4—5月南亞高壓在中南半島上空建立的年際變化特征及其與亞洲南部夏季風(fēng)的關(guān)系

王黎娟，郭帥宏，3

(1.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210044;2.南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044;3.解放軍95147部隊(duì)氣象臺(tái)，廣東梅州514593)

4—5月南亞高壓在中南半島上空建立的年際變化特征及其與亞洲南部夏季風(fēng)的關(guān)系

王黎娟1，2，郭帥宏1，2，3

(1.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210044;2.南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210044;3.解放軍95147部隊(duì)氣象臺(tái)，廣東梅州514593)

利用1979—2008年NCEP/NCAR逐日再分析資料和向外長(zhǎng)波輻射資料討論了4—5月南亞高壓在中南半島上空建立的年際變化特征及其與亞洲南部夏季風(fēng)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)南亞高壓建立偏早年其建立過程時(shí)間長(zhǎng)，中南半島高空反氣旋環(huán)流強(qiáng)，建立開始前位于菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心位置較為偏西;偏晚年南亞高壓建立過程時(shí)間短，中南半島高空反氣旋環(huán)流弱，建立開始前西太平洋上空無閉合的反氣旋性環(huán)流中心。南亞高壓建立的早晚與中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展關(guān)系密切，當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展較早時(shí)，南亞高壓建立較早;反之，對(duì)流建立發(fā)展偏晚時(shí)，南亞高壓建立偏晚。南亞高壓建立早晚年，亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)存在明顯差異。南亞高壓建立偏早年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)早;建立偏晚年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)晚，因此南亞高壓在中南半島上空建立的早晚對(duì)后期亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)具有較好的指示意義。

南亞高壓;中南半島;年際變化;亞洲南部夏季風(fēng)

0 引言

南亞高壓是夏季出現(xiàn)在青藏高原及鄰近地區(qū)上空對(duì)流層上部的大型高壓系統(tǒng)。它是北半球夏季對(duì)流層上層最強(qiáng)大、最穩(wěn)定的控制性環(huán)流系統(tǒng)(Mason and Anderson，1958)，也是亞洲夏季風(fēng)的主要成員之一，更是熱帶環(huán)流和季風(fēng)環(huán)流相互作用的紐帶。作為一個(gè)行星尺度的環(huán)流背景，它與夏季北半球大氣環(huán)流和亞洲區(qū)域天氣氣候關(guān)系密切(陶詩(shī)言和朱?？?，1964;朱?？档?，1980;羅四維等，1982)，其脊線的南北擺動(dòng)、中心的東西振蕩以及季節(jié)性北跳和南撤等，對(duì)整個(gè)亞洲季風(fēng)的爆發(fā)與推進(jìn)有著非常重要的影響。

冬季，南亞高壓中心位于菲律賓群島以東洋面上空，4月以后開始向西北大陸方向轉(zhuǎn)移，其位置和強(qiáng)度由冬至夏存在著明顯的季節(jié)變化。劉四臣和李維亮(1987)指出南亞高壓冬、夏流型的轉(zhuǎn)換是一種不連續(xù)的跳躍過程，并非高壓主體逐漸推進(jìn)，而是經(jīng)過流場(chǎng)上的快速調(diào)整，重建新的流型的過程。He et al.(2006)指出南亞高壓在4—5月期間，通過中心分裂的方式，快速?gòu)姆坡少e群島以東洋面上空西移北跳至中南半島上空。劉伯奇等(2009)認(rèn)為，4—5月南亞高壓在中南半島上空建立具有緯向雙中心結(jié)構(gòu)，中南半島高空反氣旋生成加強(qiáng)和菲律賓群島以東洋面高空反氣旋減弱消亡的同時(shí)發(fā)生是這一時(shí)期建立過程的主要特征。

對(duì)于南亞高壓季節(jié)變化的機(jī)制也有諸多研究成果。Liu et al.(2000)認(rèn)為由冬至夏演變過程中，南亞高壓的正、斜壓特性發(fā)生轉(zhuǎn)換，南亞高壓表現(xiàn)為一種“趨熱性”特征。Qian et al.(2002)認(rèn)為南亞高壓季節(jié)變化中對(duì)其中心增溫起主要作用的是非絕熱加熱項(xiàng)。而在這期間，對(duì)南亞高壓季節(jié)變化起主要作用的則是孟加拉熱源(章基嘉等，1984)。20世紀(jì)90年代末到21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者提出了以熱力適應(yīng)理論及全型垂直渦度方程研究三維空間的副高發(fā)展理論，并依據(jù)這一理論初步揭示出南亞高壓的形成與高原上空非絕熱加熱的空間非均勻分布的激發(fā)有關(guān)，即與季風(fēng)降水的潛熱釋放有關(guān)，也與青藏高原的感熱加熱相聯(lián)系(劉屹岷等，1999;吳國(guó)雄和劉還珠，1999;吳國(guó)雄和劉屹岷，2000;劉屹岷等，2001)。

