西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)與變異研究進(jìn)展

錢琦雯，梁 萍，祁 莉

(1.南京信息工程大學(xué)，南京 210044；2.常熟市氣象局，江蘇 常熟 215506；3.上海市氣候中心，上海 200030)

引 言

在南北半球的副熱帶地區(qū)，存在著氣壓場或位勢(shì)高度場的相對(duì)高值帶，即副熱帶高壓帶。山脈地形、海氣相互作用、海陸熱力差異等外強(qiáng)迫造成副熱帶高壓帶斷裂為若干個(gè)區(qū)域高壓中心，這些高壓中心統(tǒng)稱為副熱帶高壓(簡稱副高)[1]。其中，位于西太平洋上空的副高一直深受我國氣象學(xué)者的關(guān)注，其位置及強(qiáng)度的年際、季節(jié)內(nèi)異常對(duì)東亞天氣氣候的異常有重要影響[2]。

21世紀(jì)以前，關(guān)于副高的研究可以分為兩大類：一類是研究副高自身結(jié)構(gòu)、活動(dòng)規(guī)律及其對(duì)天氣氣候的作用；另一類是研究影響副高活動(dòng)的因子[3]。20世紀(jì)60年代，陶詩言[2、4]、黃士松[5-6]等對(duì)西太副高自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)西太副高是一個(gè)長年存在、穩(wěn)定少動(dòng)的暖性系統(tǒng)。副高的活動(dòng)規(guī)律具有明顯的年代際、年際和季節(jié)變化特征。20世紀(jì)70年代末以來，西太副高強(qiáng)度變強(qiáng)，范圍向西向南擴(kuò)展[7-8]。同時(shí)，西太副高的強(qiáng)度、脊線位置、西脊點(diǎn)呈現(xiàn)3～5年、6～8年的年際變化特征[9-11]。副高更為顯著的活動(dòng)特征是其位置和強(qiáng)度的季節(jié)性變化。在夏季，西太副高存在兩次北跳，我國雨帶位置與此密切相關(guān)。另一方面，影響西太副高活動(dòng)的因子一直是氣象學(xué)家的研究重點(diǎn)。西風(fēng)帶槽脊、熱帶氣旋、南亞高壓等可直接引起大氣環(huán)流異常，從而導(dǎo)致西太副高的異?；顒?dòng)；海溫等外強(qiáng)迫可通過改變對(duì)流活動(dòng)或大氣加熱情況間接導(dǎo)致西太副高的異常[12]。總之，影響西太副高活動(dòng)的因子十分復(fù)雜多變。除上述兩類研究外，21世紀(jì)以來，隨著氣候模式的發(fā)展，副高對(duì)氣候變暖響應(yīng)的預(yù)估逐漸引起學(xué)者的重視，大部分研究認(rèn)為西太副高將減弱、東撤[13-15]。

近年來，我國夏季暴雨、高溫、干旱等災(zāi)害性事件頻發(fā)，與此有關(guān)的西太副高的季節(jié)內(nèi)異常活動(dòng)也日趨頻繁[16]。例如，2018和2019年夏季西太副高南北活動(dòng)異常(圖1)也造成我國東部出現(xiàn)極端異常氣候。其中，2018年盛夏(7-8月)副高脊線位置(定義和資料參照文獻(xiàn)[17])持續(xù)異常偏北，導(dǎo)致我國華南、江淮汛期降水偏少[18]，東北持續(xù)高溫，臺(tái)風(fēng)數(shù)量偏多并一路北上；2019年初夏(6月-7月上半月)西太副高持續(xù)偏南，造成長江以南梅雨偏多而淮河流域空梅。因此，針對(duì)西太副高在次季節(jié)尺度上的異常變化機(jī)理進(jìn)行研究，對(duì)理解我國極端氣候異常是十分有必要的。同時(shí)，次季節(jié)預(yù)測(cè)是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，也是預(yù)報(bào)決策服務(wù)的重要發(fā)展方向[19]。因此，研究西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)異常機(jī)理，可加深對(duì)西太副高活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，為極端氣候異常的次季節(jié)預(yù)測(cè)提供相關(guān)依據(jù)和科學(xué)基礎(chǔ)。那么，西太副高季節(jié)內(nèi)異常活動(dòng)有何特征？影響西太副高季節(jié)內(nèi)活動(dòng)異常的因子有哪些？西太副高的這些異?；顒?dòng)又會(huì)對(duì)天氣氣候造成什么樣的影響？本文將針對(duì)上述問題，對(duì)西太副高季節(jié)內(nèi)異?；顒?dòng)相關(guān)研究工作進(jìn)行綜述和討論，最后根據(jù)前人的研究提出一些思考。

