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副熱帶高氣壓帶

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副熱帶高氣壓帶,簡稱“副高”,是在熱帶與温帶之間的副熱帶地區存在着一條高壓帶。副熱帶高壓帶上既有乾旱地帶又有全球雨量最為豐沛季風區,使副熱帶成為全球天氣氣候最為多變、洪澇乾旱最為頻發的地帶。副熱帶高氣壓帶常年存在,是一個穩定而少動的暖性深厚系統。在夏季,它的範圍幾乎可佔整個北半球面積的1/5到1/4,強度很大。不過在冬季,它的強度和範圍都會變小。 [5-6] 
副熱帶高氣壓帶主要盤踞在我國華南江南江淮黃淮等東部季風區。鼎盛時期,其勢力還擴張到西南地區東部和西北地區東南部。副高,是極具個性的雨熱“大導演”,雨帶的變化、高温的持續、颱風的走向,大多數的天氣變化都與其形影不離。 [8] 
可以根據“副高”的北進南退來大致確定主雨帶的位置:每年公曆5月上旬至6月下旬,“副高”的位置大約在北緯15°至20°,雨帶通常位於我國華南地區;6月中旬至7月下旬,“副高”西伸北進到北緯20°至25°,雨帶也北移到長江中下游地區至日本南部,形成長達1個月之久的梅雨季節;7月至8月,“副高”進一步北進到北緯25°至30°,將雨帶北推到我國華北、東北地區;9月,隨着“副高”逐漸南退。 [6] 
中文名
副熱帶高氣壓帶
外文名
Subtropical high pressure belt
別    名
副高帶
位    置
位於南北緯20-30°附近副熱帶地區
氣    候
晴朗少雲的高温天氣為主 [6] 
領    域
地理

副熱帶高氣壓帶副高簡介

地球的氣壓帶及風帶(圖1) 地球的氣壓帶及風帶(圖1) [9]
副熱帶高壓帶,是指處在熱帶和温帶之間的副熱帶地區存在着一條高壓帶,人們常稱之為“副高”。副熱帶高壓帶是一條環繞全球的乾旱帶,集中了世界上絕大部分沙漠區域。然而,在這條幹旱帶上又點綴着若干個全球雨量最為豐沛的季風區,使副熱帶成為全球天氣氣候最為多變、洪澇乾旱最為頻發的地帶。 [5] 
“副高”對中、高緯度地區和低緯度地區之間的水汽、熱量、能量的輸送和平衡起着重要的作用,是大氣環流的一個重要系統。副熱帶高壓的東部是強烈的下沉運動區,下沉氣流因絕熱壓縮而變暖,所控制地區會出現持續性的晴熱天氣。而副熱帶高壓的西部是低層暖濕空氣輻合上升運動區,容易出現雷陣雨天氣。隨着季節的更迭,副熱帶高壓帶的強度、位置也會發生明顯的季節變化。 [7] 
副熱帶高氣壓帶的內部盛行下沉氣流,空氣增温強烈;但是,由於氣壓梯度小,風力很小。在這種狀態下,太陽輻射可以更多地到達地面,使得地面和近地面大氣獲得更多的熱量,大氣温度明顯攀升。因此,在“副高”控制下的地區,往往以晴朗少雲的高温天氣為主,甚至還會帶來旱災。另外,“副高”的位置變動與中國主雨帶的分佈密切相關。位於“副高”的高壓脊西北側的西南氣流是向雨區輸送水汽的重要通道,而位於“副高”南側的東風帶則是熱帶降水系統活躍的地區。 [6] 
一般來説,人們可以根據“副高”的北進南退來大致確定主雨帶的位置:5月上旬至6月下旬,“副高”的位置大約在北緯15°至20°,雨帶通常位於我國華南地區;6月中旬至7月下旬,“副高”西伸北進到北緯20°至25°,雨帶也北移到長江中下游地區至日本南部,形成長達1個月之久的梅雨季節;7月至8月,“副高”進一步北進到北緯25°至30°,將雨帶北推到我國華北東北地區;9月,隨着“副高”逐漸南退,雨帶也南移,我國北方地區雨季結束。 [6] 
夏季,“副高”與颱風相互制約、相互影響。當“副高”呈東西帶狀,且強度穩定時,位於“副高”南側的颱風將向西移動,路徑穩定;若“副高”的強度不夠,颱風移動到“副高”的西南側時,會逼得“副高”東退,颱風也有可能因此轉而向北移動;另外,颱風有時還趁“副高”“羸弱”的時候使“副高”斷裂,從“副高”中間穿過。當然,影響颱風走向的因素有很多,“副高”也只不過是其中之一。 [6] 