4—5月期間南亞高壓從菲律賓群島以東洋面快速西移北跳至中南半島的過程并不是一個(gè)孤立事件，它與全球大氣環(huán)流季節(jié)變化相聯(lián)系(章基嘉等，1988)。而這一時(shí)期又正好對(duì)應(yīng)于亞洲南部夏季風(fēng)建立前的春夏季節(jié)轉(zhuǎn)換中，也對(duì)應(yīng)了正壓環(huán)流和斜壓環(huán)流的轉(zhuǎn)換時(shí)期。同時(shí)高層南亞高壓與低層其他變量相比季節(jié)突變更明顯，更具提前性，且由于較少受下墊面影響，其變化過程較低層穩(wěn)定，容易捕捉，更有規(guī)律(陶詩(shī)言和朱?？担?964;張瓊，1999)。因此南亞高壓在這一時(shí)期的變化特征對(duì)東亞大氣環(huán)流的季節(jié)變化和亞洲南部夏季風(fēng)爆發(fā)具有很好的指示意義。但從20世紀(jì)90年代中后期以來，這一方面的研究涉及較少。劉伯奇等(2009)討論了4—5月南亞高壓在中南半島上空建立的氣候特征。那么，4—5月季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)期南亞高壓在中南半島上空的建立有什么樣的年際變化特征?它與亞洲南部夏季風(fēng)爆發(fā)的關(guān)系又如何?本文試圖對(duì)上述問題做進(jìn)一步分析。

1 資料與方法

使用1979—2008年4—5月NOAA的向外長(zhǎng)波輻射(outgoing longwave radiation;OLR)資料和NCEP/NCAR逐日再分析資料，包括風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、高度場(chǎng)等，水平分辨率為2.5°×2.5°，垂直分層取1 000～100 hPa共12個(gè)標(biāo)準(zhǔn)等壓層。

按照大氣環(huán)流的垂直分解方案(Peixoto and Oort，1995)，將150 hPa大氣實(shí)際風(fēng)場(chǎng)分解為VT和VC兩部分之和，即:

其中:

則有

式中:ps和pt分別代表地面氣壓和上邊界(取100 hPa)氣壓;VT表示對(duì)流層中風(fēng)速不隨高度變化的部分，即正壓分量，反映了大氣運(yùn)動(dòng)的總體趨勢(shì);VC為斜壓分量，是150 hPa實(shí)際風(fēng)場(chǎng)和平均層(正壓層)之間風(fēng)的矢量差，近似代表了這兩層流場(chǎng)之間的斜壓性。

為反映大氣非絕熱加熱狀況，計(jì)算了各層大氣視熱源，其計(jì)算方法采用Yanai et al.(1973)給出的“倒算法”，公式如下:

式中:Q1為大氣視熱源，由等式右邊3項(xiàng)組成——第1項(xiàng)為溫度局地變化項(xiàng);第2項(xiàng)為溫度水平平流項(xiàng);第3項(xiàng)為溫度垂直變化項(xiàng)。其中分別表示平均層的溫度、水平速度、垂直速度和位溫。

2 南亞高壓在中南半島上空建立過程的分類

He et al.(2006)指出4—5月期間南亞高壓在中南半島上空的建立過程是通過中心分裂的方式，快速?gòu)姆坡少e群島以東洋面上空西移北跳至中南半島上空的，建立過程是以南亞高壓在中南半島上空分裂出西環(huán)流中心作為建立開始的起點(diǎn)。結(jié)合氣候平均150 hPa流場(chǎng)的逐候演變特征，可以看到建立開始的氣候平均時(shí)間為4月5候。但具體從逐年來看，西中心的生成時(shí)間又有早晚之別，因此，以西中心在中南半島上空生成時(shí)間的早晚來對(duì)建立過程進(jìn)行分類。

建立偏早年:西中心生成時(shí)間在4月5候以前(不含5候)的，定義為建立偏早年。具體年份有1984、1985、1986、1990、1991、1994、1996、1999、2001、2002、2006、2008年，共12 a。建立偏晚年:西中心生成時(shí)間在4月5候以后(不含5候)的，定義為建立偏晚年。具體年份有:1983、1987、1992、1993、1997、1998、2003、2005年，共8 a。建立正常年:西中心生成時(shí)間在4月5候的，定義為建立正常年。具體年份有1979、1980、1981、1982、1988、1989、1995、2000、2004、2007年，共10 a。

3 南亞高壓建立早晚年在中南半島上空的建立過程特征

劉伯奇等(2009)指出，南亞高壓在中南半島上空建立過程的氣候特征是:4月5候前，反氣旋環(huán)流中心位于菲律賓群島以東洋面上空，4月5候開始，該環(huán)流中心分裂成位于中南半島上空的西中心和仍位于菲律賓群島以東洋面上空的東中心兩部分，此后西中心發(fā)展加強(qiáng)成為南亞高壓，東中心則減弱消亡。東中心完全消亡的時(shí)間是5月3候，至此南亞高壓在中南半島上空的建立過程結(jié)束。因此，建立過程是從4月5候持續(xù)到5月2候。那么建立早晚年的過程特征又是如何的呢?

