《热带气象学》课件：第四章1.pptx

1、第第四四章章热带大气环流与系统热带大气环流与系统4.1 4.1 高空急流高空急流和低空急流和低空急流34.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流急流的类型温带急流（北支）出现在中高纬地区急流轴平均高度8-10km，东亚地区夏季70N附近，冬季40-60N间副热带急流（南支）出现于副高北缘平均高度12-14 km东亚最强大，最稳定冬季25-32N，夏季偏北10-15纬距，我国上空以此类急流为主热带东风急流出现在副热带高压南缘位于10-20N部分地区平均高度约14-16 km亚非地区最明显44.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流急流的类型平流层急流为极地平流层西风急流（50

2、-75N）热带平流层东风急流（20-30N）低空急流低空副热带高压北缘的强西南风带我国长江流域和华南地区在对流层下层（700hPa、850hPa）也常出现低空急流54.1. 4.1. 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流64.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流74.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流84.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流94.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A.

3、 A. 副热带副热带西风急流西风急流2612UTC MAR 2010104.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流114.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流冬季月平均124.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流夏季月平均134.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流冬季候平均144.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流夏季候平均154.1

4、4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流气候平均200hPa纬向风的季节演变 164.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流多年平均(1979-2003年)沿105-120E平均的纬向风垂直剖面JanFebMarApr174.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流多年平均(1979-2003年)沿105-120E平均的纬向风垂直剖面MayJunJulAug184.1 4.1 高空急流高空急流和低空急流和低空急流A. A. 副热带西风急流副热带西风急流多

5、年平均(1979-2003年)沿105-120E平均的纬向风垂直剖面SepOctNovDec194.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流沿105-120E平均的纬向风垂直高度剖面204.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流基本特点（东亚地区）季节：常年存在，东亚大气环流季节调整的重要特征，季节划分的主要标志位置：冬季25-32N（长江流域以南），2月最南，春秋35N附近；夏季40N以北（黄淮流域以北），8月最北高度：高度12-14 km，春（4月）最高秋夏冬2月）最低厚度：3-12 km，冬

6、（1月）最厚，夏（7月）最薄长度：10000-12000 km有时可环绕全球宽度：多小于1000 km214.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流基本特点（东亚地区）224.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点强大的风速垂直切变强度随季节而异，5-10 m/skm切变值与急流强度成正比分布不对称，左侧右侧切变，轴下轴上强大的风速水平切变冷侧为气旋性切变，暖侧为反气旋性切变冬季最强，5-10 m/s100km；夏季最弱不对称分布，最大值出现在南北两侧100-200 km急流风速的纬向分

7、布特点沿气流方向上的风速分布不一致，可以有一个或几个椭圆形的最大强风区，其间为相对弱风区234.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点244.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点254.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点264.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点冬季印度及其附近地区温度梯度（a）和温度递减率（b）的平均分布274.1 4.1 高空急流和低空

8、急流高空急流和低空急流A. A. 副热带副热带西风急流西风急流结构特点在急流轴下方: 左侧冷，右侧暖，水平温度梯度由 SN在急流轴上方: 左暖右冷，水平温度梯度由 NS急流轴下方维持强大的高空锋区，最大水平温度梯度区常位于轴下方，地面无锋系对应水平温度梯度的零线通过急流中心，说明急流轴上、下温度场结构相反284.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流A. A. 副热带西风急流副热带西风急流副热带西风急流的年际副热带西风急流的年际( (年代际年代际) )变化特征及其原因变化特征及其原因探讨？探讨？ 结构特点北半球冬季副热带急流与环流系统的联系294.1 4.1 高空急流和低空急流高空急

9、流和低空急流B. B. 热带东风急流热带东风急流304.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流B. B. 热带热带东风急流东风急流314.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流B. B. 热带热带东风急流东风急流324.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流B. B. 热带热带东风急流东风急流东半球多年平均的200hPa纬向风分布334.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流B. B. 热带热带东风急流东风急流基本特征活动季节：夏季最明显，冬季也存在但不明显位置：青藏高压南缘，5-20N的对流层上层和平流层低层，以南海 - 印度 - 北非最强大、稳定高度