副熱帶高氣壓帶成因

副熱帶高氣壓帶(圖3) 副熱帶高氣壓帶(圖3)
副熱帶高壓介於熱帶和温帶之間,通常把控制太平洋地區的稱為太平洋副熱帶高氣壓。隨季節而變化,一般在10~40°N之間活動。 [7]  夏季,在副熱帶高壓控制下,氣流下沉,乾旱少雨。冬季,副熱帶高壓移向低緯,本氣候區西風帶氣旋活動頻繁,降水豐富,同時因西風從冬季較温暖的海洋(海陸熱力性質差異)上吹來,氣候温和濕潤。
“副高”是位於副熱帶地區(緯度約為20°~30°)的高壓系統。它呈橢圓形,其長軸大致同緯圈平行,是具暖性的動力系統,一般在700百帕和500百帕等壓面圖上最明顯,屬行星尺度系統(見天氣系統)。副熱帶高壓對中、高緯度地區和低緯度地區之間的水汽、熱量、能量、角動量的輸送和平衡起着重要的作用,是大氣環流的一個重要系統。副熱帶高壓主要位於大洋上,常年存在,按不同的地理位置,分別稱為北太平洋高壓、北大西洋高壓、南太平洋高壓、南大西洋高壓和南印度洋高壓。由於這些高壓環繞整個副熱帶地區,故統稱為副熱帶高壓帶。有時,副熱帶高壓還可分裂為更小的高壓單體,有的小單體也可以位於大陸上。冬季位於南海地區的單體,稱為南海高壓。
就副熱帶高壓的單體來説,東部和西部的大氣鉛直運動情況有很大的差異:在高壓的東部,下沉運動特別強,下沉氣流因絕熱壓縮而變暖,造成很強的下沉逆温,稱為信風逆温。這種強逆温的層結非常穩定(見大氣靜力穩定度,抑制了鉛直對流的發展,使天氣持續晴好,形成了副熱帶大陸西岸的乾燥氣候帶〔見地中海(型)氣候〕。在高壓的西部,下沉氣流和逆温都比較弱,使低層輻合上升的暖濕空氣,易於衝破逆温層而形成對流,故多雷陣雨天氣。
西太平洋高壓、北太平洋高壓,在夏季一般分為東、西兩個大單體:位於西太平洋的大單體,稱為西太平洋高壓,位於東太平洋的大單體,稱為東太平洋高壓。西太平洋高壓脊線北側的西風帶中,氣旋和鋒面活動比較頻繁,常產生陰雨或暴雨天氣。
百科x混知:圖解副熱帶高氣壓帶 百科x混知:圖解副熱帶高氣壓帶
中國東部地區的主要雨帶,經常處於高壓脊線以北5~8個緯度的距離處。西太平洋高壓脊線的季節性變化,和中國東部地區主要雨帶的季節性位移相對應。平均而言,5月份高壓脊線位於北緯15°附近,主要雨帶位於華南,6月份脊線越過北緯20°,主要雨帶位於長江中下游和淮河流域,使江淮一帶進入梅雨期;7月中旬脊線向北越過北緯25°,主要雨帶就移到黃河流域,使華北進入雨季,這時,江淮流域正處在高壓脊線控制之下,梅雨期結束而進入伏旱期,天氣酷熱少雨。脊線南側為東風帶,常常有東風波和颱風活動,產生大量的降水。因此,在7月中旬以後,華南又出現一條雨帶。西太平洋高壓和颱風的相互配置,決定着颱風的移動路徑。高壓強大且脊線呈東西向時,颱風穩定西行;高壓脊線呈西北—東南向時,颱風容易向西北移動,並在中國登陸;若高壓減弱和斷裂,則颱風往往北上登陸或轉向。