圖1 2018年、2019年及1980-2019年氣候平均的夏季西太平洋副熱帶高壓脊線位置指數(shù)的逐日演變

1 西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)

1.1 副高東西位置的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)

西太副高的西伸、東退存在明顯的季節(jié)內(nèi)周期性活動(dòng)規(guī)律。早期研究表明，西太副高西伸脊點(diǎn)位置存在10～15天、20天、30天左右的周期[20-21]。喻世華等[22]指出，西太副高的東西變動(dòng)及長江中下游降水強(qiáng)弱的變化都具有準(zhǔn)雙周振蕩的特征。謝安等[23]則指出，西太副高的東西振蕩還存在30～50天準(zhǔn)周期，與臺(tái)風(fēng)的多發(fā)或間歇相對(duì)應(yīng)。陶詩言等[24]認(rèn)為，夏季西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)有兩種模態(tài)：第一種表現(xiàn)為副熱帶高壓系統(tǒng)以20～30天的周期，從北太平洋中部的副熱帶高壓中心一次次地向西擴(kuò)張到120°E以西，這類過程大多出現(xiàn)在亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度偏弱年；第二種模態(tài)表現(xiàn)為副熱帶高壓系統(tǒng)以20～30天的周期一次次地由東向西擴(kuò)充，并在125°-155°E停滯，這類過程大多出現(xiàn)在亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度偏強(qiáng)年。張韌等[25]進(jìn)一步指出，中太平洋副高西伸及東太平洋副高活動(dòng)對(duì)西太副高的影響與8～16天和16～32天周期的低頻位勢(shì)波的傳播相聯(lián)系。Guan等[26]發(fā)現(xiàn)，西太副高緯向位置變動(dòng)存在10～25天的周期，當(dāng)西太副高位置偏西時(shí)，低層存在反氣旋環(huán)流異常，西太平洋海溫偏高。

1.2 副高南北位置的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)

西太副高的經(jīng)向位置變化在夏季主要表現(xiàn)為2次明顯的北跳。第一次是在6月中旬，第二次是在7月下旬[2]。受其影響，東亞夏季風(fēng)雨帶在季節(jié)進(jìn)程中也呈現(xiàn)出兩次明顯的突跳[27-28]。相比而言，西太副高的第二次北跳較第一次北跳更為明顯。而西太副高的2次北跳又具有南北擺動(dòng)特征，即副高總是在北抬、南退、又北抬、又南退的周期性變化中逐漸北移的[20,29]。

由于副高脊線位置能夠很好地表征副高南北活動(dòng)情況，前人基于副高脊線對(duì)副高的南北活動(dòng)進(jìn)行了較多研究。周靜亞等[30]分析了1980年和1981年副高的情況，發(fā)現(xiàn)西太副高的高壓脊在低層850 hPa存在20天左右的周期振蕩，越往高層振蕩周期越長，在500 hPa周期約為40天，在200 hPa的振蕩主周期轉(zhuǎn)為80天。畢慕瑩[29]對(duì)多年西太副高脊線進(jìn)行CEOF分析發(fā)現(xiàn)，脊線主要存在15～20天及10天左右的周期振蕩，且振蕩向西傳播，7月中旬后副高振蕩能量加強(qiáng)，南北擺動(dòng)加劇。溫敏等[31]發(fā)現(xiàn)，北太平洋中部、西部副高脊線在北進(jìn)的過程中均存在10～20天和30～60天周期的低頻振蕩，空間非均勻加熱是導(dǎo)致西太副高異常變化的重要原因。也有學(xué)者研究了副高低頻振蕩的時(shí)間演變特征。韋道明等[32]發(fā)現(xiàn)，夏季西太副高南北位置的低頻變化存在2個(gè)周期，10～20天的周期和30～60天周期在6月上中旬強(qiáng)度均較大，而8月下旬則以10～20天的周期更明顯。蘇同華等[33]發(fā)現(xiàn)，西太副高2次北跳的年際異常和不同的季節(jié)內(nèi)振蕩相聯(lián)系，第一次北跳異常年和第二次北跳偏早年，西太副高季節(jié)內(nèi)振蕩周期以30～60天為主，而第二次北跳偏晚年則有10～20天和30～60天兩個(gè)主周期。以上大多數(shù)研究僅關(guān)注副高的單一脊線特征，占瑞芬[34-35]等首次提出副高雙脊線概念，并分析了北半球副高雙脊線的統(tǒng)計(jì)特征。祁莉[36-39]等的關(guān)于西太副高雙脊線的形成和維持機(jī)制的研究表明，雙脊線過程中南側(cè)脊線的生成與季風(fēng)槽8～10天周期的“間歇性增強(qiáng)東伸”有關(guān)。

