西風急流

西風急流，是盛行於西風帶對流層上層或平流層中一股強而窄的氣流。水平寬度幾百公里，垂直厚度幾公里，長几千公里彎彎曲曲自西向東圍繞整個半球。 ^[13]  急流軸線上風速並不均勻，有一個或多個風速極大值中心，也可能出現急流中斷（當風速小於30m/s，即不算急流）、分支或匯合。急流中心風速一般50 - 80m/s，有時可達 100 - 150m/s。東亞海上和日本上空的急流最強，冬季曾達到150—180m/s，甚至達到200m/s。急流兩側的風速水平切變最強可達每百公里 20－30m/s，甚至達40m/s。飛機在強切變區飛行會發生劇烈顛簸。急流軸位置和中心強度隨季節而異，北半球冬季，平均約在北緯27°的200hPa附近；夏季，約在北緯42°的200 - 300hPa之間。

和極鋒相聯繫的西風急流稱極鋒急流或温帶急流。它一般出現在對流層頂斷裂處。極鋒急流中心的左前方存在着高空輻散，有利於氣旋的發生、發展。氣旋有沿急流軸移動的特性，所以急流活動區多氣旋活動。在副熱帶對流層頂出現的西風急流稱副熱帶急流。極鋒急流與副熱帶急流常在日本南部上空匯合，所以在那裏形成急流最強的地區。另外，在各半球的極地平流層50 - 60km附近還出現一支西風急流，稱為極夜急流，它的活動規律和影響還有待進一步研究。 ^[2] 

對於西風急流，Yeh ^[3]  最早發現冬季高原的阻擋使得北半球中高緯的西風急流產生分叉，在高原的南北兩側各形成一支急流，並指出東亞地區大氣環流的季節轉換具有突發性特點。

近期的研究發現東亞高空西風急流向北的躍遷發生在5月初，早於南亞季風的爆發時間 ^[4]  。春、秋季西風急流在青藏高原躍遷的中值日期分別為4月28日和10月12日 ^[5]  。李生海等 ^[6]  分析了西風急流在喜馬拉雅山中段極高海拔區的季節轉換特徵，説明季節轉換期間各氣象要素的變化具有突變特徵。

北半球中緯度西風急流是對流層上部持續存在的行星尺度環流系統，其變率對區域天氣、氣候有重要影響。大量研究表明：作為西風急流中心區的東亞西風急流，與亞洲、西北太平洋地區的天氣和氣候變化有密切關係，分析其變化特徵及其與地面氣象要素的關係可以加深對東亞季風變率的理解，加深對東亞區域氣候變化的認識。 ^[7] 

研究表明：東亞西風急流的變率可以在多種時間尺度上影響區域氣候。首先，在高頻的天氣、季節尺度上，東亞西風急流與熱帶對流活動、冷湧爆發、季風突變和我國冬季降水等現象有密切關係。200 hPa東亞西風急流加強將導致冷湧發生，冷湧的強度與中緯度反氣旋強度和東亞局地經向環流強度有關 ^[8]  。Lau等指出東亞西風急流在冬季通過對冬季風強度的顯著影響進而影響地表氣候要素 ^[9]  。其年內季節變化過程中的兩次北跳與夏季風關係密切。此外，副熱帶西風急流位置的移動能引發定常波的相應變化。 ^[7] 

其次，在年際尺度上,東亞中緯度西風急流強度和位置移動對我國季風降雨、亞洲-太平洋-美洲冬季氣候異常等存在顯著影響。Yang等認為冬季中緯度高空西風急流對亞洲和太平洋地區來説是重要的大氣環流系統，起到聯繫亞洲和北美氣候因子的重要作用。冬季東亞中緯度西風急流加強伴隨着許多大尺度環流系統的加強，如西伯利亞高壓、東亞大槽、阿留申低壓和北美西北部高壓脊，其影響可以通過一系列波列而傳播。當西風急流加強時，東亞冬季風加強，東亞可能盛行冷乾性質的空氣，冷空氣活動頻繁直接導致東亞地表温度降低和降水減少。Jhun等也用與西風急流有關的經向風切變來定義東亞中緯度冬季風的強度。楊素英等認為急流是影響我國東北冬季氣温異常的重要因子 ^[10]  。 ^[11] 

根據東亞地區西風急流月平均位置的方差分佈，選取各月南北兩個活動中心對應的正規化u200差作為當月東亞副熱帶西風急流指數，正(負)急流指數異常代表東亞副熱帶西風急流異常偏南(北)。其研究發現，夏季正的東亞西風急流指數對應着東亞副熱帶西風急流異常偏南，夏季長江中下游及江南、華南降水偏多，東亞夏季風強度偏弱；負的東亞西風急流指數對應着東亞副熱帶西風急流異常偏北，東亞夏季風強度偏強。Liang等認為西風急流的南北位置移動可以影響雨帶位置。急流振盪指數與降水的正相關區域在6— 8月(1— 3月)位於我國中南部(南部)，負相關區域在10月(11月)位於我國南部(南海地區)。除此之外，5— 6月(1— 2月)的急流振盪指數對我國北方(南方)下1個月的降水變率有預測意義。Lin等指出當西風急流向赤道方向移動時，南亞高壓在7— 8月向東南方向撤退，同時伴隨着西北太平洋副熱帶高壓在6月和8月向赤道移動 ^[7]  。

此外，很多要素可以影響緯向風和西風急流。如Hou利用GCM模擬結果表明:冬季Hadley環流的加強伴隨着副熱帶和中緯度的西風垂直切變的加強，中緯度地區變冷，高緯度變暖。Liang等認為東亞西風急流與ENSO有密切的關係。因此，西風急流也可能是一些氣候要素之間遙相關聯繫的一種途徑。 ^[7] 

對於我國冬季氣候變化，很多研究強調大氣環流或近地面氣候因子對温度和降水的影響。影響我國絕大部分地區冬季氣候的主要因子是冬季風，其強度與亞洲中高緯度的冬季温度和降水存在顯著負相關。當西伯利亞高壓中心強度偏強一個標準差時，亞洲大陸的大部分地區降水都減少5%以上，温度下降達0.3 ℃或更多 ^[12]  。但是這些分析較少考慮高空環流系統對我國冬季氣候的影響。在行星尺度上西風急流和Hadley環流是影響對流層中下層大氣環流變化以及我國温度和降水的重要動力系統。

毛睿等 ^[7]  利用1957— 2001年歐洲中期數值天氣預報中心再分析資料及地面台站觀測資料，分析了冬季東亞西風急流與我國氣候的關係：當西風急流強度偏強時，西風急流位置偏北，此時在急流入口區左側由於氣流輻合造成低層氣壓上升，在出口區左側則由於氣流發生強烈輻散，引起低層氣壓下降，所以西伯利亞地區上空從對流層低層到中層高度值升高，北太平洋高度值降低，東西向氣壓差加大的形勢，同時東亞大槽偏強，海陸氣壓差加大和東亞大槽偏強，導致冬季風強度偏強，引起我國從北到南的陸面降温,同時30°～ 40°N低層有下沉氣流，使得華北、華中和長江中下游地區降水偏少；當西風急流強度偏弱時，西風急流位置偏南，整個東亞地區存在南風異常，東亞冬季風較弱，在25°N附近有上升氣流，此時華南和內蒙古、華北降水偏多，內蒙古地表温度偏高。