副熱帶高氣壓帶分佈規律

副熱帶高氣壓帶(圖4) 副熱帶高氣壓帶(圖4)
副熱帶高氣壓帶,位於北半球西北太平洋上的副熱帶高壓。 [6]  分佈於南、北緯30~40°間的大陸西岸。分佈還具有廣泛性,是唯一的除南極洲以外,世界各大洲都有的氣候類型。副熱帶高壓的東部是強烈的下沉運動區,下沉氣流因絕熱壓縮而變暖,所控制地區會出現持續性的晴熱天氣。而副熱帶高壓的西部是低層暖濕空氣輻合上升運動區,容易出現雷陣雨天氣。
隨着季節的更迭,副熱帶高壓帶的強度、位置也會發生明顯的季節變化。從1月到7月,副熱帶高壓主體呈現出向北、向西移動和強度增強的趨勢;從7月到1月,副熱帶高壓主體則有向南、向東移動和強度減弱的動向。這種季節性的變化,還具有明顯的緩慢式變化和跳躍式變化的不同階段。
副熱帶高氣壓帶位於副熱帶地區的暖性高壓。約位於南、北緯30度附近。此高壓帶是盛行西風帶和東風帶的分界,其高緯一側是西風帶。在副熱帶高壓控制下,天氣晴朗,在其西北一側是西南氣流治躍區(通帶雨區)。介於熱帶和温帶之間的高氣壓稱為副熱帶高壓,通常把控制太平洋地區的稱為太平洋副熱帶高氣壓。隨季節而變化,一般在10~40°N之間活動。

副熱帶高氣壓帶氣候特點

氣壓帶與降水的關係一般認為,高氣壓帶控制下,降水機會少,低氣壓帶控制下,降水的機會多。副熱帶高氣壓帶、極地高氣壓帶:盛行下沉氣流,降水機會少。原因是氣流下沉,温度越來越高,不利於水汽握結。赤道低氣壓帶、副極地低氣壓帶:盛行上升氣流,降水的機會多。原因是:氣流上升,氣阻逐漸降低,便於水汽的凝結。 [3] 
我國受副熱帶高氣壓帶影響如下。在副高的不同部位,出現的天氣情況是各不相同的。在副高區內,天氣一般晴朗,所以,當它長期控制某一地區時,往往會造成該地區的長期高温乾旱,但當條件適當時,也會出現局部性的雷陣雨;在副高的南側,是颱風頻繁活動的地區,在它的東風氣流裏,常有東風波形成並向西移動,影響黔桂以東、長江以南地區,發生雷陣雨和暴雨天氣;在副高的北側和西北側,由於西部的偏南氣流從海上帶來大量的水汽,當遇有西風帶低壓槽或低渦等天氣系統時,會產生大範圍的雨帶。 [4] 
赤道低氣壓帶上升的氣流,由於氣温隨高度而降低,空氣漸重,在距地面4~8公里處大量聚集,轉向南北方向擴散運動,同時還受重力影響,故氣流邊前進,邊下沉,各在南北緯30°附近沉到近地面,使低空空氣增多,氣壓升高,形成了南北兩個副熱帶高氣壓帶,它是因為空氣聚積,由動力原因形成的,屬暖性高壓。 [2] 
副高帶會對它所控制的地區的氣温造成影響。首先,赤道低壓屬熱力低壓,副熱帶高壓屬動力高壓,副極地低壓屬動力低壓,極地高壓屬熱力高壓。
由“熱低壓”產生的赤道低壓使氣流從赤道上升到高空,並向極地高壓流動。高空氣流不考慮與地面的摩擦,在地轉偏向力(北半球垂直氣流方向向右,南半球相反)的影響下,最終,在緯度30度附近氣流方向與緯線平行,阻礙了氣流運動,導致空氣發生聚集並下沉,由此形成一個動力高壓--副高。由於副高緯度較低,且空氣下沉導致降雨稀少,所以副高温度較高。
從赤道地區上空源源不斷流來的大氣,堆聚下沉,使近地面大氣密度增大,氣壓增高,從而形成高壓帶。屬動力作用形成的暖性高壓。由於受海陸分佈的影響,在夏季,副熱帶高壓帶常被大陸熱低壓切斷,僅保留在海洋上。 [1] 