1.3 副高強(qiáng)度的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)

西太副高的西伸北進(jìn)和東撤南退往往伴隨著強(qiáng)度和面積的變化，因此西太副高的強(qiáng)度和面積也存在季節(jié)內(nèi)活動(dòng)的特征，但是針對(duì)這2方面的研究相對(duì)較少。羅婷[40]認(rèn)為，西太副高強(qiáng)度和西脊點(diǎn)的季節(jié)內(nèi)振蕩具有一致性(即西太副高強(qiáng)度偏強(qiáng)，則西脊點(diǎn)偏西，反之則西脊點(diǎn)偏東)，兩者均以30～60天周期為主，西太副高強(qiáng)度在初夏還存在20～30天的振蕩周期。此外，王珂等[41]的研究指出，西太副高的面積指數(shù)也存在10～30天的低頻變化。

2 影響西太副高位置季節(jié)內(nèi)活動(dòng)的因子

2.1 環(huán)流因子

西太副高的活動(dòng)和變異與熱帶大氣環(huán)流(如熱帶對(duì)流、熱帶氣旋等)關(guān)系密切。初夏印度洋和太平洋的對(duì)流東傳，在盛夏對(duì)流則顯示出強(qiáng)烈的西北向傳播特征[42]，與西太副高北跳有關(guān)。張慶云等[43]發(fā)現(xiàn)，夏季西太副高脊線的2次北跳現(xiàn)象與低層赤道西風(fēng)的2次北跳及赤道對(duì)流向北推移密切相關(guān)。王建德等[44]提出，南海對(duì)流增強(qiáng)也會(huì)促使西太副高北抬。徐海明等[45]則指出，熱帶ITCZ和孟加拉灣北部對(duì)流的異常活躍，可能對(duì)江淮入梅前后西太副高的增強(qiáng)西伸產(chǎn)生影響。此外，羅哲賢[46]認(rèn)為，臺(tái)風(fēng)及其頻散生成的高值系統(tǒng)與西太副高之間會(huì)發(fā)生相互作用，引起副高短期時(shí)間尺度的變化。

北半球中高緯環(huán)流系統(tǒng)也是影響副高異常變化的重要因子之一。其中，西風(fēng)帶槽脊和阻塞形勢(shì)是中高緯重要的環(huán)流型，影響和制約著副熱帶高壓的發(fā)展[47]。早期研究表明，西太副高變動(dòng)的周期性和西風(fēng)帶槽脊活動(dòng)的周期性一致，且中緯度西風(fēng)帶槽脊對(duì)西太副高的中短期活動(dòng)有顯著影響[20,48]。其中，穩(wěn)定的西風(fēng)帶環(huán)流是造成西太副高中期異常變化的重要原因之一[49]。陶詩言等[24]指出，西太副高5～10天的中短期活動(dòng)受西風(fēng)帶活動(dòng)的影響，當(dāng)西風(fēng)槽在中國沿海和西太平洋地區(qū)向南伸展到30°N以南后，西太副高有一次加強(qiáng)活動(dòng)；當(dāng)阻高偏北時(shí)，中緯度高壓脊與西太副高的同位相疊加有利于副高維持偏北位置。張慶云等[50]的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，夏季西太副高脊線位置偏北時(shí)，東亞沿岸的低緯西太平洋、中緯地區(qū)和高緯鄂霍次克海上空500 hPa位勢(shì)高度場呈現(xiàn)出一支南北向的“-、+、-”波列，中高緯的烏拉爾山至鄂霍次克海則呈現(xiàn)出一支東西向的“-、+、-”波列，此時(shí)亞洲夏季風(fēng)偏強(qiáng)；脊線偏南時(shí)情況相反。李峰等[51]的研究指出，高緯阻塞高壓的強(qiáng)度及位置變化受到其前部低渦活動(dòng)影響，并通過西風(fēng)帶基本氣流及長波系統(tǒng)變化激發(fā)Rossby波的經(jīng)向傳播，進(jìn)一步影響西太副高的南北進(jìn)退?？抵久鞯萚52]分析了2009年的西太副高北抬情況，發(fā)現(xiàn)中高緯槽脊變化引起東亞沿海負(fù)渦度增加是副高北抬的關(guān)鍵因素。此外，余丹丹等[53]考慮了高低緯協(xié)同作用，認(rèn)為西太副高西端5～10天的短期過程與熱帶和高緯低頻位勢(shì)波擾動(dòng)能量在西太平洋地區(qū)的聚集有關(guān)。

