《热带气象学》课件：第四章2.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4.2 4.2 热带辐合带热带辐合带气候态气候态OLROLR月变化月变化344.2 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）ITCZ54.2 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热带不同地区ITCZ的平均位置和强度64.2. 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74.2. 4.2. 热带辐

2、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84.24.2热带辐合带热带辐合带B B. . 热带辐合带热带辐合带的结的结构与天气构与天气94.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气南海ITCZ涡度、散度和垂直速度廓线：虚线是涡度、点线是散度；

3、实线是垂直速度104.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气沿115E垂直经圈环流图：（a）无ITCZ；（b）强ITCZ114.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气南海季风辐合带的结构模式：E, W分别为高空东风急流和低空强风速中心所在124.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气流场- 二支气流辐合，两半球的信风辐合- 信风与西南季风的辐合- 赤道西风与南北半球的信风辐合- 气旋性涡旋垂直变化- 轴随高度向南倾斜（赤道西风越南越厚，ITCZ越南倾）- 坡

4、度（1/20左右）大于锋面坡度（1/150），有时几乎垂直（海洋上，温湿差很小之故）- ITCZ主要出现在低层（500hPa以下），个别可达300-200hPa（印度洋）134.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气温湿场- 二支温度水平差异小，两侧温差小于3C，南侧稍低于北侧- 湿度是南侧高于北侧，垂直方向呈湿舌状分布，最高可伸达300hPa垂直切变散度场- 低层（700hPa以下）辐合，高层（500hPa以上）辐散，以正涡度为主垂直运动- 低层上升运动为主，强的上升运动出现于ITCZ倾斜面上144.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐

5、合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气天气- ITCZ附近常有积云、积雨云发展为主，高层可见高积云、高层云、卷云，并伴有暴雨、雷暴、大风、水龙卷等- 信风ITCZ的降水区范围约200-800km，降水强度一般为100mm/24h- ITCZ中天气分布不是连续的，明显的坏天气只出现在风场辐合的地区154.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气热带辐合带与台风的关系- 西太平洋台风（南海台风）80%（50%）以上形成于ITCZ中- 孟湾风暴、季风低压也多源于ITCZ（季风槽）中- ITCZ中天气分布不是连续的，明显的坏天气只出现在风场辐合的地区- IT

6、CZ对台风发展的作用：a. 提供能源（水汽、热量）b. 初始扰动c. 垂直切变小d. 强对流164.24.2热带辐合带热带辐合带B.B.热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气ITCZ强弱与南海台风生成的关系174.24.2热带辐合带热带辐合带B B. .热带辐合带热带辐合带的结构与天气的结构与天气台风频数异常年850hPa流场分布状况及台风生成位置：十字型为台风生成位置，阴影区表示通过90的置信度检验偏多年偏少年两者之差184.24.2热带辐合带热带辐合带C. C.热带辐合带的预报热带辐合带的预报194.24.2热带辐合带热带辐合带C C. .热带辐合带热带辐合带的预报的预报ITCZ的强

7、弱、进退的预报主要着眼于副热带环流形势的演变，特别是副高的变化与副高的关系- 副高稳定 偏东气流稳定 ITCZ稳定- ITCZ随副高移动（南北移动）与西风槽的关系- 槽加强东移 副高减弱东退 SW气流北上 ITCZ北移消失204.24.2热带辐合带热带辐合带C. C.热带辐合带热带辐合带的预报的预报与台风的关系- 南海、孟湾有低压、台风活动时 ITCZ活跃与冷空气的关系- 较强冷空气南下 NE风增强 ITCZ增强与赤道反气旋、季风槽等系统的关系- 赤道反气旋北上ITCZ北抬消失；- 季风槽东伸（西缩） 赤道西风加强（减弱） ITCZ加强（减弱消失）卫星云图的应用- ITCZ 云带的稠密、亮度

8、流场辐合强弱 ITCZ强度变化214.24.2热带辐合带热带辐合带D.D.与与极锋的极锋的比较比较224.24.2热带辐合带热带辐合带D D. .与与极锋的极锋的比较比较ITCZ极锋气团单一两气团交界面垂直变化南倾（或垂直）坡度大北倾、坡度小热力性质水平温度梯度小，水平湿度梯度较大，逆温层不存在水平温度梯度大、水平湿度梯度明显，有逆温层动力性质低层辐合、高层辐散 上升锋前辐合上升、锋后辐散下沉垂直切变小大天气多对流性降水、对流云为主多连续性降水、层状云为主234.24.2热带辐合带热带辐合带E. E. 对对 ITCZ 的的一些新认识一些新认识244.24.2热带辐合带热带辐合带E E. .对对