副熱帶高氣壓帶其它相關

副熱帶高氣壓帶中國情況

一般而言,每年從冬季到夏季,西太平洋副熱帶高氣壓都會有規律地自南向北推移;從夏到冬,又有規律地自北往南撤退。熱帶與温帶之間過渡地區的暖性高氣壓帶,受海陸分佈的影響,常斷裂成為若干個孤立的暖性高壓,這些孤立的高壓,統稱為副熱帶高壓。這種高壓是控制熱帶、副熱帶地區的持久的大型天氣系統,其位置和強度隨季節而變化。影響我國的副熱帶高壓主要有西太平洋高壓、青藏高壓和南海高壓,其中以西太平洋高壓對我國的影響最大,是造成我國夏季旱澇變化的主要天氣系統之一。在副熱帶高壓的不同部位,出現的天氣情況是各不相同的。
副熱帶高壓區內,天氣一般晴朗,所以當它長期控制某一地區時,往往會造成該地區的長期高温乾旱,但當條件適當時,有時也會出現局地性的熱雷雨;在西太平洋高壓的南側,是颱風頻繁活動的地區,在它的東風氣流裏,常有東風波形成並向西移動,影響黔桂以東、長江以南地區,發生雷陣雨和暴雨天氣;在副熱帶高壓的北側和西北側,由於西部的偏南氣流從海上帶來大量的水汽,當遇有西風帶低壓槽或低渦等天氣系統時,會產生大範圍的雨帶。據統計,這一雨帶在西太平洋高壓西部脊線以北的5~8個緯度一帶,一般呈東西向。我國的華南雨季、江淮的梅雨期、華北雨季等都與西太平洋高壓向北移動有密切關係。這一雨帶在某一地區停留的時間長短,直接關係到該地區的旱澇。一般來説,雨帶停的時間越長,出現洪澇的次數越多,停留的時間短,易出現乾旱。青藏高壓的位置與長江流域的梅雨及陝、青、甘的大一暴雨有密切的關係。
一、副高西部的偏南氣流是向我國大陸東部輸送太平洋暖濕水汽的天然“傳送帶”。大家知道,高氣壓是指氣壓分佈狀況而言;從氣流狀況説,副高是個巨大的反氣旋,在北半球,氣流從高壓中心按順時針方向向外旋轉流出,在高壓西部形成偏南氣流;就廣大範圍內大團空氣的温度、濕度説,副高區域是一個龐大的濕熱的熱帶海洋氣團。在夏半年,正是依靠副高西部的偏南氣流,才把形成於副熱帶太平洋上的熱帶海洋氣團的濕熱空氣,源源不斷輸送到我國大陸廣大地區,從而為形成降水提供充足的“原料”;在這同時,它還把副熱帶海洋的一部分熱量隨着氣流輸入我國,使我國夏季氣温普遍高於同緯度世界其他地區,此“功”亦不可沒。
二、副高的強弱和位置是直接影響我國夏季雨帶分佈的“指揮棒”。不難明白,前述副高西部的偏南氣流,其實就是夏季盛行的偏南風——濕熱的夏季風的一支:東南季風。但是,濕熱氣流只為降水提供了可能性,只有當它一旦與北方南下的冷空氣交鋒,才能形成大範圍的降雨帶。正是因為副高位置隨季節而變化:冬季偏南,夏季偏北,使夏半年我國鋒面雨帶也自南而北漸次推進,因而南北雨季開始早遲也不同。春末,南嶺一帶進入雨季。夏初,副高勢力增強向北、向西擴張,暖濕的偏南氣流沿副高西部邊緣北上,與來自北方的乾冷空氣交鋒於江淮地區,形成梅雨天氣。盛夏季節,勢力進一步增強的副高繼續北跳,雨帶也隨之推到華北、東北地區。入秋,副高南撤,雨帶跟着南移。這就是我國南方雨季開始早結束遲持續時間長,北方雨季開始遲結束早持續時間短的原因。
三、副高中心盤踞的“營地”必然是個大“火爐”。7~8月間,地處副高“營地”的江淮一帶,在高壓下沉氣流影響下,氣温升高,水汽不易凝結,天氣炎熱乾燥,形成伏旱天氣:人們汗流浹背,農業生產抗旱任務很重,工業生產和人們生活用水緊張,不少同學深受暑熱煎熬。製造這樣的大“火爐”是副高的“功勞”。
四、反常的副高是造成我國大範圍旱澇災害天氣的禍首。夏季,我國東部天氣的晴雨冷熱變化,在很大程度上取決於副高的強弱。副高的位置和強弱一旦異常,其西部表現為東南季風的偏南氣流的位置和強弱也就隨之變化。夏季風強的年份,鋒面很快就推進到北方;弱的年份,鋒面就在南方徘徊。鋒面徘徊很久的地方,往往多雨,鋒面滯留時間很短的地方,往往缺雨。可見,我國夏半年,在同一時期常常是此處澇、彼處旱;在同一地區,則常常會此時澇、彼時旱,這在很大程度上是由於副高在作怪。因此,我國各地降水量年際變化相當大,常常出現大範圍的旱澇災害天氣。