圖1、2分別給出了建立早晚年150 hPa流場(chǎng)的逐候演變情況。建立偏早年(圖1)，4月3候(圖1a)菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心主體西伸至中南半島上空，并在4月4候(圖1b)分裂出西環(huán)流中心，此后，西中心不斷發(fā)展加強(qiáng)，而菲律賓群島以東洋面上空的東環(huán)流中心從4月6候(圖1d)開始減弱為輻散中心。建立過程持續(xù)到5月2候，建立時(shí)間比氣候平均長(zhǎng)1候。

建立偏晚年(圖2)，4月3、4、5候(圖2a、b、c)，西太平洋上空均無閉合的反氣旋性環(huán)流中心，到4月6候(圖2d)西環(huán)流中心出現(xiàn)，且生成位置偏南，與此同時(shí)菲律賓群島以東洋面上空出現(xiàn)環(huán)流輻散中心，該輻散中心于5月2候(圖2f)完全消亡。建立過程持續(xù)到5月1候，建立時(shí)間比氣候平均短2候。

建立正常年(圖略)，環(huán)流演變情況和氣候平均較為一致，4月3、4候反氣旋環(huán)流中心位于菲律賓群島以東洋面上空，4月5候分裂出西中心，東部環(huán)流中心從4月6候開始減弱為輻散中心，建立過程同樣持續(xù)到5月2候。

從150 hPa流場(chǎng)的逐候演變可以看出，建立偏早年的建立過程時(shí)間最長(zhǎng)，建立偏晚年的建立過程時(shí)間最短，而建立正常年與氣候平均一致。

從以上各建立類型的流場(chǎng)演變特征可以看出:4月1—3候，南亞高壓在中南半島上空的建立過程尚未開始;4月4—6候，各類型年的建立過程陸續(xù)開始，進(jìn)入初步建立階段;5月1—3候，各類型年的建立過程相繼結(jié)束，南亞高壓在此階段完全建立。因此依據(jù)以上特征將4—5月南亞高壓在中南半島上空的建立過程劃分為3個(gè)時(shí)間段，以此對(duì)建立早晚年進(jìn)行分階段比較，以更好地揭示南亞高壓建立的過程特征。第一階段:4月1—3候;第二階段:4月4—6候;第三階段:5月1—3候。

圖3是南亞高壓建立早晚年在3個(gè)階段上的150 hPa環(huán)流和散度場(chǎng)變化情況。第一階段，建立偏早年(圖3a1)，位于菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心位于145°E附近，高空有一個(gè)輻散大值區(qū)，與反氣旋環(huán)流中心相對(duì)應(yīng)，由于建立過程尚未開始，中南半島上空的輻散運(yùn)動(dòng)較弱;建立偏晚年(圖3b1)，在西太平洋上空無閉合的反氣旋性環(huán)流中心，其上空也有輻散大值區(qū)，但比建立偏早年弱，中南半島上空的輻散運(yùn)動(dòng)也同樣較弱;建立正常年和氣候平均相似(圖略)，位于菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心位于160°E附近，環(huán)流中心對(duì)應(yīng)的輻散大值區(qū)強(qiáng)度介于建立早晚年之間。

第二階段，建立偏早年(圖3a2)，中南半島上空出現(xiàn)反氣旋環(huán)流中心，與之對(duì)應(yīng)，孟加拉灣東南部—中南半島—南海南部地區(qū)上空的輻散運(yùn)動(dòng)迅速發(fā)展加強(qiáng)，位于菲律賓群島以東洋面上空的東部環(huán)流中心減弱為流場(chǎng)輻散中心，散度場(chǎng)上仍維持較強(qiáng)的輻散運(yùn)動(dòng);建立偏晚年(圖3b2)，中南半島及西太平洋上空無閉合的反氣旋性環(huán)流中心出現(xiàn)，輻散大值區(qū)位于西太平洋上空，但比建立偏早年弱，中南半島上空的輻散運(yùn)動(dòng)仍無明顯發(fā)展，孟加拉灣東南部和南海南部地區(qū)上空也無明顯輻散運(yùn)動(dòng)。

圖1 南亞高壓建立偏早年150 hPa流場(chǎng)的逐候演變特征a.4月3候;b.4月4候;c.4月5候;d.4月6候;e.5月1候;f.5月2候Fig.1 The pentadly evolution of the streamline fields at 150 hPa in the SAH early-establishment years(a—f:the 3rd pentad of April to the 2nd pentad of May)

第三階段，建立早晚年南亞高壓在中南半島上空完全建立，但環(huán)流的東西范圍和高空輻散運(yùn)動(dòng)存在差異。建立偏早年(圖3a3)，南亞高壓反氣旋環(huán)流的東端伸至140°E附近，中南半島上空的輻散運(yùn)動(dòng)略有加強(qiáng)，西太平洋上空仍維持較強(qiáng)的輻散運(yùn)動(dòng);建立偏晚年(圖3b3)，南亞高壓反氣旋環(huán)流的東端伸至120°E附近，環(huán)流東西范圍比建立偏早年窄，孟加拉灣東南部—中南半島—南海南部地區(qū)上空的輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)，但輻散中心偏南，西太平洋上空仍存在輻散大值區(qū)，強(qiáng)度比建立偏早年弱。