9、 ITCZ 的的一些新认识一些新认识双重ITCZ的问题- 自东非至西太平洋一带的赤道地区，赤道西风是常年存在的，它与南北半球两支信风构成两条ITCZITCZ的活动问题- 二支ITCZ南北位移有反位相的趋势- ITCZ没有跨越赤道的季节性移动- ITCZ存在明显的周期振荡ITCZ的形成问题- 与海温的关系- 与边界层摩擦作用的关系4.34.3东风波和南支波动东风波和南支波动 264.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 274.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A.A.东风波东风波284.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波- 在副热带高压南侧对流层中、

10、下层的东风气流里，常存在一个槽或气旋性曲率最大区，呈波状形式自东向西移动，称之为东风波东风波的波长平均为3000km，周期为3-6天，其西移速度为5-6经距/天294.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波倒V型东风波304.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波314.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波经典的东风波模型经典的东风波模型324.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A.A.东风波东风波经典的东风波模型经典的东风波模型334.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风

11、波a.通过波动的东西剖面；b.实线为3-5km上的流线，虚线为地面等压线344.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A.A.东风波东风波经典东风波模式- 低层槽前东北风，辐散有下沉运动- 槽后东南风，辐合有上升运动- 槽轴随高度向东倾斜- 槽前湿层浅薄，槽后湿层深厚- 坏天气主要出现在槽后- 波动在700-500hPa最强，冷性结构，移速25-30km/h354.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波左：经向风速；右：温度距平东风波的结构东风波的结构364.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波西太平洋东部东风波的合成结构左上为散度

12、右上为垂直运动左下为相对涡度东风波的结构东风波的结构374.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波- 深厚的东风波发生在对流层深厚而稳定的东风气流上的波动，垂直伸展达12km，与经典模式相反，波轴于中低层随高度西倾，400hPa以上垂直，暖湿区和对流不稳定区位于槽前，有坏天气；槽后为相对干冷区影响我国的东风波- 中低层东风波对流层中低层吹偏东风，风速随高度减少，300hPa以上盛行西风；东风波主要出现在500hPa以下的东风气流上，沿2530N西移，相似于经典结构模式，坏天气主要在槽后；影响日本和我国台湾、福建和浙江等省384.34.3东风波东风波和南支波动和南支波

13、动 A A. .东风波东风波- 高层东风波对流层中低层盛行西南季风或副高西侧偏西气流，而对流层上部盛行偏东风，且随高度增强；这种东风波结构与经典模式相反，波轴西倾，坏天气主要分布在槽前；在25N以南活动影响我国的东风波394.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波影响我国的东风波各类东风波示例图：实矢线为流线，虚线为东风波槽线，阴影区为卫星云图上的云系404.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波东风波的形成- 成因有待解决- 形成过程：a. 强西风槽延伸低纬（东移） 副高断裂 副高南侧东风带出现波动 副高继续北移 “延伸槽”南北断裂东风

14、波形成、西移b. ITCZ 中的扰动伸入东风急流c. 高层气旋在低层的反映（高空冷涡）414.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 A A. .东风波东风波东风波活动与我国东部降水异常？东风波活动与我国东部降水异常？东风波对我国天气的影响- 影响华南、华东沿海、长江中下游地区，造成雷暴、暴雨天气- 与台风的关系a. 东风波有高空辐散场迭加 台风（初始扰动）b. 高层东风波前的辐散场与低层低压迭加 台风（启动机制）c. 多台风年，高层深厚东风盛行，热带波动强，位置偏北，ITCZ 强，位置偏北；少台风年情况相反d. 使台风出现异常路径424.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B.B.南

15、支波动南支波动434.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支南支波动？波动？在冬半年位于我国青藏高原南侧的副热带西风急流上的波动，称之为南支波动（南支槽、印缅槽）活动特点- 主要出现在冬半年，11月-5月影响华南的南支槽6-7个/月- 500hPa最明显，高层有时更明显（300-200hPa）- 自西向东移，移速约5-10经距/日444.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支南支波动？波动？454.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支南支波动？波动？464.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支波动南支波动474