副熱帶高氣壓帶夏天情況

副熱帶高壓的不同部位,往往會造成該地區的長期高温乾旱,但當條件適當時,有時也會出現局地性的熱雷雨;在西太平洋高壓的南側,是颱風頻繁活動的地區,在它的東風氣流裏,常有東風波形成並向西移動,影響雲貴以東、長江以南地區,發生雷陣雨和暴雨天氣;在副熱帶高壓的北側和西北側,由於西部的偏南氣流從海上帶來大量的水汽,當遇到西風帶低壓槽或低渦等天氣系統時,會產生大範圍的雨帶。
據統計,這一雨帶在西太平洋高壓西部脊線以北的5~8個緯度一帶,一般呈東西向。我國的華南雨季、江淮的梅雨期、華北雨季等都與西太平洋高壓向北移動有密切關係。這一雨帶在某一地區停留的時間長短,直接關係到該地區的旱澇。一般來説,雨帶停的時間越長,出現洪澇的次數越多,停留的時間短,易出現乾旱。

副熱帶高氣壓帶乾旱原因

在西太平洋高壓控制下的地區,有強烈的下沉逆温,使低層水汽難以成雲致雨,造成晴空萬里的穩定天氣,時間長久了可能出現大範圍乾旱。
副高是向我國大陸輸送水汽的重要系統。我國降水的水汽來源,雖然主要依靠西南氣流從印度洋輸送來,而太平洋副高的位置、強度和活動,不僅對西南氣流的水汽輸送有關,而且還影響着它南側的東南季風從太平洋向大陸輸送來的水汽。同時,西太平洋副高的北側是沿副高北上的暖濕空氣與中緯度南下的冷空氣相交綏的地帶,往往形成大範圍的陰雨天氣,是我國大陸地區的重要降水帶。
因而,我國降水帶的南北移動同西太平洋副高的季節活動相一致,通常降雨帶位於副高脊線以北約5-8個緯度。
每年2~4月,副高脊線穩定在18~20N間時,我國華南地區出現連續低温陰雨天氣。6月副高脊線北跳越過20N,穩定在20~25N間,降水帶位於長江下游和日本一帶,正是梅雨季節開始的時期。由於每年副高的勢力強弱不同,北進快慢有別,梅雨期的長短和入梅、出梅的早晚都有很大差異。梅雨可以出現在5~7月間的各個時段。出現在5月的梅雨稱為早梅雨出現在6~7月的梅雨稱正常梅雨。一般在6月中旬前後入梅,7月上旬出梅,梅雨期平均約20天。
造成梅雨期連續降雨過程的天氣系統,主要是準靜止鋒、切變線和西南低渦。
這些系統在長江中下游地區的連續出現或移、停滯,都能造成大面積的洪澇。到7月份,副高脊線再次北跳,降雨帶從長江流域推移到黃淮流域。長江中、下游的梅雨結束,開始被西太平洋副高所控制,天氣變得炎熱少雨。如果副高強大,控制時間長久,將造成嚴重乾旱現象。從7月底到8月初,高壓脊線進一步越過30°N,雨帶也北移至華北、東北地帶。9月上旬,高壓脊線開始向南回跳,雨帶也自北南移。
上述情況僅僅是西太平洋副高活動對我國天氣影響的一般規律。
實際上,副高的南、北季節性移動經常出現異常,造成一些地區乾旱;另一些地區水澇的反常天氣。