10、：平均在14-16 km （200-100hPa）强度：平均30-35 m/s，Vmax50m/s在华南的活动情况：主要出现在7-8月，7月最多，平均每月出现2-3次，每次持续时间0，以上则12m/s 的强风速带，在急流轴的上下风速都减小长约1000km以上，宽约数百km，平均风速16-25m/s，生命史3-4天，是造成暴雨的重要因子低空急流的强度随季节和地区的不同而有差异484.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流基本特征494.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流低空急流的类型l 大范围稳定性急流与大地形有关如

11、索马里低空急流、东亚大尺度低空急流等l 天气尺度急流与系统有关（即低压槽、切变线或低涡逼近副高的西侧或北侧时形成）如华南前汛期的西南风低空急流l 中尺度急流强对流活动促使高空气流的动量下传的结果504.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流影响我国的低空急流 副高西侧的偏南风急流- 与地形有关，定常，夏季 华南西南急流- 与SW季风有关，锋前暖区，4-6月 南海中北部偏西风急流- 与季风槽、越赤道气流有关，夏季 南海北部偏东风急流- 与冷空气有关，秋季514.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流4月21日4月22日1

12、961年4月2224日华南地区持续性暴雨过程524.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流1992年5月68日华南地区持续性暴雨过程5月5日5月7日534.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流华南低空急流的结构l 热力结构（温湿场）一般与暖湿舌相结合，最大暖湿中心位于急流轴上或其左侧，即左侧暖湿，右侧冷湿，无锋区配合l 动力结构（涡散度场） 急流轴左侧常有切变线、低涡活动，是气旋性切变最大区，为 + 区，对应的高层常是反气旋性切变大值区，有 - ；而右侧常是副高区，从低层至高层皆为 - 区 急流轴风速分布不均匀，具有

13、很强的超地转；急流系统有多重性结构544.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流急流系统的风速垂直剖面图：J 为急流中心a.1978年5月17日08时；b.1978年6月7日08时554.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流有利于华南前汛期低空急流形成的环流形势副高加强西伸西南气流加强影响华南G西南热低压发展和东移华南沿海气压梯度加大低压与副高间形成急流GD南支槽东移槽前西南气流在华南上空加强低压与副高间形成急流564.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流有利于华南前汛期低空急

14、流形成的环流形势印度季风槽加强东伸槽前SW季风与副高西侧SW气流在南海北部或华南沿海叠加急流南海南部越赤道气流与副高西侧偏南气流或SW气流结合急流GG574.1 4.1 高空急流高空急流和低空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流低空急流与暴雨l 低空急流对暴雨的作用584.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流低空急流与暴雨l 低空急流对暴雨的作用 作为一支高速的水汽输送带，为暴雨的形成提供充足的水汽来源 通过低层暖湿平流的输送，造成位势不稳定层结 急流中心的前方有明显的水汽和质量辐合，常是强上升运动区 急流轴的左前方是气旋性切变涡度区，有正涡度平流

15、 低空急流中的中尺度扰动（如强风中心）常常是暴雨的触发机制594.1 4.1 高空急流和低空急流高空急流和低空急流C. C. 低空急流低空急流低空急流与暴雨l 低空急流与暴雨的相互作用急流加强和维持急流左侧D区辐合上升右侧G区辐散下沉空气由G区流向D区地转偏差急流风速加强左侧的气旋性切变加强暴雨区上升运动加强低层辐合加强、高空潜热加热作用低层降压加剧暴雨区与副高之间的水平气压梯度增大往北的气流加速急流形成和加强左侧暴雨加强或新生614.2 4.2 热带辐合带热带辐合带624.2 4.2 热带辐合带热带辐合带634.2 4.2 热带辐合带热带辐合带热带辐合带的模式图（斜线为扰动和热带气旋发生的典

16、型位置）无风带赤道槽信风带赤道槽无风带赤道槽信风带赤道槽644.2 4.2 热带辐合带热带辐合带研究意义 热带能量产生的源地热带地区热量和水汽输送最集中的地区 热带扰动发生的主要源地台风发展的大尺度背景，西太平洋台风80%形成于ITCZ中ITCZ 定义南北半球两个副热带高压之间气压最低、气流汇合的地带；出现在热带对流层低层，又称赤道辐合带或赤道锋654.2 4.2 热带辐合带热带辐合带表征方法 根据地面气压场，把ITCZ定在热带低槽中 气团分析：不同气团的界面，赤道锋或热带锋 根据地面风和地面稳定度：ITCZ为地面稳定度最小而又是气流汇合地带 根据高空稳定度：ITCZ定于600M高度的高空稳定

