第二章 青藏高原主要的天气系统
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• 太平洋风暴路径：指太平洋上空的一片狭窄气候带，一些过境美国的气旋 就是在这片气候带中开始聚集的。
2.3 500hPa切变线
• 2.3.1 高原切变线的天气、气候特征 • 2.3.2 高原切变线的结构特征 • 2.3.3 高原对切变线的作用
• “涡导”：有利于低涡的生成和移动 • 切变线与低涡结合起来研究（预报员术语：低涡切变） • 云南低涡切变：通常指青藏高原低槽东移后受地形的影响在云南
• 夏季高原中部500hPa层常有高原低涡和东西向的切变 线，则高原上空常呈现“上高下低”的气压场配置。
• 受高原主体和四周局地山系的地形强迫作用，低层的 西风气流在高原西侧出现分支，从南北两侧绕流，在 高原东侧汇合，结果在南（北）侧形成常定的正（负） 涡度带，从而有利于产生高原北侧的南疆和河西高压， 高原东侧的西南低涡。“北脊南槽”（经过高原时）， “北槽南涡”（高原以东）。
6.1/20.6(29.6%)
5-9
9/103 (8.7%) 1.3/32 (4.1%)
4-10
2000-2009
6-8
1981-2010
黄楚惠等（2014） 8.9 7
8.9/31.6(28.2%)
6-8
7/19.5 (35.9%)
1981-2010 1998-2010
依据的资料
定涡标准
识别方式
500hPa历史天气图
• 它是青藏高原大地形和川西高原中尺度地形共同影响下的产物，一般 出现在700～850hPa等压面上，尤以700hPa等压面最为清楚。
• 其水平尺度约300～500km，生成初期多为浅薄系统和暖性结构，生命 史较短，一般不超过48小时。西南涡降水具有明显的中尺度特征，其 持续时间约4～5小时。
• 西南涡主要集中发生在以川西高原（九龙、小金、康定、德钦、巴塘 ）和川渝盆地为中心的两个区域内，又有“九龙涡”和“盆地涡”之 分。主要活动路径有三条：偏东路径（沿长江东移入海）、东南路径 （经贵州、湖南、江西、福建出海，有时会影响到广西、广东）、东 北路径（经陕西南部、华北、山东出海，有时可进入东北地区），其 中以偏东路径为主。
陶诗言等（1984） 9
9/37(24.3%)
5-8
1975-1982
2 刘富明等（1986） 3
6-8
1965-1982
1.4 郁淑华等（2006， 7.6 2008，2012）
7.6/20.9(36.4%)
5-9
1998-2004
1.1
1.1/20.9(5.5%)
2.6 黄楚惠等（2008） 9.1
2.2 西南低涡（西南涡）
• 2.2.1 西南低涡的天气、气候特征 • 2.2.2 西南低涡的结构 • 2.2.3 西南低涡的形成 • 2.2.4 西南低涡的发展和移动
• 西南涡是青藏高原东侧背风坡地形、加热与大气环流相互作用下，在 我国西南地区100～108°E，26～33°N范围内形成的具有气旋式环流 的α中尺度闭合低压涡旋系统。
中部以北700hPa上形成的地形性低涡环流。该环流形成时，四川 东部到云南东北部同时有东北风和西南风形成的风切变线。由于 有低涡，同时又有风向切变线，预报员将这种形势总结为“低涡 切变”形势。
2.4 南亚高压（青藏高压）
• 2.4.1 南亚高压的气候特征 • 2.4.2 南亚高压的平均结构 • 2.4.3 南亚高压的形成和维持 • 2.4.4 南亚高压的振荡
王鑫等（2009） 6.8
9.1/37.5(24.3%)
5-9
7.6/68（11.2%） 5-9
1985-2007 1980-2004
成都高原气象研 8.6 究所（高原低涡 6.1 年鉴）（2012） Feng等（2013） 9
李国平等（2013） 1.3
8.6/40 (21.5%)
1-12
1998-2011
• 已有分析研究表明，西南涡发展东移，往往引发下游 地区大范围（如长江流域、淮河流域、华北、东北、 华南和陕南等地）的暴雨、雷暴、大风等高影响天气 。在我国许多重大暴雨洪涝灾害的影响系统中，西南 涡都扮演了非常重要的角色。
