第九講東亞季風(fēng)與冷涌

第九講東亞季風(fēng)與冷涌第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一9.1冬季風(fēng)的形成和變率亞洲冬季風(fēng)起源于西伯利亞高壓。當(dāng)高壓離開源地向南爆發(fā)時(shí)在其東側(cè)和南側(cè)可產(chǎn)生很強(qiáng)的北風(fēng)和東北風(fēng)，這就是冬季風(fēng)（圖9.1(a)）。這種強(qiáng)北風(fēng)和東北風(fēng)的產(chǎn)生很大程度上與非地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。當(dāng)東北季風(fēng)向南流向南海及印尼一帶時(shí)，可形成冷涌，最后流入到赤道區(qū)的赤道槽內(nèi)，加強(qiáng)那里的對(duì)流和降水（圖9.1(b)）。第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一

圖9.1（a）1971-2000冬季平均850hPa平均風(fēng)場(chǎng)；（b）5個(gè)冬季（1980～1984年12月～2月）850hPa經(jīng)向風(fēng)為北風(fēng)時(shí)的出現(xiàn)頻率第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一西伯利亞高壓的向南移動(dòng)與寒潮爆發(fā)密切有關(guān)，而后者與大尺度環(huán)流形勢(shì)或長(zhǎng)波的發(fā)展有關(guān)。圖9.2給出了西伯利亞高壓的路徑。可以看到有三條主要的路徑。第一條時(shí)西北路徑，最常出現(xiàn)，占所有西伯利亞高壓路徑（1980～1984年5個(gè)冬天）的64％左右；第二條路徑是西方路徑，高壓主要在50oN以南從西向東移動(dòng)，即高壓進(jìn)入新疆，再東移到蒙古西部，最后達(dá)到華東。這種路徑的反氣旋占27％左右。有一小部分高壓（約10％）沿第三條路徑移動(dòng)，它們主要影響東北、朝鮮和日本海。第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.21980～1984年5個(gè)冬季（12月～2月）侵入中國(guó)的西伯利亞高壓路徑。左下角是西伯利亞高壓路徑的概略圖第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一在北半球冬季季風(fēng)期，行星尺度的主要對(duì)流區(qū)從一般在印度夏季位置移到所謂近赤道的海洋大陸地區(qū)，即馬來西亞、印尼和南海。雖然熱力直接環(huán)流基本上與夏季相似，但冬季風(fēng)具有明顯不同的特征，它在近赤道地區(qū)的強(qiáng)對(duì)流性降水及潛熱釋放是直接位于很冷的亞洲大陸之南，以此造成強(qiáng)的南北加熱梯度。這不僅是冬季全球最主要的熱源，而且也是整個(gè)大氣中所有系統(tǒng)中最大的熱源。第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一低空輻合和高空輻散中心位于同一地區(qū)，即在西南太平洋的新幾內(nèi)亞以東地區(qū)（圖9.3）。這個(gè)特征反映了在這里有最強(qiáng)的深對(duì)流活動(dòng)。這個(gè)大范圍的對(duì)流區(qū)不但為射出長(zhǎng)波輻射的分析所證實(shí)（從蘇門答臘到180oE沿10oS有一條云量最大值區(qū)，其主要中心恰位于新幾內(nèi)亞以東），而且也為熱源的直接計(jì)算所證實(shí)。從這個(gè)冬季風(fēng)環(huán)流的主要上升運(yùn)動(dòng)區(qū)流出的氣流向南、北流動(dòng)，以此在南北半球形成行星尺度的局地哈得萊環(huán)流，即從印尼上升而分別在華北和澳大利亞南部下沉。