也有學(xué)者從太平洋副高的協(xié)同變化角度研究其對(duì)西太副高異常的影響。早期研究認(rèn)為，東太平洋副高先發(fā)生南北變動(dòng)，之后低頻波列西傳導(dǎo)致西太平洋副高的異常進(jìn)退[21,54]。喻世華[49]、Li[55]等的研究認(rèn)為，東、西太平洋副高的季節(jié)內(nèi)變化之間存在協(xié)同變化現(xiàn)象，西太副高異常與來自中、東太平洋地區(qū)低頻位勢(shì)中心的西傳和聚集密切相關(guān)。張韌等[56]的機(jī)理分析表明，中東太平洋系統(tǒng)的下沉輻散動(dòng)力作用和β效應(yīng)可以激發(fā)出Rossby慣性重力孤立波，該孤立波的傳播可實(shí)現(xiàn)東西太平洋系統(tǒng)的遙相關(guān)。此外，韓榮青[57-58]等認(rèn)為，影響西太副高低頻振蕩的因素也有來自中高緯阿拉斯加灣及鄂霍次克海一帶低頻低壓(如洋中槽)和高壓(如阻塞高壓和東北太平洋高壓)的西南向頻散。

副高位置的異?；顒?dòng)與亞洲夏季風(fēng)系統(tǒng)的其他成員也有密切聯(lián)系。南亞高壓是影響西太副高活動(dòng)的重要因子。陶詩言[2]早在1963年就指出了南亞高壓與西太副高“相向而進(jìn)、相背而退”的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。任榮彩[59]、劉還珠[60]等也分別對(duì)1998年和2003年夏季西太副高和南亞高壓的演變進(jìn)行了研究，均指出南亞高壓通過高空負(fù)渦度平流和下沉運(yùn)動(dòng)影響西太副高的短期變異。此外，亞洲夏季風(fēng)系統(tǒng)中的馬斯克林高壓、澳大利亞高壓在加強(qiáng)后，可通過加強(qiáng)越赤道氣流，使菲律賓附近的對(duì)流活動(dòng)增強(qiáng)，進(jìn)一步導(dǎo)致Hadley環(huán)流和副高加強(qiáng)[61-62]。洪梅等[63]研究了西太副高的異?；顒?dòng)與亞洲夏季風(fēng)系統(tǒng)各成員的時(shí)滯相關(guān)，發(fā)現(xiàn)影響西太副高強(qiáng)度異常及脊線南北向位置異常的因素主要是印度夏季風(fēng)子系統(tǒng)(如馬斯克林高壓、索馬里低空急流、印度季風(fēng)潛熱通量、印度季風(fēng)和孟加拉灣經(jīng)向季風(fēng)環(huán)流)；而影響西太副高東西向位置異常的因素則主要是東亞夏季風(fēng)子系統(tǒng)(如澳大利亞高壓、中南半島感熱、南海低空急流、青藏高壓和熱帶輻合帶)。