16、.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支南支波动？波动？484.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支波动南支波动494.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支南支波动？波动？504.34.3东风波东风波和南支波动和南支波动 B B. .南支波动南支波动南支波动对天气的影响- 影响地区冬半年，亚非低纬地区、我国西南、华南、华东以至华北，是低纬冬半年的重要天气系统之一- 天气a. 暖湿气流的输送 大范围的降水b. 南北槽的迭加 引导冷空气南下c. 南支槽与槽、低压的迭加 促使中低纬系统发展d. 单独南支槽前 强烈对流天气（雷暴、冰雹等）

17、南支波动南支波动( (南支槽、印缅槽南支槽、印缅槽) )活动与我国东部降水活动与我国东部降水异常？异常？4.44.4热带热带对流层高层大对流层高层大槽和高空冷涡槽和高空冷涡524.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡8月北半球200hPa槽脊辐合系统534.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡544.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡554.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡A.A.热带对流层高层大槽热带对流层高层大槽 - TUTT564.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡

18、对流层高层大槽和高空冷涡A A. .热带热带对流层高层大槽对流层高层大槽 - TUTT- 夏季存在于大洋中部的热带地区对流层上层（300-200hPa）呈NE-SW走向的行星尺度的高空大槽，称之为TUTT- TUTT的进退和活动对太平洋地区环流和天气有明显的影响：a. 太平洋TUTT中常有冷涡形成，提供台风的初始扰动b. TUTT活动能改变热带扰动的环境流场：TUTT移至南海 垂直切变减小 有利于台风生成c. 高低层环流的相互作用，对低层扰动或台风起到激发和抑制作用TUTT的年际变化特征及其与我国夏季东部降水异常的年际变化特征及其与我国夏季东部降水异常？574.44.4热带热带对流层高层大槽和

19、高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡A A. .热带热带对流层高层大槽对流层高层大槽 - TUTT太平洋中部槽变化的天气学模式：a. 大槽在160E以东；b. 大槽西伸至130E附近，并叠加于ITCZ中的低压上空8月太平洋高空槽的平均位置与1964年8月某些热带气旋路径584.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡A A. .热带热带对流层高层大槽对流层高层大槽 - TUTT大洋中部槽对扰动质量环流的作用：a.质量环流加强大；b.质量环流减弱594.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡B B. .热带热带高空冷涡高空冷涡604.44.4热带热带

20、对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡B B. .热带热带高空冷涡高空冷涡- 夏季发生在热带地区对流层上部的冷心型气旋性涡旋，200hPa附近达最强，往下逐渐减弱，这种涡旋称之为热带高空冷涡- 强的高空冷涡可伸展到低层或地面，诱使地面出现波动或气旋性涡旋，条件适当时，它可以发展成台风，是西太平洋夏季台风生成方式之一614.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡B B. .热带热带高空冷涡高空冷涡高空冷涡的三维结构和云系模式624.4. 4.4. 热带对流层高层大槽和高空冷涡热带对流层高层大槽和高空冷涡B. B. 热带高空冷涡热带高空冷涡热带高空冷涡结构示意图

21、：粗实线为冷涡轴线634.44.4热带热带对流层高层大槽和高空冷涡对流层高层大槽和高空冷涡B B. .热带热带高空冷涡高空冷涡按其形成方式和活动可分为两种- 影响热带高层对流层槽内生成，直径约400-500km，多沿着槽线西移，平均移速为15-20km/h；其内部气流下沉，故云系主要出现在外围，特别是中心的南侧和东南侧，多为积雨云- 由西风槽延伸至低纬后切断而成，尺度较小，最小的直径仅200km左右；中心为下沉晴空区，仅强度最盛时有稀疏云系，外围南侧和西侧有上升运动和弧形密蔽云系4.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与与赤道反气旋赤道反气旋654.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋

22、东非越赤道气流轴的逐月变化664.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋越赤道气流通道示意图674.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋多年平均的7月流场：实线为流线，虚线为等风速线，单位为m/s850hPa200hPa684.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋气候平均经向风沿赤道的经度-高度剖面（单位：m/s）：上图4月115日平均，下图4月1630日平均694.5. 4.5. 赤道缓冲带与赤道反气旋赤道缓冲带与赤道反气旋气候平均沿105120E平均经向风的纬度-高度剖面（单位：m/s）：上图为4月115日平均，下图为4月1630日平均704.

