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季风环流系统,季风指数,亚洲夏季风的推进与撤退,南亚夏季风环流和天气,东亚夏季风环流和天气以及冬季风环流和天气等内容都属于季风这一章节,内容全面细致,千万不要错过
编辑于2022-06-24 22:09:43第六章1 季风
基本概念
特点
盛行风向随季节变化且有很大的差异,甚至接近于相反;亚洲低纬地区冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风
冬夏两种季风各有不同的源地,因而气团性质有根本的不同,如冬季寒冷干燥,夏季炎热湿润(雨热同期)
能给天气现象造成明显不同的季节性差异,如雨季和旱季、冬季和夏季的明显对比
地理分布
南亚 - 热带季风区
季风特征主要表现为冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风
冬夏季风期间干湿分明,夏季风期间为雨季,冬季风期间为干季
东亚季风区
南海 - 西太平洋一带为热带季风区,冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风
东亚大陆 - 日本一带为副热带季风区,冬季30ºN以北盛行西北季风,以南盛行东北季风;夏季盛行西南季风或东南季风?夏季雨量丰富,冬季雨雪较少,干湿季没有热带季风区明显
季风环流系统
1、夏季风环流系统
高低层环流系统的配置
高层:北半球强大的反气旋中心位于青藏高原,整个东亚、南亚地区上空为东北或偏东气流控制
低层存在5支季风气流
从马斯克林高压、澳大利亚冷性反气旋辐散出来的各一支冬季东南季风
越赤道后转向而成的南亚(印度)热带西南季风
南海-西太平洋热带西南季风
由西太平洋副热带高压脊西侧向北流转向而成的东亚大陆--日本副热带西南季风
东亚夏季风环流系统的主要成员?
澳大利亚冷高压
105°E附近越赤道气流
南海季风槽(南海-西太平洋ITCZ)
西太平洋高压
梅雨锋(副热带季风辐合带)
副热带西风急流(高层)
青藏高压的东部脊(高层)
热带东风急流(高层)
2、冬季风环流系统
亚澳冬季风环流系统 低层
亚洲大陆冷性反气旋
向南的越赤道气流
印尼-北澳夏季风ITCZ
澳大利亚热低压
高低层环流系统的配置
高层北半球强大的反气旋中心位于菲律宾以东的西太平洋上空,整个南亚、东亚地区上空为SW气流控制
低层存在两支季风气流:
a. 从亚洲冷性反气旋内辐散出的东亚冬季风,30ºN以北为西北季风,以南为东北季风
b. 印尼—北澳夏季西北季风,它的气流来自于北半球的东亚东北季风和北半球西太平洋副热带高压南侧的东北信风
-- 东亚冬季风期间的主要降水区已由北半球移到赤道及其南侧的印尼地区,这里也是冬季全球最强的降水区
冬季风环流系统主要成员
亚洲大陆冷性反气旋(西伯利亚冷高压)
- 东亚向南越赤道气流
- 印尼 - 北澳季风槽
- 澳大利亚热低压
- 西太平洋高压(高层)
- 副热带西风急流(高层)
季风指数
南海夏季风爆发预示着东亚夏季风和西北太平洋夏季风的建立以及主雨季的开始
亚洲夏季风的推进与撤退
亚洲夏季风爆发的四个阶段
阶段I (4月下旬和5月初)
热带夏季风爆发:发生在印度尼西亚中部、孟加拉湾南部、周围大范围地区(孟加拉湾季风季风爆发)
阶段II (五月中-下旬)
夏季风区域明显扩展,向北到孟加拉湾东北部,向东北到南海,使夏季风爆发成为大尺度现象,扩展过程迅速 (南海季风爆发)
阶段III (6月)
印度夏季风爆发(6月初)、东亚雨带建立并北上、东亚梅雨季(中-下旬)
阶段IV (7月上-中旬)
印度西北部达到盛期,东亚季风北推至华北/朝鲜半岛甚至日本北部,东北亚的梅雨季开始
为什么亚洲夏季风首先在孟加拉湾东部-中南半岛爆发(5月初),而6月初印度夏季风才爆发?