許多觀測(cè)事實(shí)和研究表明，一個(gè)區(qū)域的大氣環(huán)流異?？梢砸鹆硪粋€(gè)區(qū)域大氣環(huán)流的異常，這種區(qū)域之間的相關(guān)性就稱為遙相關(guān)。Ding[42]總結(jié)了與東亞夏季風(fēng)季節(jié)內(nèi)變率和年際變率有關(guān)的遙相關(guān)型，大部分都會(huì)在北太平洋上空激發(fā)出遙相關(guān)波列，從而影響副高的強(qiáng)度和位置。例如，偏高的西太平洋海溫通過激發(fā)東亞-太平洋(EAP,East Asia Pacific)遙相關(guān)型，導(dǎo)致熱帶對(duì)流活動(dòng)活躍，副高位置偏北，并且產(chǎn)生Rossby波從低緯經(jīng)北太平洋傳至北美[64-66]。另一種遙相關(guān)型則是通過加熱引起的經(jīng)向環(huán)流擾動(dòng)中緯度急流，進(jìn)而激發(fā)下游北太平洋上空的環(huán)流異常[28,67]。Guan等[26]研究了這兩種遙相關(guān)型與副高季節(jié)內(nèi)異?；顒?dòng)的關(guān)系，認(rèn)為副高緯向位置的季節(jié)內(nèi)振蕩在初夏主要受東亞-太平洋型(EAP)遙相關(guān)[64-65]和絲綢之路遙相關(guān)[68]的影響，在盛夏則只受EAP遙相關(guān)影響。另一方面，北極濤動(dòng)(AO,Arctic Oscillation)是北半球中高緯尺度最大、最重要的模態(tài)[69]，對(duì)北半球大部分天氣系統(tǒng)和天氣現(xiàn)象有調(diào)制作用。屈靜玄等[70]發(fā)現(xiàn)，春季AO正異常時(shí)，西太副高偏弱，但對(duì)于夏季AO與西太副高的關(guān)系缺乏相關(guān)研究。

2.2 海溫因子

海溫作為海氣相互作用的重要因素，對(duì)副高的異?；顒?dòng)有重要影響。早期研究表明，西太副高對(duì)同期及前期不同海域的海溫存在顯著響應(yīng)[71-75]。熱帶印度洋海溫偏高可導(dǎo)致當(dāng)?shù)亟邓黾?，從而激發(fā)Kelvin波向熱帶西太平洋傳播，在西北太平洋上空形成反氣旋異常，進(jìn)而使西太副高增強(qiáng)[76-77]。赤道太平洋上低海溫異常有利于在其西北方向激發(fā)出反氣旋異常，從而加強(qiáng)西太副高[78]。因此人們普遍認(rèn)為，印度洋高海溫和太平洋低海溫之間的緯向溫度梯度的增加，有利于副高的加強(qiáng)。當(dāng)赤道西太平洋暖池增暖時(shí)，菲律賓到中印半島上空的對(duì)流活動(dòng)會(huì)增強(qiáng)，西太副高位置偏北，此時(shí)從東南亞經(jīng)東亞到北美西海岸上空呈現(xiàn)出EAP遙相關(guān)[64-65]。Su等[79]認(rèn)為，西太副高第一次北跳與赤道中太平洋海溫密切相關(guān)，第二次北跳則與前冬的ENSO事件及印度洋海溫相關(guān)。在年代際尺度上，西太副高在20世紀(jì)70年代后期以來的強(qiáng)度增強(qiáng)、位置偏西的年代際變化，是對(duì)印度洋、西太平洋海溫異常增高的響應(yīng)[8,80]。

ENSO作為海氣耦合系統(tǒng)最強(qiáng)的年際信號(hào)，對(duì)副高有重要影響。諸多研究表明，前冬若發(fā)生了El Nio事件，次年夏季的西太副高將異常偏強(qiáng)，兩者可通過菲律賓反氣旋相聯(lián)系[81]。然而，2015-2016年的超強(qiáng)El Nio事件次年，西太副高異常偏弱，這是由于El Nio事件衰減過快，印度洋海溫正異常難以維持[82]。Xie等[83]認(rèn)為，初夏西太副高可能受印度洋影響，在El Nio次年夏季印度洋海溫偏高，激發(fā)出東傳的Kelvin波，通過加強(qiáng)西北太平洋反氣旋異常，使西太副高加強(qiáng)。Yeo等[84]認(rèn)為，初夏的西太副高受ENSO影響不大，而盛夏的西太副高受前冬赤道東太平洋海溫的強(qiáng)烈影響。近年來的研究表明，不同ENSO背景下，西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)大有不同。La Nia年夏季西太副高偏東偏北，季節(jié)性北跳加快[85]。El Nio發(fā)展年夏季，西太副高的東退在8月尤為明顯，而衰減年夏季西太副高則偏北偏強(qiáng)[86]。El Nio發(fā)展年和La Nia年，夏季西太副高的季節(jié)內(nèi)變化也存在很大差異[87]，強(qiáng)El Nio衰減年的副高等東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)的季節(jié)內(nèi)變化差異與El Nio衰減后的印度洋和大西洋海溫異常有關(guān)[88]。