23、54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋上图为气候平均的5月1-15日平均经向风沿赤道的经度-高度剖面下图为气候平均沿105120E 5月1-15日平均经向风的纬度-高度剖面714.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A. A. 赤道缓冲带赤道缓冲带724.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A A. .赤道缓冲带赤道缓冲带- 南北半球或北半球的低空气流越过赤道时方向发生转变的过渡带，称为赤道缓冲带，也称赤道低空气流转换带- 缓冲带中的气流在北半球夏季为顺时针旋转，而冬季则为反时针，它的位置有明显的季节变化，在夏季其范围最广，从20W-140E缓冲带

24、一般与晴空区相对应，在其控制下可出现持续的晴好天气，赤道缓冲带的结构和形成机制尚须进一步研究734.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A A. .赤道缓冲带赤道缓冲带- 南北它是赤道附近大尺度天气系统之一，一般在离赤道10个纬度的范围内活动，以亚洲和西太平洋地区的赤道缓冲带最为活跃1960年由柯诺佛尔和萨特勒最早命名，附图为赤道缓冲带的概略图- 一般认为，赤道缓冲带的位置有明显的季节变化，夏季其范围最广，从20W到140E几乎绕地球半圈，形成两个主要的闭合中心：一个在印度南面，另一个在埃塞俄比亚744.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A A. .赤道缓冲带

25、赤道缓冲带- 赤道缓冲带中的气流在北半球夏季为顺时针旋转，出现在南海和赤道附近的西太平洋上空，中心经常位于赤道附近，是北半球的一种低空天气系统，其强度以850hPa等压面为最强- 上界可达500百帕等压面，往下常达地面，水平尺度为10003000公里，个别可达60007000公里，生命期一般约 5天，最长可达16天- 赤道反气旋中心盛行下沉气流，天气晴好，而冬季则为反时针- 在卫星云图上，缓冲带一般与晴空区相对应，在其护制下可出现持续的晴好天气，它和它相联系的赤道反气旋的活动，都与赤道辐合带、台风等热带系统有密切关系- 赤道缓冲带的结构和形成机制，尚须进一步研究754.54.5赤道缓冲带赤道缓

26、冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A A. .赤道缓冲带赤道缓冲带1967年7月中旬的赤道缓冲带过程764.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋A A. .赤道缓冲带赤道缓冲带赤道缓冲带内最主要的天气系统是赤道反气旋，赤道反气旋有不同的形成过程：- 当南半球的气流加强时，越过赤道，转成西南风，然后受北半球气流或气压场影响又折回南半球，形成尺度较大的反气旋环流，此时，北半球常有热带辐合带的活动- 副热带高压南伸，和缓冲带连通，在赤道附近被切断形成反气旋- 南半球东南信风越过赤道后，由于科里奥利参数随纬度增加,其轨迹发生折向，在摩擦力影响下于北纬5附近形成尺度小于1000公里的反气旋环流

27、，这种反气旋环流的强弱和越过赤道气流的强弱有关，大尺度的赤道反气旋对热带辐合带的维持起很大作用，因而对于台风的发生、发展，特别是移动路径都有明显的影响774.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道反气旋赤道反气旋784.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋由于赤道高压脊（缓冲带）北移 出现闭合环流中心 形成赤道反气旋（出现在赤道缓冲带内，也称赤道高压）一般特征- 生命史: 310天- 水平尺度: 1500-2000km- 垂直厚度: 500hPa，以850hPa高度最强- 中心附近为正散度、负涡度区，有下沉运动- 中

28、心附近静风少云，可造成持续干旱；西北侧季风云系，爆发性云带（暴雨区）794.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋804.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋推动阶段越赤道气流通道示意图转向阶段切断阶段混合阶段爆发阶段相互作用阶段814.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋南海赤道反气旋的合成流场：左图850hPa，右图300hPa824.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋1976年6月下旬一次南海赤道缓冲带赤道反气旋过程对应的温度场沿120E的温度垂直剖面图：实线为等温线，虚线为24h等变温线834.54.5赤道缓冲带赤道缓冲带与赤道反气旋与赤道反气旋B B. .赤道赤道反气旋反气旋赤道西太平洋和南海地区赤道反气旋形成的方式- 南半球东南信风越赤道后折向再切断而形成- 赤道缓冲带被热带、副热带伸向赤道的波动切断而形成- 西太平洋副热带高压脊伸向低纬的部分断裂而成对台风和夏季风的作用缓冲带、反气旋北上 SW季风建立和加强 ITCZ形成和北移 气旋性涡旋产生 台风