在200hPa最強(qiáng)的輻散南風(fēng)（北風(fēng)）位于10oN，140oE（30oS，160oE）。從印尼流出的高空輻散氣流也流向東面，輻合入赤道東太平洋地區(qū)。而在東印度洋有第二個(gè)高空輻散中心。在其它年份或更長(zhǎng)年份的平均圖上，這個(gè)輻散中心并不明顯。這時(shí)可形成兩個(gè)以印尼為上升支的兩個(gè)瓦克環(huán)流，東面的下沉支在赤道中東太平洋，西部的瓦克環(huán)流通過印度洋在非洲東岸下沉。第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一輻散風(fēng)分布圖9.3上圖：200hPa下圖：850hPa第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一簡(jiǎn)單的看來，行星尺度的冬季風(fēng)環(huán)流可以看作是東亞局地哈得萊環(huán)流的一部分。對(duì)流層下部的一支即為流向赤道的東北氣流。這支氣流不斷地受到來自西伯利亞冷空氣涌的增強(qiáng)。它的上升支由海洋大陸附近赤道槽中的強(qiáng)對(duì)流造成。這支局地哈得萊環(huán)流的強(qiáng)度對(duì)于冬季緯向平均的經(jīng)向輸送是最重要的。與夏季風(fēng)有中斷和活躍時(shí)期之分有些類似，這個(gè)環(huán)流的強(qiáng)熱源也有明顯的脈動(dòng)，這主要表現(xiàn)為海洋大陸地區(qū)半靜止赤道槽強(qiáng)度的變化和南海傳播性天氣尺度擾動(dòng)的發(fā)展和衰減。近赤道對(duì)流系統(tǒng)隨時(shí)間的加強(qiáng)，有些是與中國(guó)沿海的冷涌有關(guān)，這種冷涌主要在大氣最低層明顯。第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一像夏季風(fēng)一樣，冬季風(fēng)也有明顯的中期變化，即有活躍期和不活躍期（中斷期）。每個(gè)時(shí)期有5～8天的時(shí)間。在活躍期，在華南沿海地區(qū)最低1～2km出現(xiàn)非常強(qiáng)的冷涌，而中斷期的特征是在南海出現(xiàn)異常的持續(xù)地面南風(fēng)。根據(jù)5個(gè)冬天8次異常活躍冬季風(fēng)和5個(gè)異常不活躍冬季風(fēng)個(gè)例的綜合研究，基本上肯定了前面所述的環(huán)流演變過程，但也揭示了活躍期和中斷期環(huán)流系統(tǒng)和過程的顯著差異。在活躍期開始，許多行星尺度的環(huán)流系統(tǒng)幾乎同時(shí)加強(qiáng)，包括高空槽東移，華南沿岸冷涌爆發(fā)，熱帶對(duì)流區(qū)輻散環(huán)流加強(qiáng)以及太平洋和印度洋瓦克環(huán)流加強(qiáng)，東亞局地哈得萊環(huán)流的高空回流支也加強(qiáng)，這又使東亞急流中心加強(qiáng)，同時(shí)西亞急流明顯減弱。在冷涌的中斷期，中緯度環(huán)流都表現(xiàn)出相反的變化。熱帶的變化雖不夠明顯，但也有相反變化的趨勢(shì)。這種冷涌活躍和不活躍期熱帶相應(yīng)在組織程度上的差別表明，冬季的熱帶大氣似是由中緯所強(qiáng)迫而不是反之，至少在東亞和太平洋地區(qū)是如此。第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一在冷涌期間亞洲－太平洋地區(qū)的行星尺度環(huán)流具有顯著的幾天時(shí)間尺度的短期變化。在華南沿岸冷涌出現(xiàn)前，華北冷平流引起的冷卻作用增強(qiáng)，通過加強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)使東亞局地哈得萊環(huán)流加強(qiáng)，與華北熱匯加強(qiáng)的同時(shí)，以日本為中心的東亞急流加強(qiáng)，這是由于哈得萊環(huán)流加強(qiáng)后高層非地轉(zhuǎn)氣流增強(qiáng)的結(jié)果。