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《亚洲夏季风结构和变动与大气运动的斜压和正压特征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第55卷第2期 气 象 学 报 Vol.55,No.21997年4月 ACTAMETEOROLOGICASINICAApr.,1997亚洲夏季风结构和变动与大气运动的X斜压和正压特征:斜压模分析管兆勇 徐建军 郭品文 王 川(南京气象学院,南京,210044)摘 要通过定义流场的斜压性度量参量,利用观测资料,对大气运动的斜压特征量与夏季风变动的联系进行了探讨。结果表明:夏季风流场具有较强的斜压性;纬向气流的斜压强弱的时间变动与夏季风进退相吻合;强斜压区的范围可反映夏季风活动的基
2、本范围。经向斜压运动强弱的水平分布及时间2经度剖面上斜压运动动能的纬向传播都与亚洲季风体系中季风子系统有关。关键词:夏季风,斜压特征量,纬向传播。1 引 言[1-3]季风是由海陆热力差异、行星风带的季节性位移和大地形共同作用的结果。它具[1]有地面盛行风向的季节性反转、高空风的季节性改变,而且风速风向随高度具有较大的变化,甚至上下层气流方向相反,反映出季风流场具有较强的斜压性。即使在低频时间尺[4]度上(季内振荡),也具有明显的斜压特点。因此,作斜压特征分析对深刻了解季风的内在结构和变化机制将具有重要意义。季风流场的斜压
3、程度以及与夏季风变动的关系、斜压强弱随时间的传播现象等问题将在本文中讨论。2 资料和方法2.1 资料本文中采用了1980—1986年ECMWF(欧洲中期预报中心)逐日格点资料(包括u(纬向风)、v(经向风)、H(位势高度)和T(温度)等),地形资料取自文献[5]。2.2 方法为诊断季风流场的斜压性,这里需定义斜压性度量参量。对于物理量u,v,其垂直方向上的平均值为:pp1s1squ=udp,vl=vdp(1)ps-pT∫pps-PT∫PTTX初稿时间:初稿时间:1995年7月12日;修改稿时间:1995年12月5日。 资
4、助课题:本文系国家自然科学基金资助项目,编号:49375250。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2期 管兆勇等:亚洲夏季风结构和变动与大气运动的斜压和正压特征:斜压模分析147这里ps为地面气压,PT为上边界等压面气压(取PT=100hPa)。这样,qu,vl表示对流层中运动速度随高度不变的部分,即正压特征量部分。关于这一部分的变化与季风活动的联系将另文研究。大气运动的斜压特征量部分则可写为:′′u=u-qu,v=v-qu(
5、2)为能得到描述对流层内各层运动斜压性的参量,对上式进行平方积分并做适当处理,即:ps1ps1′2′2uD=[∫udpö(ps-PT)]2,vD=[∫vdpö(ps-PT)]2(3)PPTT显然,uD,vD仅是(K,U,t)的函数。它们的水平分布和时间演变反映了风场的斜压性。文中的所有计算均在将格点资料处理成候平均或月平均(后再进行多年平均)后进行。3 亚洲夏季风的进退与uD,vD的时空变化[6]研究表明,季风上、下层流场之间存在着较大差异,如7月份东半球的40°E附近对流层上、下层存在着方向相反的越赤道气流,而赤道以北
6、的低纬度地区上下层也存在着方[6]向相反的纬向风分量,这反映出季风流场的斜压性。3.1uD的水平分布及其逐月变化由于大气运动以纬向分量为主(存在纬向平均气流),所以行星尺度季风现象必然反映在高低层的纬向气流之中。图1的uD是由7a平均资料计算的月平均纬向风,再由式(3)计算得到的。图1uD的1月(a)和7月(b)的水平分布特征(等值线间隔2.0mõs-1,点线表示uD极小值的连线)由图可见,在中低纬地区,uD有3个主要的大值带:1个位于北半球中纬度西风带中,1个位于南半球西风带中,且它们均是在冬季达到最强且位于东半球。另
7、一个范围较大的©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.148气 象 学 报 55卷uD大值区则位于东半球的低纬度地区。uD一方面表征垂直风切变的强弱,另一方面又表征斜压特征动能的大小。3个uD的最大值中心(3个纬带)位于东半球即意味着东半球大气运动具有较强的斜压特性。就低纬区域的强uD区来说,其范围大小与强度的变化刚好与夏季风的进退相吻合。将包围uD大值的极小值带用点线标出(见图1),可得到由1月至12
8、月份uD的强值椭圆形区域。可看出:北半球冬季(南半球夏季),即12月、1月及2月份≥6mös的uD大值中心位于15°S—0°之间,其对应于澳大利亚夏季风期。其后强度减弱,并在4月份uD<4mös。至5月份,北半球中纬度地区斜压运动动能减弱,而南半球斜压运动动能增强。同时,椭圆形大值区向北向西移动(经过南海),且uD≥