因此，西南涡被认为是我国最强烈的暴雨系统之一，就它所造成的暴 雨天气的强度、频数和范围而言，可以说其重要性是仅次于台风及残 余低压（台风残涡）而排名第二的暴雨系统。
25%左右移出高原（东移 20%左右移出源地
不同作者对西南低涡的统计结果比较分析 （详见word另文）
高原背风涡旋或高原东麓涡旋或高原类低涡
• 西南低涡，西南涡（SWV，the southwest vortex）：青藏高原东缘（川西 高原）
• 四川涡（Sichuan vortex），四川低压（Sichuan low）：四川盆地
• 南亚高压的（东西向）振荡：夏季，分东部型和西部型， 一般半个月左右转换一次，这种转换称为南亚高压的东 西振荡。
• 青藏高压（TPH）与南亚高压（SAH）的关系：青藏高 压是独立系统，还是南亚高压的一部分？“北上南下”
500hPa历史天气图
500hPa历史天气图
触发暴雨
有闭合等高线 的低压或3站 风向呈气旋式 闭合环流
人工判断
引发暴雨
历史天气图和 NECP （ 1 ° × 1 ° ）
中央气象台、四川 省气象台历史天气 图 四川省气象台 500hPa历史天气图
NCEP
CFSR
（0.5°×0.5°）
NECP
（ 2.5 ° × 2.5 ° 和
• 类型I： 源地型，静止型，停滞型，不发展涡； • 类型II：移出型，发展涡
• 西南低压与西南热低压 • 低压与低涡：准地转理论成立？地转适应的方向？
• 灰霾天气对涡旋活动的影响：中国空气污染或使美国境内出现气候异常？ 利用先进的计算机模型研究云团和空气微粒悬浮物——特别是因人为因素 形成的、如汽车和火力发电站排放的空气微粒悬浮物——之间的相互作用 。模拟结果：来自亚洲地区的污染（主要是由中国造成的）正在加强太平 洋风暴路径的强度（气旋的剧烈程度）、加大降雨量并导致太平洋中部地 区更多温暖空气移向北极。
四川、重庆等 105°E以东
底层临界海拔高度（m） >3000
1000~3000
<1000
定涡标准 移出比
500 hPa等压面上，高原 700hPa等压面上，青藏高原东麓背风坡特 地区形成闭合等高线的低 定地区（100~110°E，25~35°N）出现的 压或有3个站点风向呈气 闭合气旋式低涡环流（中心高度小于等于 旋性的低涡环流（中心高 308dagpm？） 度小于等于584dagpm？）
600~400（2~3km）
700~500
Hale Waihona Puke Baidu
850~500
代表层（hPa） 源地
500，暖涡 青藏高原主体
700 川西高原（70%）
700 川渝盆地（30%）
行政区域 临界经度
西藏（那曲、申扎、改则、四川的九龙、巴塘、 双湖）、青海（玉树-曲 小金、雅安等 玛莱、海西-扎仁克吾）
100°E以西
100°E~105°E
• 在特定流场背景下因高原地形绕流的影响，还易产生 高原东侧的偏南风低空急流（LLJ）和河西走廊的西 北风低空急流。
2.1 500hPa低涡
• 2.1.1 高原低涡的天气、气候特征 • 2.1.2 高原低涡的温度场和流场结构 • 2.1.3 高原低涡发生、发展的条件
• 高原低涡，高原涡（TPV，the Tibetan Plateau vortex）
• 高原近地面低涡（600hPa），高原边界层低涡（500-600hPa）
• 高原热低压与高原低压：？
• 涡旋(vortex，复数多用：vortices)、气旋(cyclone)；低涡、低 压(low)；低值系统（低涡切变）的区别？
不同作者对移出高原的高原低涡统计结果对照表
作者
年 均 移 出 移出比（年均移出 统 计 月 统计年限 型 低 涡 个 数/年均生成数） 份 数
1°×1°）
四川省气象台
500hPa 历 史 天 气 图
及 MICAPS 显 示 天
气图)
涡心位势高度 小 于 等 于 584 dagpm？
移出标准 (低涡中心东 移过的经度) 102oE 110oE 100oE
100oE
110oE
100ºE