中心在阿富汗和巴基斯坦的亞洲西部的急流變化與東亞急流的變化反向，后者的最小值略落后于前者之最大值。這種反向關(guān)系可能是由高層向赤道的經(jīng)向風(fēng)產(chǎn)生的科氏力減速造成。這種經(jīng)向氣流在冷涌前和之間皆出現(xiàn)于急流上游地區(qū)。在日本北部加深的高空槽迅速的東移可能是華南沿岸東北冷空氣爆發(fā)的前兆。在冷涌之后不久，南海赤道地區(qū)天氣尺度擾動(dòng)中的對(duì)流將加強(qiáng)，以此維持或增強(qiáng)已經(jīng)加強(qiáng)的局地哈得萊環(huán)流，但是局地哈得萊環(huán)流的增強(qiáng)在冷涌之后并不會(huì)持續(xù)太長(zhǎng)（不超過1天）。第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一來自南海的高空流出氣流也沿赤道流向中東太平洋的非洲東岸，以此加強(qiáng)東西瓦克環(huán)流圈。這表明，雖然近赤道地區(qū)的對(duì)流受來自北方中緯度寒潮爆發(fā)的脈動(dòng)影響，但它們自身的影響并不一定顯著地反饋到北部中緯度環(huán)流中。因而冷涌似乎是中緯度控制的現(xiàn)象，它可能影響到極南的大范圍赤道地區(qū)。圖9.4是上述整個(gè)過程的示意圖。由上可見，南海冬季季風(fēng)的爆發(fā)和脈動(dòng)雖然是一次次天氣尺度的過程，但它與天氣尺度和行星尺度的過程有密切關(guān)系。像前面已經(jīng)指出，南海冷涌時(shí)期，局地哈得萊環(huán)流將加強(qiáng)，同時(shí)東西向環(huán)流也加強(qiáng)，因而海洋大陸的高空流出穩(wěn)定加強(qiáng)并持續(xù)幾天。日本附近的高空急流也加強(qiáng)，整個(gè)來說，冷涌期間中緯和熱帶的一些主要環(huán)流系統(tǒng)表現(xiàn)出顯著相關(guān)和一致的變化，這也是中低緯相互作用的一種方式。第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.4南海冷涌前后環(huán)流和天氣過程演變的概略圖第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一9.2冷涌的形成和傳播冷涌產(chǎn)生的背景是在300hPa中緯地區(qū)有一對(duì)準(zhǔn)靜止的長(zhǎng)波槽脊。脊位于東亞大陸，它維持了西伯利亞高壓。槽一般在日本鄰近，它為東亞沿岸提供了一個(gè)匯合區(qū)。冷涌的啟動(dòng)機(jī)制有兩種：一是黃河/東海地區(qū)的下沉運(yùn)動(dòng)，這由沿長(zhǎng)波槽傳播的一些短波槽的斜壓加強(qiáng)引起。地面輻散流推動(dòng)冷空氣向南移動(dòng)。這種下沉運(yùn)動(dòng)是日本上空東亞急流入口區(qū)直接環(huán)流的一部分。上升區(qū)一般位于下沉區(qū)以南10o緯距的地區(qū)。因而東亞冷涌從冷空氣源區(qū)釋放緯向有效位能。啟動(dòng)冷涌的另一個(gè)機(jī)制是氣候的季風(fēng)環(huán)流對(duì)中緯過程影響的一種非地轉(zhuǎn)補(bǔ)償現(xiàn)象。當(dāng)移動(dòng)性槽進(jìn)入平均急流的匯合區(qū)時(shí)，可增加西風(fēng)動(dòng)量輻合從而引起迅速的西風(fēng)加速。相應(yīng)于急流強(qiáng)度增加的次級(jí)環(huán)流在入口區(qū)是熱力直接的，在出口區(qū)是間接的。這些環(huán)流隨急流一起移動(dòng)，在通過亞洲沿岸時(shí)，直接次級(jí)環(huán)流可增強(qiáng)季風(fēng)環(huán)流圈。隨著大陸氣壓上升，南海氣壓下降，地面出現(xiàn)強(qiáng)偏北變壓風(fēng)，這就是冷涌。