綜上所述，在環(huán)流場(chǎng)上，建立偏早年，建立開始前位于菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心位置較為偏西;建立偏晚年，建立開始前，西太平洋上空無閉合的反氣旋性環(huán)流中心出現(xiàn)，建立完成后，反氣旋環(huán)流東西范圍窄。在散度場(chǎng)上，無論是建立偏早年還是建立偏晚年，中南半島上空反氣旋環(huán)流的生成發(fā)展與孟加拉灣東南部—中南半島—南海南部地區(qū)上空輻散運(yùn)動(dòng)的發(fā)展加強(qiáng)相對(duì)應(yīng)，但是輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展早晚存在差異。建立偏早年，該地區(qū)上空輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展早;建立偏晚年，該地區(qū)上空輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展晚。而西太平洋上空始終維持一個(gè)輻散運(yùn)動(dòng)大值區(qū)，這可能與西太平洋暖池的對(duì)流活動(dòng)有關(guān)，同樣該區(qū)域輻散強(qiáng)度在建立偏早年強(qiáng)，建立偏晚年弱。

圖2 南亞高壓建立偏晚年150 hPa流場(chǎng)的逐候演變特征a.4月3候;b.4月4候;c.4月5候;d.4月6候;e.5月1候;f.5月2候Fig.2 The pentadly evolution of the streamline fields at 150 hPa in the SAH delayed-establishment years(a—f:the 3rd pentad of April to the 2nd pentad of May)

圖4是南亞高壓建立早晚年在中南半島上空建立各階段的流場(chǎng)斜壓模態(tài)。對(duì)比圖3可知，建立早晚年的斜壓流場(chǎng)分布特征與實(shí)際流場(chǎng)的空間分布基本一致，表明4—5月南亞高壓在中南半島上空的建立過程主要受大氣熱力作用的影響(劉伯奇等，2009)。南亞高壓是熱力型高壓系統(tǒng)，4—5月又以斜壓性為主，而斜壓相對(duì)渦度的變化與斜壓環(huán)流的發(fā)展是相對(duì)應(yīng)的，因此3個(gè)階段的斜壓相對(duì)渦度也能很好地反映南亞高壓對(duì)應(yīng)的反氣旋環(huán)流強(qiáng)弱及其在中南半島上空的建立過程。第一階段，建立偏早年(圖4a1)，斜壓相對(duì)渦度極大值區(qū)位于中南半島以北區(qū)域上空，次大值區(qū)位于西太平洋上空，與環(huán)流中心相對(duì)應(yīng);建立偏晚年(圖4b1)，高空也有兩個(gè)斜壓相對(duì)渦度大值區(qū)，同樣位于中南半島以北區(qū)域和西太平洋上空，只是強(qiáng)度比建立偏早年弱。

第二階段，建立偏早年(圖4a2)，隨著中南半島上空反氣旋環(huán)流中心的發(fā)展加強(qiáng)和西太平洋上空反氣旋環(huán)流中心的減弱，位于中南半島以北區(qū)域上空的斜壓相對(duì)渦度大值區(qū)向南延伸并加強(qiáng)，西太平洋上空斜壓相對(duì)渦度大值區(qū)的強(qiáng)度減弱且范圍縮小;建立偏晚年(圖4b2)，中南半島及西太平洋上空的反氣旋性環(huán)流有所減弱，中南半島以北區(qū)域和西太平洋上空兩個(gè)斜壓相對(duì)渦度大值區(qū)的強(qiáng)度減弱且范圍縮小。

圖3 南亞高壓在中南半島上空建立各階段150 hPa流場(chǎng)和散度場(chǎng)(陰影;單位:10－6s－1)的分布特征(a表示建立偏早年，b表示建立偏晚年;1、2、3分別表示第一階段、第二階段、第三階段)Fig.3 Streamline and divergence fields(shaded area;units:10－6s－1)at 150 hPa in each phase of the SAH establishment process over the ICP(a:the early-establishment years，b:the delayed-establishment years;1:the 1st phase，2:the 2nd phase，3:the 3rd phase)

第三階段，建立偏早年(圖4a3)與建立偏晚年(圖4b3)，隨著南亞高壓在中南半島上空完全建立，斜壓相對(duì)渦度極大值區(qū)在中南半島上空繼續(xù)發(fā)展加強(qiáng)，建立偏早年的強(qiáng)度強(qiáng)于建立偏晚年，而西太平洋上空的斜壓相對(duì)渦度大值區(qū)隨著東部環(huán)流中心的減弱，范圍繼續(xù)縮小。

可見，中南半島上空的斜壓相對(duì)渦度在建立偏早年強(qiáng)，建立偏晚年弱，說明建立偏早年，中南半島上空的反氣旋性環(huán)流強(qiáng);建立偏晚年，中南半島上空的反氣旋性環(huán)流弱。

以上分析表明，4—5月南亞高壓在中南半島上空的建立過程與大氣熱力作用密切相關(guān)。王黎娟等(2004)指出蘇門答臘地區(qū)對(duì)流沿亞—澳“大陸橋”快速北移，對(duì)隨后中南半島對(duì)流的建立增強(qiáng)有直接影響，從而改變?cè)搮^(qū)域的大氣熱狀況。那么南亞高壓建立早晚與蘇門答臘地區(qū)對(duì)流沿亞—澳“大陸橋”快速北移及中南半島地區(qū)對(duì)流爆發(fā)的關(guān)系如何?下文將進(jìn)一步討論。