副熱帶高氣壓帶影響

副高是指南、北半球副熱帶地區的高壓系統,其水平範圍可達數千公里。副高是行星尺度天氣系統——水平尺度在3000千米以上,生命期為3~10天或更長的天氣系統,在天氣系統中水平尺度、時間尺度均為最大。它常年存在,是一個穩定而少動的暖性深厚天氣系統。在夏季,因為強度大,其範圍幾乎可佔整個北半球面積的1/5至1/4;在冬季,它的強度和範圍都會減小。 [8] 
一般來説,副高夏季主要活躍在東經130°至180°、北緯20°至30°之間。但它個性極不安分,喜歡到處轉彎。夏季,副高主要盤踞在我國華南江南江淮黃淮等東部季風區。鼎盛時期,其勢力還擴張到西南地區東部和西北地區東南部。雨帶的變化、高温的持續、颱風的走向,大多數的天氣變化都與其形影不離。 [8] 
副高是“雨水製造機”,它的強弱和位置是直接影響我國夏季雨帶分佈的“指揮棒”。副高西部的偏南氣流是向我國大陸東部輸送太平洋暖濕水汽的天然“傳送帶”,而其南側的東風帶則是熱帶降水系統活躍的地區。一般而言,每年從冬季到夏季,副高會有規律地自南向北推移;從夏到冬,又有規律地自北往南撤退。我國降水帶的南北移動同副高的季節活動相一致,通常降雨帶位於副高脊線以北約5至8個緯度。隨着它的位置自南向北移動,從每年3、4月份開始,我國會陸續出現華南前汛期、江南-長江中下游-江淮流域梅雨、華北雨季、東北雨季等。 [8] 
副高能讓多地“高燒不退”。副高控制的區域,相當於在地面上扣了一個大蒸籠,將出現持續晴熱天氣。這是因為副高的內部盛行下沉氣流,空氣增温強烈,低層水汽難以成雲致雨;此外,氣壓梯度小,所以風力微乎其微。在這種狀態下,太陽輻射可以更多到達地面,使得地面和近地面大氣獲得更多的熱量,大氣温度明顯攀升。因而在副高控制的地區,往往高温少雨。如果副高強盛,就非常容易開啓“燒烤”模式,局地氣温甚至破歷史極值。 [8] 
副高還是颱風的“指揮棒”。影響我國的颱風大多數都生成於西北太平洋。西北太平洋上生成的颱風,又大多產生於副高的南緣,並沿着副高的外圍移動。通常而言,當副高呈東西帶狀,且強度穩定時,其南側的颱風將向西移動,路徑穩定;如果副高強度不強,颱風移動到其西南側時,會導致副高東退收縮至海上,颱風也有可能因此轉而向北移動;另外,颱風還可使較弱的副高斷裂,並從其中間穿過北上。 [8] 
參考資料
  • 1.    饒元春,潘小其等編著.中學教師手冊 地理:南方出版社,2000.08:第236頁
  • 2.    史春偉編著.我們的地球家園 自然界的大氣與天氣:安徽師範大學出版社,2012.01:第18頁
  • 3.    劉銀生.風壓帶與降水[J]:中學地理教學參考,1992(05):22
  • 4.    劉志勇.談"副高"的認識誤區:中學地理教學參考,2008:29-30
  • 5.    科普閲讀:南海夏季風的四幕劇  .中國氣象局[引用日期2022-05-25]
  • 6.    四種氣象術語  .蚌埠市人民政府[引用日期2022-07-24]
  • 7.    什麼是副熱帶高壓?  .中國氣象局政府門户網站[引用日期2022-07-27]
  • 8.    副高——極具個性的雨熱“大導演”  .中國氣象科普網[引用日期2022-09-09]
  • 9.    王明華,李在元,代克化編著.新能源導論[M].北京:冶金工業出版社,2014.05:291.