第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一冷涌向赤道地區(qū)的傳播是非常迅速的。圖9.5是沿中國(guó)東南沿海和南海地區(qū)冷涌的演變實(shí)例。在1974年12月3日12Z和5日12Z（世界時(shí)）先后有兩次冷涌出現(xiàn)，它們與鋒面的過程有關(guān)。在南海北部，冷空氣非常迅速地侵入到18oN左右，以后以略慢的速度向赤道移動(dòng)。第二次冷涌在10月12Z開始。冷涌之后一直南到12oN溫度幾乎同時(shí)下降和氣壓上升，在南海西部的西沙站，也可觀測(cè)到中等程度的溫度下降以及第一次冷涌引起的氣壓上升。但在南海東北的東沙站，由冷涌造成的溫壓變化一點(diǎn)也不明顯。這說明沿臺(tái)灣海峽及南嶺以東的中國(guó)東南沿海南流的冷空氣在南海東北受海洋影響變性相當(dāng)快，而在南海西部，起源南嶺以西華南沿岸的冷空氣在陸地上停留較久，因而要更冷一些。這股空氣沿越南沿岸南流，伸入到近赤道地區(qū)，因而在冬季（如12月）地面平均氣溫圖上，在越南沿?？煽吹揭惠^冷的地區(qū)。這除了冷涌作用外，也由于沿岸的水溫比南海其它地區(qū)較冷的緣故（圖9.6）。由上可見，在東北季風(fēng)季，冷涌的西部和東部有明顯不同程度的海氣相互作用。第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.5（a）1974年12月地面溫度時(shí)間剖面圖（沿東北－西南方向），圖相應(yīng)于東南沿海的南海地區(qū)；（b）同（a），但是對(duì)低空風(fēng)速（nmile·h-1）第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.6冷涌過程示意圖，T1和T2分別表示T0之后12～24和24～48小時(shí)第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)冷涌向赤道方向傳播的時(shí)候，有一半以上的情況（對(duì)冬季MONEX時(shí)期）表現(xiàn)為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段的特征主要為地面氣壓顯著上升，第二階段則為地面露點(diǎn)急降。在這兩個(gè)階段之后地面風(fēng)通常加強(qiáng)，出現(xiàn)北風(fēng)加速。天氣分析和衛(wèi)星云圖確定，第二階段實(shí)際上即一般所謂冷鋒過境，在南海平均南移速度為～11m·s-1（圖9.7）。第二階段在天氣圖上很難追蹤，它的移速很快，平均南移速度約40m·s-1。從這個(gè)傳播速度以及地面風(fēng)與等壓線交角的時(shí)間變化看，第一階段可能是重力波，這個(gè)解釋與Lim和Chang的理論工作是一致的。他們指出，在風(fēng)－質(zhì)量調(diào)整過程中重力波型的瞬變運(yùn)動(dòng)在熱帶會(huì)產(chǎn)生涌，其情況很類似于前面的觀測(cè)結(jié)果。兩個(gè)階段之間一般有幾小時(shí)到大約一天的時(shí)間間隔。在上游臺(tái)站較短，下游臺(tái)站較長(zhǎng)。第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.7冷涌?jī)呻A段傳播示意圖。（a）不受阻擋的前邊緣；（b）不受阻擋的冷鋒第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一冷涌的出現(xiàn)是世界范圍的。冷涌除了在東亞地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)以外，在落基山東坡的北風(fēng)冷涌在冷季也經(jīng)常觀測(cè)到。它可以影響北美的大平原和墨西哥沿岸地區(qū)的天氣。它可以導(dǎo)致這些地區(qū)在一天內(nèi)溫度下降30℃，北風(fēng)強(qiáng)度可達(dá)20m·s-1以上。