导语:南支波动,作为一种特定的气候波动模式,常常在特定的地理区域内形成一道屏障,对于来自海洋或其他区域的暖湿气流起到了显著的阻挡作用,而且这种屏障作用在冬季尤为明显,当来自南方的暖湿气流遭遇南支波动时,往往会被迫抬升,形成大量的云层和降水,这不仅影响了气流的方向和强度,也直接影响了降水的分布和强度,对于当地的气候和农业生产具有重要的影响,接下来就一起去看看南支急流的成因吧!
南支波动的屏障作用和诱发作用
南支波动
南支急流和中高纬度的极锋急流一样,是环绕全球副热带地区的一支强西风急流。或称为副热带急流。产生在这支急流上的扰动,称为南支波动。南支急流在高原南侧的建立和撤退是季节性现象,是天气学上季节转变的显著标志。
由于高原的地形和高原冬季的冷源作用,从每年10月到次年6月,高原南侧这支急流是稳定存在的。因此这个时期南支波动是南亚重要的环流系统之一,它对南亚、东南亚以及西太平洋地区的大气环流有重要的影响。冬半年台风的移动和这个南亚环流系统有十分密切的关系。冬半年影响西太平洋西部和南海台风路径的环流系统和夏半年有很大差别,在实际天气过程中反应出来的这种差别最明显的有两点:第一是高原南侧南支波动的影响,在夏季这是不用考虑的。这种影响可以概括为屏障作用和诱发作用,这一节主要讨论这两种作用。第二是冬季引导层明显降低,我们称之为低层引导,经验表明,将夏季的预报规则用到冬季来,是往往要失败的。
南支槽的活动带有准静止性,欧亚范围内南支槽容易在下面4个地区稳定,地中海、里海、巴基斯坦和孟加拉湾。尤其是孟加拉湾一带,是南支槽出现频率最高的地区。南支槽移到这个地区,移速一般都要减慢,振幅稍有加大。孟加拉湾南支槽的稳定和移出对东南亚和西太平洋沿岸的环流有明显不同的影响。如果孟加拉湾有一个强的南支槽存在,槽前一支强西南急流可以穿过中南半岛北部和我国华南,一直伸到东海。这支急流对从东亚大槽南侵的冷空气有阻挡和使它向东移去的作用。我们称之为屏障作用。冷空气爆发南下的极锋锋区一般被阻挡在这支急流的北沿,不致继续向南推进。这种作用使太平洋高压脊和南海高压不会受到冷空气侵袭而减弱。因此对台风西行进入南海是很有利的。
孟加拉湾南支槽位于高原的南侧,它的热力结构与东亚长波槽是很不一样的。这种地形作用使南支槽并不像东亚大槽那样和冷空气的爆发联系在一起。南支槽的斜压锋区一般位于对流层的中上层,中下层和地面并不存在锋系活动。另外,这个槽东移甚慢,因此对中低层的副热带高压并无明显的减弱作用,这一点和东亚延伸槽不同。这就加强了它的屏障作用。夏季台风是否转向与副热带高压脊线的距离有一定关系,据统计,当台风与副热带高压脊线距离小于10个纬距时,转向将占优势。但在孟加拉湾南支槽存在期间,距离小于5个纬距也不会转向。
1970年10月中旬到11月下旬,有5个台风连续在南海西移,即7014.7015.7016.7017.70185个台风,它们与副热带高压脊线的距离平均只有5—6个纬距,其中有三个台风都遇到冷空气爆发到华南。但孟加拉湾南支槽和伸到华南的西南气流甚强,南海的副热带高压并未受到减弱,这几个台风与副热带高压的距离虽然很近,但都不转向。屏障作用是明显的。下面举一个典型的例子来说明屏障作用,1971.年6号台风于5月25日在菲律宾以东洋面生成,27日08时台风已穿过菲律宾进入南海。这时东亚爆发了一次强冷空气,东亚的长波槽明显地经向发展。当时各种预报产生重大分歧。一般认为,强冷空气爆发南侵对副热带高压的减弱作用会使台风转向,但是,一个显著的事实,南亚的南支槽振幅很大、槽前的副热带急流一直控制长江以南地区,冷空气爆发以后的极锋锋区虽然很强,但最后在这支副热带急流的作用下,向东移去,并不能使副热带高压减弱。