可能与青藏高原的地形动力和热力作用有关?
冬季:高原南侧85-95°E孟加拉湾建立一半永久性的长波槽(南支槽),中南半岛位于槽前,印度位于槽后;
夏季:西风撤退到高原以北,并在阿拉伯海北部有长波槽发展,即南支西风槽向西移动了20°,印度位于槽前偏南气流中,才有利于印度夏季风的爆发和加强;
孟加拉湾槽的西移与上游地区尤其是与欧洲地区的形势调整密切相关
亚洲夏季风的撤退过程
南海夏季风撤退过程伴随的降水、850-hPa风、西太副热带高压
西太副高向西伸展
南海纬向风转变
西南季风的后撤
雨带/ITCZ减弱和南移
南海夏季风撤退与9-10月的华南秋雨呈显著的正相关
南亚夏季风环流和天气
建立时环流形势的调整
南半球寒潮爆发 索马里越赤道气流 SW季风气流
孟加拉湾上空的印缅槽西退至70ºE附近,原处于槽后的印度南亚转为热带槽前的SW气流控制,季风辐合带北上
青藏高原上空为强大反气旋控制,南支副热带西风急流由高原南缘北撤至高原北侧,热带东风急流在15ºN建立
基本特征
低层:亚洲大陆为热低压控制,南亚为稳定的SW季风
高层:青藏高压盘据,其南缘为热带东风急流
南亚夏季风的特点
季风建立在6月上旬前后,建立迅速,具有爆发性,撤退较缓慢
低层盛行的风向由冬季NE风转为夏季SW风
大范围降水增加
建立和撤退总结
建立:始于近赤道阿拉伯海热带对流北上并发展(5月中以前)→喀拉拉邦对流和降水显著增强(5月下旬)→ 印度全境爆发(6月中以后)→ 巴基斯坦(7月)
撤退:巴基斯坦(9月)→ 印度半岛(10月)→ 印度南部(11月)
南亚夏季风的建立
南亚雨季的起止与西南季风的进退是直接联系的
高层:西风急流北撤,东风急流建立
低层:西风(季风)建立
南亚夏季风的建立不是东、西风的转换,更多是南风分量出现、降水开始
南亚夏季风的变动与天气
季风爆发 雨季开始
季风北进 雨带北推
季风中断 印度中部降水结束
南亚夏季风建立后西风和降水强度有明显的低频振荡特征
东亚夏季风环流和天气
建立
东亚夏季风季节进程中最显著的特点是5 月中旬南海夏季风的突然爆发(赤道附近雨带突然北跳)
特点
南海夏季风的突然性爆发,雨带迅速北跳
建立后季风降水推进过程比较缓慢(南 北)
始于南海,华南(5月4候)→ 长江中下游(6月3候)
黄淮地区(6月底)→ 华北(7月3候)
建立初期有南北振荡现象(由于冷空气的影响等)
撤退比较迅速(北→ 南),且不是简单的“原路返回”
南海高压的撤退,西南季风的建立
夏季风建立时环流形势的调整
高层:南支副热带西风急流北撤,南亚反气旋上中南半岛,南海地区为东北偏东风控制
中层:西太平洋副热带高压脊撤出南海
低层:105ºE附近的越赤道气流明显加强,南海吹SW风,积云对流明显发展
垂直结构:季风经圈环流的建立并向北发展
东亚夏季风的来源
孟加拉湾 SW 季风
西太平洋副高西侧 SE 季风 SW 季风
越赤道气流
a. 105-110ºE 越赤道气流(源于澳大利亚高压)→ 南海 SW 季风
b. 90-100ºE 越赤道气流(源于南印度洋高压东北)→ SW 季风
c. 索马里急流 → 印度 SW 季风 → 中南半岛→ 南海
东亚夏季风与我国降水
与印度夏季风不同
雨季开始期(华南3月底-4月初,江南3-4月)
受华南准静止锋的影响 → 华南前汛期 → 雨带自北向南移动
我国雨季东亚(南海)夏季风建立→华南前汛期盛期(5月中旬)
与降水关系