102 ºE（移下 海拔3000m区 域）
100ºE
100ºE或110ºE （生成于100103 ºE的涡）
第二章 青藏高原主要的天气系统
关键词：暖涡，螺旋云带，涡眼（空心），感热， 潜热，感热气泵，热力适应
• 本章介绍青藏高原及附近几类主要的天 气系统，重点分析高原热力和动力作用 的影响，总结出的高原天气系统的天气 事实将作为高原大气动力学研究对象以 及动力学研究结果的验证依据。
• 夏半年高原位于副热带高压带中（西太副高、南亚高 压），100hPa高空盛行强大而稳定的南亚高压，它是 比北美落基山上空的北美高压更为强大的全球大气活 动中心之一。
高原涡与西南涡的区别（TPV VS SWV）
高原类低涡
低涡名称
高原涡
（广义）西南涡
高原东坡（东缘）涡 （狭义）西南涡
水平尺度 直径（km）
生命史和活跃期
α-中尺度， 300~500
<3d，6~8月
α-中尺度，300~500 <2d，5~7月
α-中尺度， 300~500
<2d，5~7月
厚度（hPa）
• 西南涡在全年各月均有出现，以4～9月居多（其中尤以5～7月为最） ，是夏半年造成我国西南地区重大降水过程的主要影响系统。
• 在有利的大尺度环流形势配合下，一部分西南涡会强 烈发展、东移或与其它天气系统发生相互作用，演变 为时间尺度可达6～7天的长生命史天气系统，能够给 下游大范围地区造成（持续性）强降水、强对流等气 象灾害及次生灾害（如山洪、崩塌、滑坡、泥石流等 地质灾害以及城市内涝等灾害）。
此提法的出处：
（1）文章：王作述,汪迎辉,梁益国. 一次西南低涡暴雨的数值试验研究. 暴雨科学试验、业务试验和天气动力学理论的研究[85-906-08课题组编 写，课题负责人：丁一汇 ]. 北京:气象出版社, 1996: 257–267 （2）项目：国家科技攻关85-906项目：台风、暴雨灾害性天气监测、 预报技术研究台风科学、业务试验和天气动力学理论的研究第四分册 ，1996年（台风课题负责人：陈联寿，暴雨课题负责人：丁一汇） （3）获奖：“暴雨科学、业务试验和天气动力学研究”，1997年获中 国气象局科技进步奖二等奖，第一完成人；丁一汇
2.3 500hPa切变线
• 2.3.1 高原切变线的天气、气候特征 • 2.3.2 高原切变线的结构特征 • 2.3.3 高原对切变线的作用
• “涡导”：有利于低涡的生成和移动 • 切变线与低涡结合起来研究（预报员术语：低涡切变） • 云南低涡切变：通常指青藏高原低槽东移后受地形的影响在云南
• 夏季高原中部500hPa层常有高原低涡和东西向的切变 线，则高原上空常呈现“上高下低”的气压场配置。
• 受高原主体和四周局地山系的地形强迫作用，低层的 西风气流在高原西侧出现分支，从南北两侧绕流，在 高原东侧汇合，结果在南（北）侧形成常定的正（负） 涡度带，从而有利于产生高原北侧的南疆和河西高压， 高原东侧的西南低涡。“北脊南槽”（经过高原时）， “北槽南涡”（高原以东）。
6.1/20.6(29.6%)
5-9
9/103 (8.7%) 1.3/32 (4.1%)
4-10
2000-2009
6-8
1981-2010
黄楚惠等（2014） 8.9 7
8.9/31.6(28.2%)
6-8
7/19.5 (35.9%)
1981-2010 1998-2010
依据的资料
定涡标准
识别方式
500hPa历史天气图
• 它是青藏高原大地形和川西高原中尺度地形共同影响下的产物，一般 出现在700～850hPa等压面上，尤以700hPa等压面最为清楚。
• 其水平尺度约300～500km，生成初期多为浅薄系统和暖性结构，生命 史较短，一般不超过48小时。西南涡降水具有明显的中尺度特征，其 持续时间约4～5小时。
• 西南涡主要集中发生在以川西高原（九龙、小金、康定、德钦、巴塘 ）和川渝盆地为中心的两个区域内，又有“九龙涡”和“盆地涡”之 分。主要活动路径有三条：偏东路径（沿长江东移入海）、东南路径 （经贵州、湖南、江西、福建出海，有时会影响到广西、广东）、东 北路径（经陕西南部、华北、山东出海，有时可进入东北地区），其 中以偏东路径为主。
