複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

副熱帶反氣旋

編輯 鎖定
在南、北半球副熱帶地區(20~35緯度地區),經常維持着沿緯圈分佈的高壓帶,稱為副熱帶高壓帶。由於海陸分佈,緯圈方向上產生不均勻的加熱作用,副熱帶高壓帶常斷裂成若干個具有閉合中心的高壓單體,稱為副熱帶反氣旋。
副熱帶反氣旋呈橢圓形,其長軸大致同緯圈平行,是大型、持久的暖性深厚行星尺度天氣系統(暖中心與高壓中心並不一定完全重合),它是控制熱帶副熱帶地區的大氣活動中心,是組成大氣環流的重要成員之一。
中文名
副熱帶反氣旋
外文名
anticyclone anomalies
產生機理
海陸熱力差異
發生實例
青藏高壓
現象描述
常定性高壓單體
或    稱
副熱帶高壓

副熱帶反氣旋概念

編輯
在南、北半球副熱帶地區(20~35緯度地區),經常維持着沿緯圈分佈的高壓帶,稱為副熱帶高壓帶。由於海陸分佈,緯圈方向上產生不均勻的加熱作用,副熱帶高壓帶常斷裂成若干個具有閉合中心的高壓單體,稱為副熱帶反氣旋。 [1] 

副熱帶反氣旋形成原因

編輯
副熱帶反氣旋呈橢圓形,其長軸大致同緯圈平行,是大型、持久的暖性深厚行星尺度天氣系統(暖中心與高壓中心並不一定完全重合),它是控制熱帶副熱帶地區的大氣活動中心,是組成大氣環流的重要成員之一。由於副熱帶反氣旋佔據廣大空間,穩定少動,它的維持和活動對低緯度地區與中高緯度地區之間的水汽、熱量、能量、動量的輸送和平衡起着重要的作用,對低緯度環流和天氣變化具有重大影響。如出現在西北太平洋上的副熱帶反氣旋(又稱西太平洋副熱帶反氣旋),其西端的脊常伸到我國沿海,夏季可伸入我國大陸,冬季在南海上空還形成獨立的南海高壓,對我國及東亞的天氣起到直接的和重大的影響。
副熱帶反氣旋的形成既有動力因子的作用,也有熱力因子的作用,不同地區副熱帶反氣旋的形成原因也各有差異。副熱帶反氣旋形成過程的經典解釋是:赤道附近的大氣比其他緯度的大氣受熱更多,形成上升運動,到高空後流向高緯。受地轉偏向力作用,向高緯流去的氣流產生向東的分量,緯度愈高向東的分量愈大而向極地分量愈小,因而在副熱帶地區對流層高層產生輻合下沉氣流,引起對流層中下層氣壓升高形成高壓。這支下沉氣流是哈德萊環流的下沉支,除它之外,費雷爾環流的下沉支也作用於副熱帶地區,在它們的共同作用下形成副熱帶反氣旋。 [1] 

副熱帶反氣旋氣旋結構

編輯
副熱帶反氣旋結構比較複雜,在不同高度以及不同季節、不同地區都有所不同。從垂直剖面看,600hPa~100hPa層空氣質量以輻合為主,尤以200hPa附近質量輻合最突出。600 hPa層以下質量輻散佔優勢,整層空氣質量輻合大於輻散,有淨質量堆積。
在對流層的中、下層,副熱帶反氣旋的強度是隨高度升高而增強的,高壓的中心位置隨高度升高向暖區偏移,因而高壓中心與高温中心並不完全重合,高壓脊線也不垂直。夏季時,陸地增温顯著,下層暖中心便移向高壓脊線的陸地一側(在北半球是北側);冬季時,陸地冷卻明顯,暖中心便移到高壓脊線的南側。到對流層中、上層(500hPa以上),地表海陸熱力差異的影響已大為減弱,高壓中心與暖中心基本重合,高壓脊線也大體垂直。 [1] 