可以看出冷槽向东收缩是很明显的。这个台风一直稳定地向西北方向移动,29日穿过海南岛,最后于30日在广西钦州登陆。冬季孟加拉湾的槽较强,5月份经向度也较大,因此在冬季和初夏,西太平洋台风中有相当一部分是西移进入南海的。成为这两个时期台风平均路径的一个重要分支。南支波动是在不断调整和东移的。经验表明,大部分的孟加拉湾低槽在东移过程中是减弱的,甚至作为槽的实体消失而不可追踪。但也有一部分槽东移时仍较强,当这种槽移过高原东侧或西太平洋沿岸与一个东亚正在发展的极槽叠加,则会造成这个槽的强烈发展。
南支槽叠加以后的作用,在于诱导极槽的冷空气向南爆发。其结果表现在两方面,第一,对太平洋高压或南海高压有较强的减弱作用,从而有利于台风北上或转向。第二,是华南受到强冷空气袭击的一种重要形势,长时期维持的阴雨天气立刻结束,气温骤降,风力增大。南支波动的这种作用称为诱发作用。当时一个3号台风位于南海东北部,叠加以后,迅速地穿过巴士海峡,向东北方向转向。
诱发作用能否出现,取决两方面的因素:东亚有没有长波发展;孟加拉湾低槽能否移出。关键在于预报孟加拉湾这个低槽能否移出,这个低槽的东移取决于南支长波的调整。下面我们给出两个经验模式,这在实际预报中是有参考价值的。这个模式的特点是:
(1)位于里海或地中海的南支槽移到巴基斯坦,并有强烈的发展;
(2)与此同时印度高压在明显退缩;
(3)南海高压很弱或不存在;
(4)东亚长波槽处于发展之前。
这个模式有三个特点:(1)印度高压强大,上游一个波远在地中海,(2)南海高压稳定,(3)东亚长波槽已经得到发展。最后还有一点值得指出,南支槽起屏障作用的阶段,不论东亚长波槽如何经向发展,华南的大范围雨区不会消退。这时台风转向的可能性较小。如7106号台风的例子中,华南的雨区是一直稳定维持的。南支槽起诱发作用的阶段,华南雨区将非常迅速的消退,这时要注意台风的北上或转向。如7103号台风的例子中,叠加以前,雨区自西向东消退。叠加前一天,东南沿海普遍下大雨和暴雨,叠加以后,雨区全部消退。
南支波动
南支急流的成因
南支急流的成因与北半球副热带高压北缘或信风环流圈北部上空半永久性的急流有关。这一现象是大气环流中的一个重要特征,具体表现为风速30m/s以上的狭窄强风带。急流的形成区域和结构不同,可分为极锋急流、副热带急流、热带东风急流和极夜急流。根据急流出现的高度不同,一般可分为高空急流和低空急流。急流与大气热量和角动量的输送有关,是全球大气环流的重要环节,往往同锋区相联系,因此和天气系统的发生、发展有着密切的关系。急流是天气学中重要的研究课题之一。
南支急流的特定成因涉及到副热带高压北缘或信风环流圈北部上空的半永久性急流现象。这种急流的形成与大气环流的复杂相互作用有关,包括温度、压力、风速等多种因素的共同作用。具体来说,南支急流的形成与北半球的特定大气条件密切相关,这些条件促进了特定区域风速的增强,形成了所谓的急流。
此外,南支急流的形成还与全球气候系统的变化有关。例如,全球温度变暖速度加快的背景下,副热带急流的偏移与极端天气事件的发生有密切关系。一项研究指出,副热带急流的偏南位置是造成我国近年来南方“暴雪、冻雨”极端事件多发的重要原因之一。这表明,南支急流的成因不仅与大气环流的动态变化有关,还受到全球气候变化的影响。
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