17、度低值区处 根据流场：两支气流的辐合区，但高、低空位置不同 卫星云图分析：由云带位置或月平均云量最大带或最大亮度带定为（狭窄的对流云带）ITCZ之所在664.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律674.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律1991年7月1000hPa的位势高度684.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律1991年8月1000hPa的位势高度694.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律1991年1月1000hPa的位势高度704.

18、2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律1991年2月1000hPa的位势高度714.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律1984年7月ITCZ北跳时段的地面流线图仇永炎等仇永炎等, ,气象气象724.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律季节变化偏北、冬偏南，平均位置是1月位于5S附近，7月位于12-15N之间短期变化 不规则，时生时灭，南北摆动可达400km/24h 西太平洋ITCZ的二个阶段不活跃阶段：两支信风辐合带，位置偏南，云系不完整活跃阶段：偏东风与赤道西风的辐合带，位置偏北

19、，较强，为稠密云带，有涡旋云系出现，是台风、低压之主要孕育地 短期活动与副热带高压、台风、赤道反气旋的移动和赤道西风的进退有关734.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律744.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律ITCZ 流场云型图（斜线区）（上图为季风槽，下图为信风槽）754.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律OLR和ITCZ分布图（实线为OLR等值线，单位为W/m2，虚线是ITCZ轴线ITCZ 流场云型图（斜线区）（上图为年平均，中、下图分别为冬、春季）764.2 4.2

20、热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律OLR和ITCZ分布图（实线为OLR等值线，单位为W/m2，虚线是ITCZ轴线ITCZ 流场云型图（斜线区）（上图为夏季，下图为秋季）774.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律784.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律平均OLR分布：a. 3-5月b. 6-8月c. 9-11月d. 12-2月Kessler E.,1992794.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律卫星云图平均亮度最大轴线的逐月变化年变化半年无804

21、.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律卫星云图平均亮度最大轴线的逐月变化814.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律强弱变化 ITCZ的强弱变化主要取决于赤道西风、东北信风、东南信风、东北季风的演变（强弱、进退） 建立加强过程- 赤道西风加强 ITCZ加强- 副高加强 副高南侧（ITCZ 北侧）偏东气流加强 ITCZ加强- 澳大利亚高压加强 东南信风北推加强 ITCZ加强- 副高西伸 副高南侧偏东风与赤道西风辐合 ITCZ在建立（南海）- 冷空气南侵 NE季风加强 ITCZ建立、加强（南海）- 冷式切变南移入海 变性为

22、ITCZ（南海）824.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律海洋上ITCZ位置和强度（W/m2）的年变化：实线为北半球ITCZ强度，点划线为南半球ITCZ强度，虚线为ITCZ位置834.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律海洋上ITCZ位置和强度（W/m2）的年变化：实线为北半球ITCZ强度，点划线为南半球ITCZ强度，虚线为ITCZ位置844.2 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律ITCZ平均位置的季节振荡：（a）太平洋双ITCZ；（b）南美（点线）和非洲（虚线）ITCZ854.2

23、 4.2 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律ITCZ热带不同地区ITCZ的平均位置和强度864.2. 4.2. 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律南海及其邻近地区ITCZ出现频数中南半岛和南海地区ITCZ各月变动情况874.2. 4.2. 热带辐合带热带辐合带A. A. ITCZ 的活动规律的活动规律强弱变化减弱消失过程- 台风北上副高南落 ITCZ断裂、减弱、消失（低纬偏东气流控制）- 赤道高压北上达南海北部 ITCZ北抬消失（低纬高压控制）- 副高西伸南海 赤道西风撤退 ITCZ消失- 西风槽东移 副高减弱东退 偏东气流减弱 ITCZ减弱消失- 印度季风槽北上或西收 SW风减弱 ITCZ消失