东亚(南海)夏季风稳定 长江梅雨期(6月中旬开始)
东亚(南海)夏季风强/弱 华北多/少雨,长江少/多雨
东亚(南海)夏季风异常 大范围旱涝
不完全受夏季风的支配,还受到其它因素影响,尤其是中高纬冷空气的作用
我国南方降水的水汽来源和水汽输送
中国大陆夏季降水的水汽来源主要包括孟加拉湾、南海和西太平洋;
季风的不同阶段,水汽源地和水汽输送有所差异:
7月这主要来自孟加拉湾的西南季风输送,孟湾(67%),南海(33%)
8月主要靠东南季风/偏东输送,西太(46%),南海(32%),孟湾(19%)
孟加拉湾并不是唯一的水汽来源,甚至不是最主要的水汽来源。
东亚夏季风与南亚夏季风的比较
东亚季风区与南亚季风区连在一起,中国大陆、南海和西太平洋地区的季风起源及变化源地过去一直是归结到印度季风,即东亚夏季风被认为是南亚夏季风向东的延伸
上世纪70年代以来发现的许多事实说明我国夏季风及其降水与印度季风关系不明显,我国降水的水汽来源也并不完全来源于孟加拉湾的水汽输入
东亚与南亚夏季风是相对独立的两个子季风环流系统
它们之间有较大的差异,但它们又同处于亚洲季风系统之内,又相互联系、相互作用
比较
印度季风区的西南气流向东输送构成东亚副热带季风的一部分;
部分夏季风低压系统是在东亚季风区发生而后向西传播到印度季风区;但从水汽输送来看,却是从印度季风区向东亚季风区输送并产生东亚季风降水;
印度夏季风由单纯的热带季风所组成,东亚夏季风包含热带季风和副热带季风两部分,影响系统比较复杂;
印度夏季风爆发于6月上旬,东亚夏季风建立于5月中旬,远远早于印度夏季风;
印度和中国的降水除少数地区(华北)外无明显的相关,但印度和东亚同纬度的南海地区对流活动常是反相的
冬季风环流和天气
建立:环流形势
9月底 - 10月,亚洲低纬环流明显调整,即夏季流型 → 冬季流型 → NE季风逐步建立
高层:热带东风急流南撤(20-25ºN→10ºN),副热带西风急流南侵,在高原上空建立;青藏高压减弱,由高原→高原南侧→菲律宾以东海域
中层:东亚大槽建立,副热带高压脊位于17ºN附近
低层:亚洲大陆为冷高压(西伯利亚高压)控制,30ºN以北大陆盛行西北偏北风,而东南沿海 - 中南半岛、马来半岛 - 孟加拉湾 - 印度低空是东北气流(东北季风)
变动
冬季风建立后并非是常定的,而是随着东亚大陆冷空气的不断加强、爆发和减弱、变性,季风强度也出现一次次增强和减弱的过程。
冬季风加强过程称为冬季风潮;
冷空气爆发为寒潮Cold Wave(我国) / 冷涌Cold Surge (国际);
东北季风减弱或完全破坏的时期称为季风中断/间歇期;
冬季风活动具有明显的周期振荡现象
冬季风变动
季风“ 潮 中断 潮 ”一个过程约为10-15天,东北季风时期每月约有2-3次季风潮,在南海较为明显
冬季风潮(冷涌)
由于高空大槽的加深,使得东亚大陆冷空气不断加强,以至东北季风强度增强的过程
冬季风潮天气:冷锋 P ,Td ,T 南海大风 云量和降水骤增
蒙雨天气(Crachin):除季风潮天气外,南海北部及其沿海由于剧烈蒸发的水汽饱和出现低云、雾、毛毛雨的天气
季风中断(间歇)
季风形成的基本原因
1、海陆本身的热力状况及其差异,以及行星风带的季节性位移(太阳辐射的季节变化),是形成季风的基础; 2、大地形的动力和热力作用、南北半球间气流的相互作用以及大气内部过程(季风对流和大气环流的相互反馈),则是起到加强季风特色的作用; 正因为如此,南亚和东亚是季风的显著地区