在有利的大尺度天氣形勢(shì)下，起源于北美中高緯度的冬季冷涌可以向南傳播到熱帶地區(qū)。中美洲的冷涌能夠在墨西哥東部和中美洲引起明顯的降溫，陣性強(qiáng)，冷季的大雨以及加勒比海地區(qū)海溫的降低。在南美安底斯山以東，冷空氣侵入到熱帶和副熱帶地區(qū)，一年四季都可發(fā)生，極端的冬季冷涌事件可在阿根廷東部到巴西南部的大范圍地區(qū)產(chǎn)生霜凍。許多研究揭示，安底斯山以東的冷涌與世界上其它地區(qū)的冷涌在結(jié)構(gòu)上是類似的。第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一世界各地區(qū)的冷涌雖然具有一定的區(qū)域差異和不同的變率，但它們的演變與結(jié)構(gòu)有相似性。首先，它們是起源于中高緯擾動(dòng)通過與發(fā)展的時(shí)期，這時(shí)，一個(gè)冷空氣堆建立起來，并且在山脈以東形成大尺度向極地的氣壓梯度。第二是以后冷空氣都以淺薄的冷蓋（～2km厚）形式向南傳播，在其前緣造成突然的溫度下降，并有流體靜力學(xué)引起的氣壓脊（涌升）相伴。當(dāng)冷涌移入熱帶地區(qū)時(shí)，強(qiáng)烈的地表熱通量使冷空氣減弱，冷涌逐漸失去了其冷空氣特征，但仍保持強(qiáng)的經(jīng)向風(fēng)和低露點(diǎn)溫度。因?yàn)檠乩溆壳把赜袕?qiáng)的低空輻合，因而經(jīng)常在熱帶與副熱帶激發(fā)深對(duì)流的發(fā)生發(fā)展。圖9.8是沿北半球南北向山脈冷涌從中緯移入副熱帶的概念模型。第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.8沿北半球南北向山脈冷涌從中緯移入副熱帶的概念模型。冷涌的前沿是地面冷鋒，細(xì)曲線代表地面等壓線；H與L分別是地面反氣旋和槽的位置；虛線是中層波動(dòng)的位置與位相第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)冷涌到達(dá)近赤道地區(qū)后（尤其在海洋大陸），會(huì)產(chǎn)生大量云系，其中有明顯的深對(duì)流。圖9.9（a）響冬季風(fēng)云系和降水的主要天氣尺度環(huán)流系統(tǒng)。一般在整個(gè)熱帶季風(fēng)區(qū)都可有深對(duì)流和暴雨，但最顯著的地區(qū)位于南半球季風(fēng)槽及其以北從蘇門答臘經(jīng)過印尼到西南太平洋一帶，這里有最強(qiáng)的天氣尺度過程的強(qiáng)迫作用。在馬來西亞、印尼、澳大利亞北部和新幾內(nèi)亞強(qiáng)對(duì)流的日變化很大，這可能與海陸風(fēng)效應(yīng)有關(guān)，另外這里天氣尺度變率也很大，因?yàn)橄驏|傳播和向西傳播的云系都到達(dá)這里。當(dāng)有大尺度冷涌以偏北風(fēng)形式入侵，同時(shí)有西傳的赤道擾動(dòng)移入時(shí)，加里曼丹北部海面上空的對(duì)流活動(dòng)便增加。對(duì)流活動(dòng)的形成一般開始于午夜。離岸的陸風(fēng)在加里曼丹北面不遠(yuǎn)處與冷涌氣流相遇而產(chǎn)生輻合，在那里形成對(duì)流單體。以后這些對(duì)流單體不斷發(fā)展，逐漸演變成為有組織的對(duì)流系統(tǒng)－中尺度云砧，并伴有水平范圍約200km左右的降水區(qū)。早上8時(shí)（地方時(shí)）許，海上對(duì)流活動(dòng)最為旺盛，中午過后海風(fēng)開始，對(duì)流云系便開始減弱。第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.9（a）影響冬季風(fēng)區(qū)云系和降水的主要天氣尺度環(huán)流系統(tǒng)。在整個(gè)海洋大陸都存在海陸風(fēng)引起的對(duì)流活動(dòng)。