圖4 南亞高壓在中南半島上空建立各階段150 hPa流場(chǎng)的斜壓模的分布特征(陰影表示斜壓渦度，單位:10－5 s－1;a表示建立偏早年，b表示建立偏晚年;1、2、3分別表示第一階段、第二階段、第三階段)Fig.4 Baroclinic modes of streamline fields(shaded areas denote the baroclinic relative vorticity，units:10－5s－1)at 150 hPa in each phase of the SAH establishment process over the ICP(a:the early-establishment years，b:thedelayed-establishment years;1:the 1st phase，2:the 2nd phase，3:the 3rd phase)

4 南亞高壓建立早晚年與中南半島地區(qū)對(duì)流爆發(fā)的關(guān)系

圖5給出了南亞高壓建立早晚年3個(gè)階段的OLR演變情況，以此反映中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展的過程特征。第一階段，建立偏早年(圖5a1)和建立偏晚年(圖5b1)，對(duì)流主體位于蘇門答臘群島及其以南的赤道地區(qū)，建立偏早年在上述地區(qū)的OLR值明顯小于建立偏晚年。中南半島地區(qū)對(duì)流尚未建立，但建立偏早年在中南半島西南部已開始有對(duì)流活躍的跡象。

圖5 南亞高壓在中南半島上空建立各階段OLR的演變特征(單位:W·m－2;陰影區(qū)表示OLR小于240 W·m－2;a表示建立偏早年，b表示建立偏晚年;1、2、3分別表示第一階段、第二階段、第三階段)Fig.5 Patterns of OLR in each phase of the SAH establishment process over the ICP(units:W·m－2;shaded area:OLR＜240 W·m－2;a:the early-establishment years，b:the delayed-establishment years;1:the 1st phase，2:the 2nd phase，3:the 3rd phase)

第二階段，建立偏早年(圖5a2)，對(duì)流沿亞—澳“大陸橋”北抬，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流開始建立發(fā)展;建立偏晚年(圖5b2)，對(duì)流仍停滯在蘇門答臘群島及以南地區(qū)，但強(qiáng)度較上一階段明顯減弱，中南半島地區(qū)對(duì)流仍未建立，但OLR值有所減小。

第三階段，建立偏早年(圖5a3)，對(duì)流主體沿蘇門答臘群島北移，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流全面爆發(fā);建立偏晚年(圖5b3)，對(duì)流主體仍位于蘇門答臘群島地區(qū)，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流初步建立發(fā)展，強(qiáng)度較弱。

與南亞高壓的建立過程相比較，可以看出，當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立時(shí)，南亞高壓在中南半島上空開始建立，之后中南半島上空的南亞高壓隨著對(duì)流的發(fā)展旺盛而逐漸加強(qiáng)。南亞高壓建立偏早年，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展較早;建立偏晚年，該地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展較晚。

對(duì)流的建立發(fā)展必然造成上升運(yùn)動(dòng)和對(duì)流層高層輻散運(yùn)動(dòng)的發(fā)展加強(qiáng)，因此有必要從上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)(圖6)的變化來進(jìn)一步了解南亞高壓建立早晚與中南半島地區(qū)對(duì)流爆發(fā)的關(guān)系。

第一階段，建立偏早年(圖6a1)和建立偏晚年(圖6b1)，中南半島上空有兩個(gè)上升運(yùn)動(dòng)中心，一個(gè)位于300～400 hPa附近，另一個(gè)位于低層850 hPa附近，說明此時(shí)中南半島地區(qū)低層的感熱加熱仍然較強(qiáng)。但建立偏早年高層的上升運(yùn)動(dòng)和輻散運(yùn)動(dòng)均強(qiáng)于建立偏晚年。

第二階段，建立偏早年(圖6a2)，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展，其上空的上升運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，高層的輻散運(yùn)動(dòng)也明顯加強(qiáng)西擴(kuò)，高空的偏西風(fēng)開始向偏東風(fēng)轉(zhuǎn)變，表明孟加拉灣東南部—中南半島夏季風(fēng)已有初步建立的跡象;建立偏晚年(圖6b2)，由于中南半島地區(qū)仍無明顯對(duì)流建立，其上空的上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)均較弱，低層仍有感熱加熱產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)中心存在。

第三階段，建立偏早年(圖6a3)，隨著孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流的全面爆發(fā)，其上空上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)的大值范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)高空轉(zhuǎn)為一致的偏東風(fēng)，低層為較強(qiáng)的偏西風(fēng)，表明該地區(qū)夏季風(fēng)已經(jīng)建立，南海上空也轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，南海夏季風(fēng)出現(xiàn)初步建立的跡象;建立偏晚年(圖6b3)，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流開始建立發(fā)展，其上空的上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)，但大值范圍比建立偏早年小，孟加拉灣東南部—中南半島—南海地區(qū)上空仍維持一致的偏西風(fēng)，表明這些地區(qū)的夏季風(fēng)尚未完全建立。