2.3 青藏高原

青藏高原(簡稱高原)的熱力作用對(duì)副高的影響也非常重要。劉新等[89]提出了青藏高原對(duì)副熱帶地區(qū)的LOSECOD“四葉型”加熱模式，并激發(fā)了非對(duì)稱環(huán)流：在高層大陸上為高壓，海洋上為低壓；在低層則海洋上為高壓，大陸上為低壓。高原的感熱加熱使其成為一個(gè)巨大的負(fù)渦度源，通過Rossby波的東傳影響副熱帶高壓。大量研究表明，高原熱源的加強(qiáng)有利于夏季副高的加強(qiáng)[90-91]。趙聲蓉等[92]認(rèn)為，高原既是熱源也是水汽匯，其上空的潛熱加熱異常會(huì)引起南亞高壓、西太副高及中高緯環(huán)流的異常。包慶等[93]通過數(shù)值試驗(yàn)證明青藏高原增暖有利于南亞高壓、西太副高、西風(fēng)帶急流的加強(qiáng)。簡茂球等[94]則指出，夏季青藏高原熱源偏強(qiáng)時(shí)，西太副高的脊線位置偏南。大量研究表明，青藏高原東部大氣熱源存在10～20天和30～60天的低頻振蕩[95-98]。鞏遠(yuǎn)發(fā)等[99]利用數(shù)值試驗(yàn)分析了西太副高的中期變化，認(rèn)為高原的熱力作用主要影響副高北側(cè)鋒區(qū)和鋒區(qū)上層西風(fēng)急流的強(qiáng)度。在夏季風(fēng)偏強(qiáng)或偏弱的年份，青藏高原東部大氣熱源的變化引起高原降水的變化，進(jìn)而影響西太副高南北進(jìn)退的低頻振蕩[100]。青藏高原上空是大氣低頻振蕩的活躍區(qū)域[101-103]。李云康等[104]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高原上空30～60天振蕩處于最強(qiáng)位相時(shí)，副熱帶系統(tǒng)增強(qiáng)，西太副高加強(qiáng)西伸。

2.4 季風(fēng)雨帶

西太副高一方面影響著季風(fēng)雨帶的位置和強(qiáng)度，另一方面也受到季風(fēng)降水的反饋?zhàn)饔糜绊?。喻世華等[22]指出，東亞夏季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)各成員之間存在著一種自我調(diào)節(jié)機(jī)制，中國東部降水釋放大量凝結(jié)潛熱，導(dǎo)致季風(fēng)環(huán)流圈在副熱帶地區(qū)下沉，引導(dǎo)西太副高伸入大陸，促使南海地區(qū)熱帶輻合帶活躍，切斷了西南季風(fēng)的水汽輸送，導(dǎo)致季風(fēng)降水減弱，西太副高南撤、東退。吳國雄等[105]利用建立的全型垂直渦度傾向方程和數(shù)值試驗(yàn)，證明了凝結(jié)潛熱是決定東半球夏季副熱帶高壓位置和強(qiáng)度的關(guān)鍵因素：東亞季風(fēng)降雨帶來的凝結(jié)潛熱加熱，使高層南亞高壓位于加熱中心西側(cè)、中層西太副高位于加熱中心東側(cè)。劉還珠等[106]的數(shù)值模擬表明，降水釋放凝結(jié)潛熱導(dǎo)致非絕熱加熱在垂直方向上的不均勻，從而引起渦度場的變化，導(dǎo)致西太副高的西伸北進(jìn)。蘇同華等[107]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，西太副高與其西部降水凝結(jié)潛熱的相互作用會(huì)導(dǎo)致副高發(fā)生季節(jié)內(nèi)低頻振蕩。