陶诗言等（1984） 9
9/37(24.3%)
5-8
1975-1982
2 刘富明等（1986） 3
6-8
1965-1982
1.4 郁淑华等（2006， 7.6 2008，2012）
7.6/20.9(36.4%)
5-9
1998-2004
1.1
1.1/20.9(5.5%)
2.6 黄楚惠等（2008） 9.1
2.2 西南低涡（西南涡）
• 2.2.1 西南低涡的天气、气候特征 • 2.2.2 西南低涡的结构 • 2.2.3 西南低涡的形成 • 2.2.4 西南低涡的发展和移动
• 西南涡是青藏高原东侧背风坡地形、加热与大气环流相互作用下，在 我国西南地区100～108°E，26～33°N范围内形成的具有气旋式环流 的α中尺度闭合低压涡旋系统。
中部以北700hPa上形成的地形性低涡环流。该环流形成时，四川 东部到云南东北部同时有东北风和西南风形成的风切变线。由于 有低涡，同时又有风向切变线，预报员将这种形势总结为“低涡 切变”形势。
2.4 南亚高压（青藏高压）
• 2.4.1 南亚高压的气候特征 • 2.4.2 南亚高压的平均结构 • 2.4.3 南亚高压的形成和维持 • 2.4.4 南亚高压的振荡
王鑫等（2009） 6.8
9.1/37.5(24.3%)
5-9
7.6/68（11.2%） 5-9
1985-2007 1980-2004
成都高原气象研 8.6 究所（高原低涡 6.1 年鉴）（2012） Feng等（2013） 9
李国平等（2013） 1.3
8.6/40 (21.5%)
1-12
1998-2011
• 已有分析研究表明，西南涡发展东移，往往引发下游 地区大范围（如长江流域、淮河流域、华北、东北、 华南和陕南等地）的暴雨、雷暴、大风等高影响天气 。在我国许多重大暴雨洪涝灾害的影响系统中，西南 涡都扮演了非常重要的角色。
因此，西南涡被认为是我国最强烈的暴雨系统之一，就它所造成的暴 雨天气的强度、频数和范围而言，可以说其重要性是仅次于台风及残 余低压（台风残涡）而排名第二的暴雨系统。
25%左右移出高原（东移 20%左右移出源地
不同作者对西南低涡的统计结果比较分析 （详见word另文）
高原背风涡旋或高原东麓涡旋或高原类低涡
• 西南低涡，西南涡（SWV，the southwest vortex）：青藏高原东缘（川西 高原）
• 四川涡（Sichuan vortex），四川低压（Sichuan low）：四川盆地
• 南亚高压的（东西向）振荡：夏季，分东部型和西部型， 一般半个月左右转换一次，这种转换称为南亚高压的东 西振荡。
• 青藏高压（TPH）与南亚高压（SAH）的关系：青藏高 压是独立系统，还是南亚高压的一部分？“北上南下”
500hPa历史天气图
500hPa历史天气图
触发暴雨
有闭合等高线 的低压或3站 风向呈气旋式 闭合环流
人工判断
引发暴雨
历史天气图和 NECP （ 1 ° × 1 ° ）
中央气象台、四川 省气象台历史天气 图 四川省气象台 500hPa历史天气图
NCEP
CFSR
（0.5°×0.5°）
NECP
（ 2.5 ° × 2.5 ° 和
• 类型I： 源地型，静止型，停滞型，不发展涡； • 类型II：移出型，发展涡
• 西南低压与西南热低压 • 低压与低涡：准地转理论成立？地转适应的方向？
• 灰霾天气对涡旋活动的影响：中国空气污染或使美国境内出现气候异常？ 利用先进的计算机模型研究云团和空气微粒悬浮物——特别是因人为因素 形成的、如汽车和火力发电站排放的空气微粒悬浮物——之间的相互作用 。模拟结果：来自亚洲地区的污染（主要是由中国造成的）正在加强太平 洋风暴路径的强度（气旋的剧烈程度）、加大降雨量并导致太平洋中部地 区更多温暖空气移向北极。
四川、重庆等 105°E以东
底层临界海拔高度（m） >3000
1000~3000
<1000
定涡标准 移出比