1、行星风带的季节性变化
由于太阳辐射加热的差异而形成的行星风带,基本上是随太阳位置的季节变动而发生季节性位移,如ITCZ、东风急流、副热带高压、西风急流
在行星风带交替的区域,行星环流发生季节转移,盛行风向往往近于反向,称为行星季风,这种现象以低纬地区(30ºN-30ºS)最为显著
这是季风环流的最基本的推动力
1、大气环流的季节变化、越赤道气流/两半球的相互作用首先是由于赤道面与黄道面有交角而使太阳辐射有年变化所致,行星热对流环流是热带季风的“第一推动力”2、地表面特性差异(海陆热力特性差异以及地形高度等)所导致的准定常行星波为“第二推动力”
2、海陆热力差异
海陆分布是造成季风现象的最重要的因子,它使大尺度环流系统出现沿纬圈的不均匀
由于海陆热力(冷热源、气压场)差异产生了经典的海陆季风,即冬季大陆为冷源,风从大陆吹向海洋;夏季大陆为热源,海洋为冷源,风从海洋吹向大陆
海陆热力差异造成的风向变化反映了季风的本质
湍流感热加热
凝结潜热加热
陆面对大气的加热
3、青藏高原大地形的作用
青藏高原对季风环流的影响,既有热力作用,又有地形动力作用
热力作用:
青藏高原在冬季是冷源,夏季是热源 →它与周围的热力梯度和整个大陆与海洋之间的热力梯度方向一致→对东亚和南亚季风都有加强作用
动力作用:
冬季阻挡北方冷空气→ 东亚冷空气比南亚强
夏季阻挡南来暖湿空气→ 增强了印度地区的上升运动和降水,我国新疆青海一带则非常干旱
补充
高原(青藏、伊朗)热力调控对南亚季风北支和东亚季风的决定作用:
南半球的水汽输送带在热带受海陆分布作用抬升,形成南亚季风的南支;
其东行过程中受高原的热力抽吸作用抬升,形成南亚季风的北支;
在地形和海陆分布共同作用下最终向东亚输送水汽形成东亚季风。
4、南北半球气流的相互作用
马斯克林高压加强→45ºE附近东非沿岸的越赤道气流得到加强→0ºN\50ºE附近赤道西风加强,并向东推进
澳大利亚附近高度场增加→加大了澳大利亚北侧的越赤道气流(105ºE附近) 加强南海、西太平洋附近的西南气流 影响东亚季风
课后题
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冬季风环流和天气
季风中断(间歇)
亚洲大陆冷高压减弱东移入海,使得东北季风减弱,甚至转向为偏南风,海上对流减弱的过程
冷涌的向南传播及其对低纬环流的作用
定义:东亚冬季风在北方爆发及侵入中国时习惯称为寒潮(cold wave),当其进一步向南海推进时称为冷涌(winter surges)
冷涌向南传播过程中,冷空气厚度变薄,一般不超过700hPa,东北风维持在6m/s以上;
传播路径
东路:由东亚大陆沿海经台湾海峡进入南海 (变性快)
西路:从中国大陆西部南下,沿中南半岛的东海岸进入低纬度(变性慢)
强冷涌可侵入南半球,并可从南海南部向西传播至印度洋
冷涌过境
东北风增大,气压急剧上升,华南->赤道仅需1天(重力波)(冷涌前缘过境阶段),过一段时间后温度下降(锋面过境阶段);
对低纬环流的作用
东北风冷涌向赤道传播时,在印尼激发起强烈的对流活动,加强低层辐合、上升运动、高层辐散 -> 加强局地Hadley环流
-> 加强太平洋Walker环流;印度洋反Walker环流
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