3 西太副高季節(jié)內(nèi)活動(dòng)對(duì)天氣氣候的影響

副高是Hadley環(huán)流的下沉支，其所控制的地區(qū)天氣炎熱干燥。西太副高的強(qiáng)度、位置與亞洲地表溫度之間有密切關(guān)系，其季節(jié)內(nèi)活動(dòng)異常容易導(dǎo)致熱浪等災(zāi)害性事件的發(fā)生[108-111]。

除對(duì)高溫影響外，副熱帶高壓對(duì)我國夏季降水的影響一直是氣象學(xué)家研究的熱點(diǎn)。大量觀測(cè)事實(shí)和分析結(jié)果表明，我國東部雨帶位置與西太副高的位置變動(dòng)密切相關(guān)[4,7,109,112-115]。張慶云[47]和陶詩言[50]等的研究發(fā)現(xiàn)，西太副高脊線異常偏南或脊點(diǎn)異常偏西時(shí)，鄂霍次克海高壓建立，東亞地區(qū)形成“+、-、+”的距平波列，東亞夏季梅雨期降水異常增加。東亞夏季風(fēng)雨帶的跳躍通常與西太副高季節(jié)移動(dòng)的突變相聯(lián)系[116]。宗海鋒等[117]分析了西太副高的季節(jié)性變異對(duì)我國東部夏季雨帶季節(jié)內(nèi)時(shí)空變化的影響，并進(jìn)一步證明了不同降水模態(tài)對(duì)應(yīng)的西太副高的兩次北跳有明顯不同的過程，且兩次北跳還具有相對(duì)的獨(dú)立性[71,105]。近年來，西太副高與夏季低頻降水的關(guān)系也引起了關(guān)注。Mao等[118]認(rèn)為，西太副高被一個(gè)類似Rossby波的耦合對(duì)流系統(tǒng)所調(diào)制，當(dāng)南海-菲律賓上空出現(xiàn)反氣旋異常時(shí)，西太副高向東北方向移動(dòng)，導(dǎo)致長江中下游20～50天準(zhǔn)周期低頻降水分量減少。Yang等[119]的研究發(fā)現(xiàn)，長江中下游20～30天準(zhǔn)周期低頻降水分量與副高西伸導(dǎo)致的低層反氣旋異常有關(guān)。此外，副高影響下的區(qū)域高溫高濕，容易造成雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣[120]。

西太平洋海溫長年偏高，是臺(tái)風(fēng)高發(fā)地區(qū)。洋面上空的臺(tái)風(fēng)和西太副高之間存在相互作用。臺(tái)風(fēng)的年際、年代際變化與西太副高的位置、強(qiáng)度和范圍明顯相關(guān)[121-122]。在次季節(jié)尺度上，副高異?；顒?dòng)也會(huì)影響臺(tái)風(fēng)的路徑和強(qiáng)度，同時(shí)臺(tái)風(fēng)環(huán)流與中緯度西風(fēng)槽、西太副高、急流等天氣系統(tǒng)共同作用容易引發(fā)特大暴雨過程[123]。當(dāng)西太副高強(qiáng)大且呈東西帶狀分布時(shí)，臺(tái)風(fēng)沿著副高南側(cè)西行；當(dāng)西太副高較弱時(shí)，臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向可能會(huì)導(dǎo)致副高東退或斷裂[124]。

4 展 望

(1)西太副高位置的異?；顒?dòng)存在多時(shí)間尺度變率。西太副高存在3～5年、6～8年準(zhǔn)周期年際變化，并在20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)明顯增強(qiáng)西伸的年代際變化特征；在季節(jié)內(nèi)尺度上，西太副高存在明顯的季節(jié)性南北進(jìn)退，其季節(jié)內(nèi)振蕩表現(xiàn)為西伸脊點(diǎn)偏東或偏西，以及脊線位置的偏南或偏北。西太副高的多時(shí)間尺度異?；顒?dòng)對(duì)亞洲東部氣溫、降水及臺(tái)風(fēng)的形成和發(fā)展有重要影響。