500 hPa等压面上，高原 700hPa等压面上，青藏高原东麓背风坡特 地区形成闭合等高线的低 定地区（100~110°E，25~35°N）出现的 压或有3个站点风向呈气 闭合气旋式低涡环流（中心高度小于等于 旋性的低涡环流（中心高 308dagpm？） 度小于等于584dagpm？）
600~400（2~3km）
700~500
Hale Waihona Puke Baidu
850~500
代表层（hPa） 源地
500，暖涡 青藏高原主体
700 川西高原（70%）
700 川渝盆地（30%）
行政区域 临界经度
西藏（那曲、申扎、改则、四川的九龙、巴塘、 双湖）、青海（玉树-曲 小金、雅安等 玛莱、海西-扎仁克吾）
100°E以西
100°E~105°E
• 在特定流场背景下因高原地形绕流的影响，还易产生 高原东侧的偏南风低空急流（LLJ）和河西走廊的西 北风低空急流。
2.1 500hPa低涡
• 2.1.1 高原低涡的天气、气候特征 • 2.1.2 高原低涡的温度场和流场结构 • 2.1.3 高原低涡发生、发展的条件
• 高原低涡，高原涡（TPV，the Tibetan Plateau vortex）
• 高原近地面低涡（600hPa），高原边界层低涡（500-600hPa）
• 高原热低压与高原低压：？
• 涡旋(vortex，复数多用：vortices)、气旋(cyclone)；低涡、低 压(low)；低值系统（低涡切变）的区别？
不同作者对移出高原的高原低涡统计结果对照表
作者
年 均 移 出 移出比（年均移出 统 计 月 统计年限 型 低 涡 个 数/年均生成数） 份 数
1°×1°）
四川省气象台
500hPa 历 史 天 气 图
及 MICAPS 显 示 天
气图)
涡心位势高度 小 于 等 于 584 dagpm？
移出标准 (低涡中心东 移过的经度) 102oE 110oE 100oE
100oE
110oE
100ºE
102 ºE（移下 海拔3000m区 域）
100ºE
100ºE或110ºE （生成于100103 ºE的涡）
第二章 青藏高原主要的天气系统
关键词：暖涡，螺旋云带，涡眼（空心），感热， 潜热，感热气泵，热力适应
• 本章介绍青藏高原及附近几类主要的天 气系统，重点分析高原热力和动力作用 的影响，总结出的高原天气系统的天气 事实将作为高原大气动力学研究对象以 及动力学研究结果的验证依据。
• 夏半年高原位于副热带高压带中（西太副高、南亚高 压），100hPa高空盛行强大而稳定的南亚高压，它是 比北美落基山上空的北美高压更为强大的全球大气活 动中心之一。
高原涡与西南涡的区别（TPV VS SWV）
高原类低涡
低涡名称
高原涡
（广义）西南涡
高原东坡（东缘）涡 （狭义）西南涡
水平尺度 直径（km）
生命史和活跃期
α-中尺度， 300~500
<3d，6~8月
α-中尺度，300~500 <2d，5~7月
α-中尺度， 300~500
<2d，5~7月
厚度（hPa）
• 西南涡在全年各月均有出现，以4～9月居多（其中尤以5～7月为最） ，是夏半年造成我国西南地区重大降水过程的主要影响系统。
• 在有利的大尺度环流形势配合下，一部分西南涡会强 烈发展、东移或与其它天气系统发生相互作用，演变 为时间尺度可达6～7天的长生命史天气系统，能够给 下游大范围地区造成（持续性）强降水、强对流等气 象灾害及次生灾害（如山洪、崩塌、滑坡、泥石流等 地质灾害以及城市内涝等灾害）。
此提法的出处：
（1）文章：王作述,汪迎辉,梁益国. 一次西南低涡暴雨的数值试验研究. 暴雨科学试验、业务试验和天气动力学理论的研究[85-906-08课题组编 写，课题负责人：丁一汇 ]. 北京:气象出版社, 1996: 257–267 （2）项目：国家科技攻关85-906项目：台风、暴雨灾害性天气监测、 预报技术研究台风科学、业务试验和天气动力学理论的研究第四分册 ，1996年（台风课题负责人：陈联寿，暴雨课题负责人：丁一汇） （3）获奖：“暴雨科学、业务试验和天气动力学研究”，1997年获中 国气象局科技进步奖二等奖，第一完成人；丁一汇