點(diǎn)陰影區(qū)是與東北季風(fēng)和冷涌有關(guān)的低云和降水區(qū)；斜線陰影區(qū)代表130oE以西降水量大于150cm（11月1日到4月30日）的地區(qū)；三角區(qū)代表冬季MONEX（1978年12月6～26）期間海洋船的位置；第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一（b）加里曼丹北部離岸的中尺度對(duì)流云系于降水發(fā)生過程示意圖第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一冬季副熱帶急流從高原南緣通過，這時(shí)西風(fēng)急流中的低槽可從印度西北里海地區(qū)南下，在阿拉伯海北部沿反時(shí)針路徑繼續(xù)東移，這種低槽也叫西方擾動(dòng)，主要影響印度北部的天氣。研究表明，上游阻塞形勢(shì)的建立有利于這種低槽的活躍和增強(qiáng)。當(dāng)這種低槽在喜馬拉雅山南麓東移，移出印度后可到達(dá)中國(guó)，影響中國(guó)的天氣，這就是南支槽。這種槽槽前是冷區(qū)，槽后是暖區(qū)。當(dāng)它過境時(shí)，槽前有淺薄的東風(fēng)層發(fā)展，氣壓降低，露點(diǎn)較高。高空槽后有濕的逆溫層存在。風(fēng)向的切變是從ENE到SW，氣壓升高，露點(diǎn)降低。在西北氣流區(qū)下方，雨區(qū)分布凌亂。這時(shí)候這種槽可以增幅發(fā)展，向南延伸到10oN。槽前的高空急流也相應(yīng)加強(qiáng)，達(dá)到很強(qiáng)的強(qiáng)度。有時(shí)印緬槽可引起中國(guó)東部沿海氣旋的發(fā)展。在冬末或春季，來自印度的這種高空槽常準(zhǔn)靜止于100～110oE附近，在中國(guó)華南造成豐富的降雨。這種槽對(duì)維持冬季季風(fēng)降雨區(qū)也有重要意義。當(dāng)它們從中印半島北部通過時(shí)，槽前強(qiáng)西南氣流可迅速把冬季季風(fēng)雨區(qū)上空由凝結(jié)釋放的熱量帶走，以增加氣層的不穩(wěn)定性，維持雨區(qū)的發(fā)展。第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一9.3高低緯之間的相互作用在冬季，低層的冷涌和高空急流的向熱帶伸展是最重要的中低緯度相互作用方式。這種現(xiàn)象同樣也可以出現(xiàn)在夏季，但強(qiáng)度一般沒有冬季強(qiáng)。夏季發(fā)生在中緯度的大暴雨一般都有來自熱帶的天氣系統(tǒng)的影響和并入。臺(tái)風(fēng)的形成和變性也明顯地反映了中低緯的相互作用，例如當(dāng)高空槽向南延伸或冷鋒南侵入到熱帶洋面上時(shí)，可以引起鋒面上的斜壓低渦或中低層渦旋生成，以后通過凝結(jié)加熱的作用而變性為熱帶風(fēng)暴，最后在有利環(huán)境條件下再發(fā)展成臺(tái)風(fēng)。另一方面，熱帶風(fēng)暴在移入陸地或中高緯時(shí)，有時(shí)可猛烈地變性成溫帶氣旋，從而繼續(xù)造成強(qiáng)烈的壞天氣。例如1954年10月15日Hazel颶風(fēng)移過美國(guó)東岸時(shí)，在美國(guó)中部和東部有深厚的冷空氣爆發(fā)。隨著一條強(qiáng)冷鋒并入颶風(fēng)環(huán)流和隨后有效位能的猛烈轉(zhuǎn)換，這個(gè)風(fēng)暴在移到加拿大時(shí)還具有很大摧毀性，最后終于轉(zhuǎn)變成一個(gè)正常的錮囚氣旋。這個(gè)風(fēng)暴的維持還有助于高空槽前高空輻散的作用，它能使颶風(fēng)中的空氣不斷向外流，從而維持颶風(fēng)的強(qiáng)度。