南亚高压变化特征及其与相关影响因子关系研究

【摘要】：南亚高压是北半球100hPa上除极地冷低压外最强大、最稳定的大气活动中心,它影响着西起非洲西海岸东至西太平洋的亚非及太平洋热带和副热带地区,特别是对我国夏半年天气与气候起着举足轻重的作用。因此,在全球气候变化异常的大背景下,对南亚高压的深入研究有助于进一步提高对大气环流异常演变规律的认识和区域性极端天气气候事件预测预报水平。 为此,本文利用1961-2010年NCEP/NCAR再分析资料、我国160个台站观测资料,利用M-K检验、合成分析、EOF、奇异值分解等统计学方法,首先,研究了近50a南亚高压特征指数(脊线位置、中心位置、面积、强度、东伸脊点指数)的时空分布及其气候特征；然后,比较了南亚高压中心位置在年内不同月份中热力场、动力场的差异,并探究了青藏高原气温、坎顿岛海温、澳大利亚高压、马斯克林高压、索马里急流等对南亚高压的影响；最后探析了南亚高压特征指数与西太平洋副热带高压脊线、脊点位置的关系。主要研究结果如下： 1.南亚高压的时空变化特征 1961-2010年,南亚高压整体呈现出脊线位置南移、面积增大、强度增加、中心位置东移南压的趋势,且在1980s尤为明显,相对来说南亚高压夏半年特征指数变化趋势不显著。 南亚高压脊线候平均位置变动表现为：1-20候主要呈南北向波动,其中18候位置最南(10.5°N)；20候之后其主体不同幅度的北抬,在24候脊线第一次北跳,越过15°N；28候第二次北跳,越过20°N,从30候之后北抬的幅度减小；37候再次北跳,越过30°N,在第42候北跳到最北位置(33.63°N),随后开始逐渐南撤。 南亚高压中心位置从1月份至12月份的移动轨迹呈环状。其中,1、2月份位于菲律宾群岛以东洋面且稳定少动,2月份相对偏东；3月份已明显西移至菲律宾群岛以南；4月份西移至中南半岛以南,北抬幅度不明显；5月份西移且明显北跳,到达中南半岛上空；6月份已西移北抬至青藏高原附近；7月份明显西移北抬,到达伊朗高原；8月份到达最北位置,并东移到青藏高原上空；9月份开始南撤,10月份明显南撤东退,退至海上；11—12月份持续南撤东退,回到菲律宾群岛以东洋面。 2.不同月份南亚高压热力场和动力场的差异 温度脊的倾斜程度随着南亚高压中心的移动而变化。其中,1-3月倾斜程度相对稳定；4-7月北进过程中,出现明显北倾；8-12月南撤过程中,逐渐恢复到垂直。 在100hPa涡度、散度、垂直速度场上,南亚高压中心的环状移动轨迹特征也很明显。随着移动,低层对应的正涡度区在1-6月份逐渐抬高,7-9月相对稳定,10-12月份逐渐降低。西移至菲律宾群岛以南的辐散中心在5月断裂为两个,其中,偏北的辐散中心在6月与青藏高原南侧另一辐散中心汇合,强烈的高层辐散与底层配合的强上升运动使得南亚高压加强。 3.不同气候因子与南亚高压的关系 研究结果表明,1月份高原东南部、2月份中部和东南部、4月份中南部和东部、5月份南部的气温较高时,南亚高压在高原上建立的时间偏早；11月份气温偏高时,来年南亚高压建立的时间偏早,反之,在高原上建立的时间偏迟。 坎顿岛海温、马斯克林高压、澳大利亚高压和TNI指数这四个气候因子与南亚高压各特征指数均存在滞后相关关系,前三个气候因子与南亚高压滞后3-5月的面积指数、滞后4个月(马斯克林高压滞后9个月)强度指数存在显著正相关,与滞后1-3月脊线位置、中心纬度存在显著负相关；TNI指数与南亚高压滞后1个月的面积指数、滞后16个月强度指数为显著负相关,与滞后15月脊线位置、中心纬度为显著正相关。 6月份索马里急流弱,则同期南亚高压中心经度偏东；7月份索马里急流强,则同期南亚高压东脊点偏东；8月份索马里急流强度强,则同期南亚高压面积偏大。 4.夏季南亚高压与西太平洋副热带高压之间的关系 近50a夏季,南亚高压与西太平洋副热带高压(西太副高)的脊线位置、面积、强度的年平均变化趋势基本一致；南亚高压与西太副高的东、西脊点和二者脊线位置逐日变化在有些年份同期、滞后相关表现为同位相变化,有些年为反位相变化。 南亚高压东脊点与西太副高西脊点平均状态在36-37候时最为接近。进入6月份,南亚高压与西太副高两脊点之间经距较小时,在西太副高东北侧和西太副高西北侧发生强降水过程中释放大量潜热,诱发南亚高压东移。而南亚高压东移会加强西太副高,当南亚高压东移加强的西太副高与稳定的南亚高压配合,会影响我国西南部、长江中上游、华北、东北等地降水。当6月份南亚高压与西太副高两脊点之间经距较远时,且两脊点持续没有出现相近的经度,不利于我国夏季发生降水；到7月份当二者脊线北抬在西太副高控制区会出现伏旱；8月份副高提前东撤,而南亚高压仍稳定在伊朗高原、青藏高原上空,将会造成我国同期降水整体偏少。