進(jìn)一步分析中南半島對(duì)流活動(dòng)引起的大氣熱狀況變化(圖7)，發(fā)現(xiàn)在第一階段，無論是建立偏早年(圖7a1)還是建立偏晚年(圖7b1)，大氣非絕熱加熱中心位于蘇門答臘群島上空，而此階段對(duì)流主體也主要位于蘇門答臘群島地區(qū)。圖7中熱源在對(duì)流層中下層隨高度升高而加強(qiáng)，說明大氣非絕熱加熱主要是對(duì)流活動(dòng)所釋放的凝結(jié)潛熱，同時(shí)上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)與非絕熱加熱中心相對(duì)應(yīng)。但建立偏早年的非絕熱加熱中心要強(qiáng)于建立偏晚年，且中南半島上空已有弱的非絕熱加熱中心出現(xiàn)。

第二階段，建立偏早年(圖7a2)，隨著對(duì)流沿亞—澳“大陸橋”北抬，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流迅速發(fā)展加強(qiáng)，中南半島上空的大氣非絕熱加熱作用隨之迅速增強(qiáng);建立偏晚年(圖7b2)，對(duì)流在中南半島地區(qū)仍未有明顯的建立發(fā)展，由于對(duì)流主體還位于蘇門答臘群島地區(qū)，該地區(qū)上空仍維持大氣非絕熱加熱和上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)，與第一階段相比(圖7b1)，中南半島地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)和非絕熱加熱有所增強(qiáng)。

第三階段，建立偏早年(圖7a3)，隨著孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流全面爆發(fā)，中南半島上空的大氣非絕熱加熱和上升運(yùn)動(dòng)都得到加強(qiáng)，加熱中心位于中南半島上空;建立偏晚年(圖7b3)，孟加拉灣東南部—中南半島地區(qū)對(duì)流開始建立發(fā)展，該地區(qū)大氣非絕熱加熱和上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，但強(qiáng)度遠(yuǎn)弱于建立偏早年。由于此時(shí)對(duì)流主體仍位于蘇門答臘群島地區(qū)，因此該地區(qū)上空仍存在非絕熱加熱中心和上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)，這也說明建立偏晚年，對(duì)流沿亞—澳“大陸橋”北移速度較慢。

通過以上分析，可以看出，南亞高壓建立早晚與中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展關(guān)系密切。當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展早時(shí)，其上空上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)早，南亞高壓在中南半島上空建立早;當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展晚時(shí)，中南半島上空上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)晚，南亞高壓在中南半島上空建立晚。從建立早晚年的整個(gè)過程看，建立偏早年在中南半島上空的對(duì)流活動(dòng)、上升運(yùn)動(dòng)及高層輻散運(yùn)動(dòng)均遠(yuǎn)強(qiáng)于建立偏晚年，這與中南半島上空的南亞高壓在建立偏早年較強(qiáng)，建立偏晚年較弱相一致。

圖6 南亞高壓在中南半島上空建立各階段沿5～20°N平均的散度(陰影;單位:10－6s－1)、垂直速度(等值線;單位:10－2Pa·s－1)和緯向環(huán)流(箭矢;單位:m·s－1)(a表示建立偏早年，b表示建立偏晚年;1、2、3分別表示第一階段、第二階段、第三階段)Fig.6 Longitude-height sections of the divergence(shaded area;units:10－6s－1)，vertical velocity(contours;units:10－2Pa·s－1)and zonal circulation(vector;units:m·s－1)averaged over 5—20°N in each phase of the SAH establishment process over the ICP(a:the early-establishment years，b:the delayed-establishment years;1:the 1st phase，2:the 2nd phase，3:the 3rd phase)

5 南亞高壓建立早晚年與亞洲南部夏季風(fēng)的關(guān)系

通過以上分析可以看出，南亞高壓在中南半島上空的建立過程具有明顯的年際差異，那么南亞高壓建立早晚年與亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)有什么樣的關(guān)系呢?

毛江玉等(2002)指出副高脊面的傾斜方向與季風(fēng)爆發(fā)有關(guān)，而副高脊面的傾斜又是由副熱帶對(duì)流層中上層(200～500 hPa)大氣經(jīng)向平均溫度梯度決定的，那么經(jīng)向溫度梯度也能夠反映季風(fēng)爆發(fā)或季節(jié)轉(zhuǎn)換的情況。圖8給出了4—5月南亞高壓建立早晚年對(duì)流層中上層(200～500 hPa)副高脊線位置處的大氣經(jīng)向平均溫度梯度，其中200～500 hPa副高脊線的平均位置為10～15°N。

從圖8中可以看出，在孟加拉灣東部—中南半島地區(qū)，經(jīng)向溫度梯度反轉(zhuǎn)在建立偏早年(圖8a)發(fā)生最早，于4月5候反轉(zhuǎn)，而建立偏晚年(圖8b)發(fā)生最晚，于5月2候反轉(zhuǎn)，建立正常年和氣候平均(圖略)則都在5月1候發(fā)生反轉(zhuǎn);在南海地區(qū)，經(jīng)向溫度梯度反轉(zhuǎn)也是在建立偏早年發(fā)生最早，于4月6候反轉(zhuǎn)，同樣在建立偏晚年發(fā)生最晚，于5月3候反轉(zhuǎn)，建立正常年和氣候平均則都在5月2候反轉(zhuǎn)(圖略)。