第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一表9.1高低緯相互作用的一些主要天氣過程季節(jié)低層高層冬季冷涌云涌現(xiàn)象高空急流南伸延伸槽夏季臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)變成溫帶氣旋季風(fēng)北推大暴雨的發(fā)生某些臺(tái)風(fēng)的發(fā)生高空急流南伸延伸槽第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一高空急流在熱帶中高緯度相互作用中起著非常重要的作用（圖9.10與圖9.11）。當(dāng)急流所在的緯度發(fā)生變化時(shí)，高空急流可以伸入到熱帶，在那里從高空施加強(qiáng)迫作用而產(chǎn)生許多天氣。第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.10冬季高低緯的相互作用第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.1130oN緯度處極鋒急流和副熱帶急流相互作用的模式第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一中低緯相互作用的理論問題

（Charney理論與大圈理論——遙相關(guān)問題）第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.121971年1月和2月擾動(dòng)動(dòng)能場(chǎng)。根據(jù)月平均偏差計(jì)算。12～1月平均緯向風(fēng)零線由粗虛線表示；陰影區(qū)為東風(fēng)區(qū)第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.13粘性大氣中中緯度強(qiáng)迫擾動(dòng)向赤道的傳播。（a）緯向?qū)ΨQ的斜壓基本狀態(tài)，在赤道存在東風(fēng)氣流；（b）緯向?qū)ΨQ的正壓西風(fēng)基本狀態(tài)。上兩圖代表基本狀態(tài)；下面兩圖代表擾動(dòng)動(dòng)能隨緯度的分布；下標(biāo)1和2分別表示模式中的對(duì)流層上層和下層；橫坐標(biāo)是緯度的正弦值第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一起源于熱帶的擾動(dòng)可以向中緯度傳播，影響那里的平均環(huán)流。圖9.14是這樣一個(gè)例子?？梢钥吹綗釒Мa(chǎn)生擾動(dòng)以后以波列的形式向東北方向傳播，從而影響中高緯度的天氣和氣候。這種波動(dòng)向極地方向傳播的機(jī)制為二維羅斯貝波的能量頻散過程。如果一旦海表溫度異常或潛熱加熱異?；驖摕峒訜岙惓０l(fā)生在副熱帶西風(fēng)帶中，則可激發(fā)向外傳播的羅斯貝波，這種波的活動(dòng)與相當(dāng)正壓的羅斯貝外波相同。根據(jù)射線追蹤方法，其傳播路徑接近于球面上的大圓。關(guān)于這個(gè)問題涉及到大氣遙相關(guān)問題，目前研究很多，以后有機(jī)會(huì)再討論。第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一圖9.14五層斜壓模式中北半球冬季平均氣流下的定常、線性解的300hPa擾動(dòng)高度場(chǎng)。斜壓區(qū)為熱源，其垂直分布取的形式；實(shí)線表示正的等值線。當(dāng)垂直平均的最大加熱率為2.5K·d-1時(shí)，等值線間隔為20gpm第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一9.4南北半球的相互作用及其對(duì)熱帶氣旋的影響很早以前我國(guó)氣象工作者從統(tǒng)計(jì)上就指出南半球寒潮的爆發(fā)能影響西太平洋臺(tái)風(fēng)生成。但由于資料不足，對(duì)具體的相互作用的天氣過程很少分析。后來隨著衛(wèi)星觀測(cè)的出現(xiàn)，在熱帶洋面上可得到大量的衛(wèi)星測(cè)風(fēng)，人們