(2)包括熱帶系統(tǒng)、中高緯環(huán)流、南亞高壓等在內(nèi)的季風(fēng)系統(tǒng)成員是西太副高位置季節(jié)內(nèi)異?；顒?dòng)的重要環(huán)流影響因素。熱帶對(duì)流向北推移可影響西太副高的南北位置變動(dòng)。中高緯環(huán)流系統(tǒng)可影響西太副高的中短期變化，鄂霍次克海阻高的增強(qiáng)不利于副高維持偏北位置。東太平洋副高和西太平洋副高之間存在遙相關(guān)關(guān)系，東太平洋副高一般先于西太平洋副高發(fā)生變動(dòng)，再通過低頻波列影響西太平洋副高。南亞高壓與西太副高之間存在相向運(yùn)動(dòng)特征，其高空負(fù)渦度平流影響副高的中短期變化。東亞經(jīng)向EAP遙相關(guān)和亞歐緯向CGT遙相關(guān)等大氣遙相關(guān)波列對(duì)西太副高季節(jié)內(nèi)變率具有調(diào)制作用。這些不同緯度的環(huán)流系統(tǒng)如何相互作用及其對(duì)西太副高有何影響，尚值得深入研究。

(3)西太副高對(duì)前期和同期的不同海域海溫存在顯著響應(yīng)，赤道印度洋高海溫和赤道中西太平洋低海溫之間的緯向溫度梯度越大，越有利于副高的西伸加強(qiáng)。西太平洋暖池海溫偏高則有利于西太副高位置偏北。ENSO對(duì)西太副高季節(jié)內(nèi)異常有調(diào)制作用。不同ENSO背景下，副高位置的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)表現(xiàn)出很大差異。El Nio發(fā)展年夏季，西太副高異常主要發(fā)生在8月，東退明顯；La Nia發(fā)展年夏季，西太副高異常主要發(fā)生在7月，季節(jié)性北跳加快。但針對(duì)ENSO循環(huán)對(duì)西太副高季節(jié)內(nèi)活動(dòng)的影響研究還不夠充分。隨著近年來CP型El Nio事件發(fā)生頻率的增加，ENSO對(duì)副高季節(jié)內(nèi)活動(dòng)的調(diào)制是否呈現(xiàn)出新的變化，尚有待深入研究。同時(shí)，太平洋、印度洋及大西洋等海溫異常背景對(duì)副高季節(jié)內(nèi)活動(dòng)的協(xié)同影響也值得進(jìn)一步研究。

(4)青藏高原的熱力作用對(duì)西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)也有非常重要的影響。高原東部大氣熱源主要通過釋放潛熱引起西太副高的低頻振蕩。高原感熱是調(diào)節(jié)西太副高季節(jié)異常的相對(duì)獨(dú)立因子，當(dāng)春季高原感熱較強(qiáng)時(shí)，夏季西太副高向西延伸[125]。在次季節(jié)尺度上，高原感熱對(duì)西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)是否也存在影響，仍有待進(jìn)一步研究。

盡管目前對(duì)于西太副高的季節(jié)內(nèi)振蕩已有不少研究，但是不管從其結(jié)構(gòu)特征還是物理機(jī)制方面來講，都是極其復(fù)雜的，而且多時(shí)間尺度變率的相互作用對(duì)副高的調(diào)制也是一個(gè)可能的影響因素，需要更深入的研究和討論。另一方面，就西太副高的影響因素而言，太陽輻射、海冰等也是影響副高形成和變異的重要因子，但關(guān)于它們?cè)诖渭竟?jié)尺度上對(duì)副高影響的研究還不多見。而且，北半球大氣環(huán)流次季節(jié)演變的可預(yù)測(cè)性來源除了大氣季節(jié)內(nèi)振蕩、海表溫度外，還包括土壤濕度、平流層-對(duì)流層相互作用等[19,126]，這些海洋、陸地、平流層的動(dòng)力過程是否對(duì)西太副高的季節(jié)內(nèi)活動(dòng)有貢獻(xiàn)，值得進(jìn)一步研究。此外，目前以數(shù)值模式為主的短期天氣預(yù)報(bào)的可預(yù)報(bào)時(shí)效為10天左右，次季節(jié)預(yù)報(bào)的客觀方法和工具仍不甚成熟。如何基于副高的次季節(jié)尺度變化規(guī)律，改進(jìn)動(dòng)力模式或統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法，也是開展防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)的重要研究內(nèi)容。