圖7 南亞高壓在中南半島上空建立各階段沿95～110°E平均的垂直速度(陰影;單位:10－2Pa·s－1)、大氣視熱源Q1(等值線;單位:W·m－2)和經(jīng)向環(huán)流(箭矢;單位:m·s－1)(a表示建立偏早年，b表示建立偏晚年;1、2、3分別表示第一階段、第二階段、第三階段)Fig.7 Latitude-height sections of vertical velocity(shaded area;units:10－2Pa·s－1)，the apparent heat source Q1(contours;units:W·m－2)and the meridional circulation(vectors;units:m·s－1)averaged over 95—110°E in each phase of the SAH establishment process over the ICP(a:the early-establishment years，b:the delayed-establishment years;1:the 1st phase，2:the 2nd phase，3:the 3rd phase)

溫度梯度的反轉(zhuǎn)與大氣熱力狀況變化相關(guān)，而4—5月大氣熱力狀況變化又與對(duì)流的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。圖9給出了南亞高壓建立早晚年OLR與850 hPa緯向風(fēng)隨時(shí)間沿5～20°N的演變情況。

圖84 —5月對(duì)流層中上層(200～500 hPa)副高脊線平均位置(10～15°N)大氣經(jīng)向平均溫度梯度的時(shí)間—經(jīng)度剖面(單位:10－3K/km;陰影區(qū)表示經(jīng)向平均溫度梯度大于0 K/km)a.建立偏早年;b.建立偏晚年Fig.8 Time-longitude sections of the average meridional temperature gradient in average position(10—15°N)of subtropical high ridge in middle and upper troposphere(200—500 hPa)from April to May(shaded areas:the average meridional temperature gradient＞0 K/km;units:10－3K/km)a.the early-establishment years;b.the delayed-establishment years

在孟加拉灣東部—中南半島地區(qū)，對(duì)流在建立偏早年(圖9a)出現(xiàn)最早，于4月4候開始建立，建立偏晚年(圖9b)最晚，于5月1候開始建立，建立正常年和氣候平均(圖略)則在4月5候開始建立，這與南亞高壓在中南半島上空開始建立的時(shí)間是基本一致的。從850 hPa緯向風(fēng)來看，建立偏早年，西風(fēng)建立也是最早，于4月1候開始建立，建立偏晚年最晚，于4月6候開始建立。

在南海地區(qū)，對(duì)流和緯向風(fēng)同樣在建立偏早年出現(xiàn)最早，于5月2候開始建立，建立偏晚年最晚，于5月4候開始建立，建立正常年和氣候平均則在5月3候開始建立(圖略)。

從南亞高壓建立早晚年4—5月低層大氣環(huán)流距平風(fēng)場(chǎng)(圖10)可以看出，建立偏早年(圖10a)，亞洲南部有一支西風(fēng)偏差環(huán)流，它增強(qiáng)了孟加拉灣—中南半島和南海南部的西風(fēng)氣流，從而促進(jìn)亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)與推進(jìn)，這支西風(fēng)偏差環(huán)流從南海南部進(jìn)入西太平洋，并在西太平洋上空形成一個(gè)氣旋式偏差環(huán)流，而氣旋式偏差環(huán)流又在南海北部形成有利于冷空氣南下的環(huán)流形勢(shì)，進(jìn)而促發(fā)南海地區(qū)對(duì)流的全面爆發(fā)(溫敏等，2004)。

圖9 4—5月OLR和850 hPa緯向風(fēng)沿5～20°N平均的時(shí)間—經(jīng)度剖面(實(shí)線為緯向風(fēng)，單位:m·s－1;陰影區(qū)表示OLR小于235 W·m－2，單位:W·m－2)a.建立偏早年;b.建立偏晚年Fig.9 Time-longitude sections of OLR and zonal wind at 850 hPa averaged over 5—20°N from April to May(solid line:zonal wind，units:m·s－1;shaded area:OLR＜235 W·m－2，units:W·m－2)a.the early-establishment years;b.the delayed-establishment years

而在建立偏晚年(圖10b)，亞洲南部為一支較強(qiáng)的東風(fēng)偏差環(huán)流，對(duì)亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)與推進(jìn)起到阻礙作用。

圖10 4—5月850 hPa距平風(fēng)場(chǎng)(單位:m·s－1)a.建立偏早年;b.建立偏晚年Fig.10 Anomaly wind fields at 850 hPa from April to May(units:m·s－1)a.the early-establishment years;b.the delayed-establishment years

通過以上分析可以看出，南亞高壓在中南半島上空建立早晚年，亞洲南部的季節(jié)轉(zhuǎn)換特征和大氣環(huán)流形勢(shì)有著明顯的差異，即南亞高壓建立偏早年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)早;建立偏晚年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)晚，因此南亞高壓建立的早晚對(duì)后期亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)具有較好的指示意義。

高層?xùn)|風(fēng)、低層西風(fēng)的緯圈環(huán)流特征也是亞洲南部夏季風(fēng)建立的標(biāo)志之一。圖11給出了建立早晚年4—5月沿5～20°N平均的緯向距平環(huán)流?？梢钥闯?，建立偏早年(圖11a)，亞洲南部為高層?xùn)|風(fēng)、低層西風(fēng)的緯向偏差環(huán)流，而建立偏晚年(圖11b)，則是相反的環(huán)流形勢(shì)，從而反映出南亞高壓建立偏早年亞洲南部夏季風(fēng)形勢(shì)確立早，建立偏晚年確立晚。