副熱帶反氣旋特徵

編輯
副熱帶反氣旋區內的水平温度梯度一般都比較小,而高壓邊緣由於同周圍系統相交,温度梯度明顯增大,尤其是北部和西北部更大。這種温度梯度分佈特點造成了副熱帶反氣旋脊線附近氣壓梯度小、水平風速小,而南北兩側氣壓梯度大、水平風速大的現象。
副熱帶反氣旋範圍內盛行下沉氣流,因而在低層普遍形成逆温層,尤其高壓東部逆温層較厚、較低。逆温層阻擋着對流運動的發展和水分垂直輸送,導致逆温層以下空氣潮濕,相對濕度達80%以上;而逆温層以上空氣乾燥,相對濕度在50%以下。 [1] 
在天氣分析預報中,副熱帶反氣旋範圍多以等壓面圖上的特定等高線來表示,在500hPa等壓面圖上用588位勢什米線的範圍來確定,700hPa等壓面圖上一般以312位勢什米線、850hPa等壓面圖上以152位勢什米線、地面天氣圖上以1010.0 hPa等壓線所圍範圍來確定。
副熱帶反氣旋常年存在,由於太陽直射點的南北移動,使其位置有明顯的季節變化。其位置一般以高壓脊所在的緯度來確定:一般冬季脊線在15°N左右,到達最南的位置。從春到夏逐漸到7、8月,移到25°N-30°N。9月以後則南退;同時,在季節變化過程中,也存在短期變化,北進過程中有短時南退,南退過程中也有短時北進。並且,北進常與西伸相結合,南退常與東撤相結合。
在副高脊附近,下沉氣流強,風力微弱,天氣炎熱,長江中下游地區8月份常出現的伏旱高温天氣就是由副熱帶反氣旋較長時間的控制造成的。脊的西北側與西風帶相鄰,常有氣旋、鋒面、低槽等天氣系統活動,多陰雨天氣,例如我國主要的雨帶位於副高脊線以北5-8個緯距,隨着副熱帶反氣旋位置和強度的變化,陰雨天氣的分佈也隨之發生變化。當脊線位於20°N以南時,雨帶在華南;6月份位於20~25°N時。雨帶在江淮流域,即“梅雨”季節。7月份脊線越過25°N後,雨帶移到黃淮流域.。7月底至8月初脊線越過30°N時,則華北、東北進入雨季,副高脊南側為東風氣流,當其中無氣旋性環流時,一般天氣晴好,但當東風氣流發生波動,形成所謂東風波,或有熱帶氣旋形成時,則會出現雲雨、雷暴等惡劣天氣。副高脊短期的東西進退,對其西部地區的天氣也有很大的影響;當高壓脊剛開始西伸時,常有熱雷雨產生,在東撤時,其西部常有低槽東移,空氣對流加強,造成大範同的雷陣雨天氣。 [2] 

副熱帶反氣旋應用與發展

編輯
1、東亞地區的降水在未來將會增加,在21世紀40年代末(2040s年代末)出現階段性變化,在此之前降水的增加量較小(~1%),並有較明顯的振盪特徵,而在2040s年代末之後降水明顯增加(~9%),中國東部地區進入全面的多雨期。這種變化以華北最為明顯,華南和長江中下游地區次之。而氣候模式對未來中國東部夏季降水型預測的EOF分析表明,未來百年中國東部的雨型將以多雨型為主,相應的時間係數在2040s年代末後進入正位相的高值期,而其它降水型的方差貢獻較小,無明顯變化趨勢。相應,未來東亞地區的夏季風環流將會加強,在低層這主要是由於西北太平洋地區的副熱帶反氣旋西北側西南氣流加強的結果;而在高層主要是由於南亞上空異常反氣旋東側東北氣流加強的結果。這一季風環流的加強在中國東部也呈現出階段性的變化特徵,在2040s年代末之後東亞夏季風得到全面加強。同時,未來東亞大氣中的水汽含量將會逐漸增加,進入中國東部地區的西南水汽輸送在2040s年代末也出現階段性的增強。這説明,在全球氣候變化的背景下,東亞地區的水循環和環流場對全球變暖的響應基本一致,即降水和水汽的增加對應着季風環流的加強,降水的變化是氣候變暖條件下動力和熱力學因子共同作用的結果。 [3] 
2、在夏季風爆發前,華東-華南沿岸附近高空槽前的正渦度平流區隨高空槽的東南移動向南海和菲律賓中部附近地區推進;正渦度平流是引起上述地區850 hPa氣旋性渦度增大的最主要的物理因子,其次是暖平流。在夏季風爆發後,潛熱加熱項的作用迅速增大至與正渦度平流項大小相當,這兩項是引起區域平均氣旋性渦度增加的最主要的物理因子;它們和暖平流項一起抵償了輻散項和絕熱項的負貢獻,令季風區的氣旋性渦度得以發展/維持。因此,正渦度平流是直接導致南海-西太平洋副熱帶反氣旋脊迅速減弱最重要的物理因子。 [4] 
3、副熱帶高壓是位於南北半球副熱帶地區的高壓系統。關於副熱帶高壓的研究一直是我國氣象學者所關注的問題,特別是西太平洋副高的活動,始終是人們關注的熱點,研究結果指出,西太平洋副熱帶高壓對我國天氣影響顯著,其位置與我國夏季雨帶的位置密切相關。 [5] 
參考資料