动的基本特征 太平洋副热带高压 南亚高压 赤道辐合带 台 风
本章重点：
西太平洋副热带高压的变动规律 及其对我国大气的影响 南亚高压的结构和变动特征 台风
概 述
一．低纬度地区的划分 低纬度地区：一般指30N-30S以内地区， 其中包括热带、副热带
4 热带气旋的分级 热带低压（TD）：中心附近最大风力<8级 热带风暴（TS）：中心附近最大风力8～9级 强热带风暴（STS）：中心附近最大风力10 -11级
2 对流层高层的风压场
冬季：地中海、日本沿海和美国东南部上空三 个副热带急流中心，日本沿海上空的急流最强。 南太平洋中部、南大西洋中部以及印度洋上空 呈现为洋中槽，或称为热带对流层上部槽 （TUTT：tropical upper-tropospheric trough）。
洋中槽
日本急 流中心
洋中槽
二. 西太平洋副热带高压的变动与 我国天气的关系
㈠ 西太平洋副热带高压的变动
1. 副高的表示
（1） 副高脊线：副高内东西风分界线， 在副高脊线上，东西风速为零，我国常用 120E上副高脊线所在纬度变化来表示副高 的南北移动。
（2）副高西伸脊点：500hPa月平均图上， 588线最西端所在的经度表示副高西伸 脊点的位臵。 （3）面积指数：取500hPa 月平均图上10°N 以北，110-180°E 范围内588线所包含 的范围，用来表示副高的强度。
§9.2
太平洋副热带高压
副热带高压：出现于对流层中下层，位
于大洋上的暖性高压按惯例称为副热带高 压
高原高压（大陆高压）：出现在对流
层上层，位于高原大陆上的暖高压称为高 原高压。
太平洋副热带高压的概况与结构
西太平洋副热带高压的变动与我
国天气的关系
一． 太平洋副热带高压的概况与结构
㈠太平洋副热带高压的概况 1.定义：形成和活动于副热带地区的暖性 高压，是控制副热带地区的大型 天气系统，是大气环流的重要成 员之一。 2.概况 常年存在，稳定少动的深厚暖性 系统，夏季强大范围广，冬季比 较弱，范围小
澳洲冷高压 大西洋、印度洋、太平洋副高
一月气压场
七月气压场
㈡ 流场
1 低层（梯度风高度） （1）存在季风（monsoon）： 冬季 亚洲 东北季风 夏季 亚洲 西南季风 信风（trade wind）又称贸易风。 （2）热带辐合带（ITCZ）Intertropical Convergenic Zone南北两支信风交汇 地带，随季节南北移动