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1.2 副高面积指数与夏季风系统成员关联特征

1.2.1 2010年夏季副高活动的基本事实

不同年份的副高季节内变化与平均状况相比会有很大出入,特别是一些年份出现的副高“异常”活动,往往造成东亚地区副热带环流异常和我国的极端天气事件。基于此,本章先对典型副高活动个例进行筛选和分析。2010年是副高活动异常较为突出的年份,该年从5月开始到9月,副高面积指数均在均值以上,且在7至8月达到近10年来的最大峰值。正是由于副高强度的这种异常,造成了2010年我国气候非常异常,全年气温偏高,降水偏多,极端高温和强降水事件发生之频繁、强度之强、范围之广历史罕见。特别是6月至8月间出现的有气象记录以来最为强大的西太平洋副热带高压,直接造成了华南、江南、江淮、东北和西北东部出现罕见的暴雨洪涝灾害;同时5月至7月华南、江南遭受14轮暴雨袭击,7月中旬至9月上旬北方和西部地区遭受10轮暴雨袭击。故选择2010年夏季副高异常变化过程作为副高强度异常的研究案例。

1.2.2 时滞相关分析

将2010年5—10月的副高面积指数和前面选取的相应时间段夏季风系统成员中的10个因子进行时滞相关分析,分析的结果如表1.1所示。

表1.1 各影响因子与副高面积指数的时滞相关分析表

续表

从表中可以看出,相关性较好的五个因子分别是马斯克林高压(MH),索马里低空急流指标(D),印度季风潜热通量(FLH),印度季风OLR指标(FULW)和孟加拉湾经向季风环流(J1V),相关系数均达到0.8以上。从表中分析可以看出,南半球马斯克林高压在早期就对副高增强产生影响,两者关系十分密切,而且是正相关,相比较而言,澳大利亚高压与副高增强的相关程度远不如它,这与前人所做的研究基本一致。索马里低空急流指标(D),印度季风潜热通量(FLH),印度季风OLR指标(FULW)和孟加拉湾经向季风环流(J1V)与副高强度关系密切,也与前人做的研究基本相符。这里印度季风OLR指标(FULW)与其他几个因子不同的是其相关系数为负相关,这是因为感热的变化虽然受太阳辐射的季节变化影响较大,但受降水凝结潜热季节变化的影响也相当明显,降水的增多会使得地表降温,从而导致地表感热减弱,即地表感热和降水凝结潜热的变化对副高的影响是相反的,地表感热强,则副高弱;凝结潜热强,则副高强。

通过上面的时滞相关分析,在筛选出与副高相关密切因子的同时,可以按照各因子超前、滞后副高的时延天数排序,抽取出2010年西太副高强度与季风系统基本的关联结构和相互影响与时延变化的天气学框架,如图1.1所示。

图1.1 西太副高强度与亚洲夏季风系统成员的演变示意图

图中可以看出,影响2010年西太副高强度的主要是亚洲夏季风系统中的印度季风子系统中的五个重要成员;其另一个子系统东亚季风系统则对2010年西太副高强度的影响不大。

从副高与印度季风系统五个主要成员的响应时间差来看,马斯克林高压主体要先于索马里低空急流2天,索马里低空急流又先于印度季风潜热通量(FLH)2天,印度季风潜热通量(FLH)又先于印度季风OLR指标(FVLW)1天,印度季风OLR指标(FVLW)又超前孟加拉湾经圈环流1天,最后孟加拉湾经圈环流超前副高强度增强2天。结合前面的分析,可以发现它们之间存在着密切关联:首先是马斯克林地区的高压爆发,有较强烈的反气旋生成,使东南信风增强,约2天后,越过赤道到达东非高地后加速并转为一支强劲的西南低空急流,沿索马里海岸进入阿拉伯海,索马里急流加强。而马斯克林高压的低频振荡也会引起越赤道气流(即索马里低空急流)的振荡,并通过平流过程进一步影响副高的强度。再约2天后,索马里低空急流继续加强,经过印度半岛,促使印度季风潜热通量(FLH)增强爆发。再过1天后,潜热通量影响地表感热,造成印度季风(OLR)指标(FVLW)的增强。印度夏季风爆发晚,故印度半岛的非绝热加热变化与副高在中后期的相关性更为突出。该地区对流活动强烈,降水增多,地表感热减弱,进而副高增强。再约2天后,赤道印度洋地区西风明显加强并向东扩展,从印度次大陆南端穿过孟加拉湾,从而使孟加拉湾地区的经向环流爆发。最后经过2天,孟加拉湾经向环流通过平流过程进一步影响副高的强度,副高增强爆发。孟加拉湾地区经向环流与副高超前相关性很显著,因此它可能是影响副高增强一个重要的前期信号。

进一步选择了1998,2003,1988,1983四个西太副高强度异常增强的年份和1984,2000,1986,1985,1982五个西太副高强度异常减弱的年份,同样进行时滞相关分析,得出结论与2010年基本一致,虽然超前时间各个年份不太一样,但影响西太副高强度的仍然主要是印度季风系统中的五个重要成员。 vd/VEPRHhc6R/QHrKFqsXB1OAiqBdZeT/EcMHuhdWW+xCLz38+DYJol7tuX4YV56

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