6 結(jié)論

分析了1979—2008年4—5月南亞高壓在中南半島上空建立過程的年際變化特征，討論了南亞高壓建立早晚年與中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展和后期亞洲南部夏季風(fēng)爆發(fā)的關(guān)系，得到以下結(jié)論:

圖11 4—5月沿5～20°N平均的緯向距平環(huán)流a.建立偏早年;b.建立偏晚年Fig.11 Zonal anomaly circulation averaged over 5—20°N from April to Maya.the early-establishment years;b.the delayed-establishment years

1)4—5月南亞高壓在中南半島上空建立早晚年具有如下過程特征:建立偏早年，南亞高壓建立過程時(shí)間長(zhǎng)，建立開始前位于菲律賓群島以東洋面上空的反氣旋環(huán)流中心位置較為偏西，同時(shí)孟加拉灣東南部—中南半島和南海南部地區(qū)高空輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展早，中南半島上空反氣旋環(huán)流強(qiáng);建立偏晚年，南亞高壓建立過程時(shí)間短，建立開始前西太平洋上空無閉合的反氣旋性環(huán)流中心，同時(shí)孟加拉灣東南部—中南半島和南海南部地區(qū)高空輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)生發(fā)展晚，中南半島上空反氣旋環(huán)流弱。

2)南亞高壓建立早晚與中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展關(guān)系密切。當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展早時(shí)，其上空上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)早，南亞高壓在中南半島上空建立早;當(dāng)中南半島地區(qū)對(duì)流建立發(fā)展晚時(shí)，中南半島上空上升運(yùn)動(dòng)和高層輻散運(yùn)動(dòng)發(fā)展加強(qiáng)晚，南亞高壓在中南半島上空建立晚。從建立早晚年的整個(gè)過程看，建立偏早年在中南半島上空的對(duì)流活動(dòng)、上升運(yùn)動(dòng)及高層輻散運(yùn)動(dòng)均遠(yuǎn)強(qiáng)于建立偏晚年。

3)南亞高壓在中南半島上空建立早晚年，亞洲南部的季節(jié)轉(zhuǎn)換特征和大氣環(huán)流形勢(shì)有著明顯的差異。南亞高壓建立偏早年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)早;建立偏晚年，孟加拉灣東部—中南半島夏季風(fēng)和南海夏季風(fēng)爆發(fā)晚，因此南亞高壓建立的早晚對(duì)后期亞洲南部夏季風(fēng)的爆發(fā)具有較好的指示意義。

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Interannual variability of the South-Asian high establishment over the Indo-China Peninsula from April to May and its relation to Southern Asian summer monsoon

WANG Li-juan1，2，GUO Shuai-hong1，2，3

(1.Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education，NUIST，Nanjing 210044，China;2.School of Atmospheric Sciences，NUIST，Nanjing 210044，China;3.Meteorological Observatory of 95147 Unit of PLA，Meizhou 514593，China)

Interannual variability of the South-Asian high(SAH)establishment over the Indo-China Peninsula(ICP)from April to May and its relation to southern Asian summer monsoon are investigated by using NCEP/NCAR daily reanalysis and out-going longwave radiation(OLR)data from 1979 to 2008.It is found that the duration of the SAH establishment is relatively long(short)in the early(delayed)-establishment years.The upper tropospheric anti-cyclone over the ICP is stronger(weaker)in the early(delayed)years.Before the SAH establishment，the center of the anti-cyclone to the east of the Philippines is to the west of its normal location in the early years.But in the delayed years，there is not a closed anti-cyclone over the western Pacific before the SAH establishment.The time of the SAH establishment is closely associated with the convective development over the ICP.The earlier(later)con-vective flourish is corresponding to the earlier(later)SAH establishment.The onset of southern Asian summer monsoon in early-establishment years is significantly different from the delayed years.The earlier(later)SAH establishment is followed by the earlier(later)onset of the Bay of Bengal(BOB)-ICP summer monsoon and the South China Sea summer monsoon.Accordingly，the time of the SAH establishment over the ICP plays an indicative role in the subsequent onset of the southern Asian summer monsoon.

South-Asian high;the Indo-China Peninsula;interannual variability;Southern Asian summer monsoon

P424

A

1674-7097(2012)01-0010-14

2011-05-03;改回日期:2011-10-15

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40975057);高校博士點(diǎn)新教師基金課題(20093228120001);江蘇省“333工程”資助項(xiàng)目;江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目

王黎娟(1970—)，女，湖北恩施人，博士，教授，研究方向?yàn)榧撅L(fēng)和海氣相互作用，wljfw@163.com.

王黎娟，郭帥宏.2012.4—5月南亞高壓在中南半島上空建立的年際變化特征及其與亞洲南部夏季風(fēng)的關(guān)系［J］.大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，35(1):10-23.Wang Li-juan，Guo Shuai-hong.2012.Interannual variability of the South-Asian high establishment over the Indo-China Peninsula from April to May and its relation to Southern Asian summer monsoon［J］.Trans Atmos Sci，35(1):10-23.

(責(zé)任編輯:張福穎)