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1、第28卷第6期地理研究Vol128,No162009年11月GEOGRAPHICALRESEARCHNov1,2009我国高空风速的气候学特征11,234任国玉,张爱英,王颖,郭军(11中国气象局气候研究开放实验室,国家气候中心,北京100081;21中国气象科学研究院,北京100081;31国家气象信息中心气候资料室,北京100081;41天津市气候中心,天津300074)摘要:利用全国119个探空站1980~2006年13个等压面和地面附近的月平均风速资料,分析了不同高度年、季节平均风速的气候
2、学特征。结果表明,全国平均200hPa以下风速随高度增加而增加,200hPa~30hPa之间风速随高度增加而降低,30hPa以上风速随高度增加而再呈增加趋势;春、秋季平均风速随高度变化与年平均相似,但冬、夏季的垂直分布差异明显;700hPa及其以上最大风速出现在1月,最小风速在7月或8月;850hPa和地面最大风速发生在4月;对流层风速年较差从下向上增加,在200hPa附近风速年较差最大。我国地面风速在东、西部地区较大,中部地区较小;500hPa年平均风速分布呈西低东高态势,最大中心出现在辽东半岛
3、东部;200hPa年平均风速在江淮地区出现高值中心;500hPa冬季最大风速区在大陆南部,夏季北移并向西扩展;200hPa各季强风速区基本呈东西走向的带状分布,其中春季在江淮地区,夏季移至西北,秋季位于黄淮地区,冬季位置最南。关键词:高空风速;地面风速;气候学;对流层;平流层;西风急流;中国文章编号:1000-0585(2009)06-1583-101引言高空风是研究大气动力学的一个重要参量,它反映了下垫面与下层大气的热力状态和辐射平衡变化,同时又在大气中的动能、热量、水汽和气溶胶等能量和物质输送
4、、交换中[1~3]发挥着关键作用。此外,了解高空风速和风向的气候学特征对于航空飞行、卫星发射、导弹运行等民用和军事活动也具有重要意义。[4~6]目前对高空风的研究多采用全球再分析资料。再分析风资料是使用资料同化技术,采用数值模式对过去各种观测资料进行再分析,制作出新的全球长时间序列综合资料[3,6]集,对于现代气候诊断分析具有重要的作用。但再分析风资料的可靠性主要取决于探空观测系统,而探空风资料来源于几个全球业务预报中心,在空间覆盖上和序列连续性等方面还存在一定差距,根据这些不完整资料获得的再分析
5、资料在区域尺度上难免存在缺陷。因此,选用经过质量控制和更新的长时间序列密集探空站观测资料,对我国高空风速的气候特征进行分析,具有一定的理论和实际价值。有学者利用探空风资料对区域性高空风速气候特征进行了研究,国外这方面研究的例[6][7][8,9]子包括Essenwanger等和Pinard的工作。在国内,杨大昇和李麦村很早就利用探[10]空风资料分析了北京和汉口低对流层平均风速的垂直气候特征;邹进上等对20世纪80收稿日期:2009-01-26;修订日期:2009-05-20基金项目:国家/十一五
6、0科技支撑项目课题(2007BAC03A01和2007BAC29B02)资助作者简介:任国玉(1958-),辽宁人,研究员。从事气候变化和古气候研究。E-mail:guoyoo@cma1gov1cn1584地理研究28卷年代末之前国内外学者关于东亚和中国地区高空风速气候特征的研究进行了系统总结;马[11]瑞平等利用Nimbus-7卫星1979~1981年的平流层和中间层大气温度探测数据和热成风原理,计算了高空风场,得到中国上空20~80km高空范围风场的一些特征;王丽琼[12]等利用1991~19
7、95年台北高空气候资料分析了该地区对流层顶风的年变化特征。上述关于国内的研究多限于小区域范围或较短的时间窗口内,或者采用了有限台站和记录长度的资料,在全国范围内利用足够长序列各位势高度的探空数据分析高空风速气候特征的研究还鲜见报道。本文利用1980~2006年119个台站的探空资料,对全国各等压面上平均标量风速的气候学特征进行分析,希望对进一步了解我国高空风速的季节和空间特征有所帮助。2资料与方法尽管风是一个矢量,但构成矢量的风速和风向都可以作为独立的标量对待。高空平均标量风速是指探空气球在一段时
8、间内沿某一方向漂移的水平合成速度。标量风速不考虑方向,但在高空风速较大的情况下,它与矢量风速差异很小。在中纬度地区,矢量风速主要由纬向风速构成,经向风速在多数情况下较纬向风速低一个量级。除夏季的南方沿海省份外,我国高空的平均标量风速主要反映的是纬向西风的风速。本文所用的资料来源于国家气象信息中心的全国119个站无线电探空仪观测的13个等压面(850hPa、700hPa、500hPa、400hPa、300hPa、250hPa、200hPa、150hPa、100hPa、70hPa、50
