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《中国科学院研究生院(大气物理研究所)》 2005年
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亚洲夏季风的爆发和推进过程及副热带高压形态的变异

颜京辉  
【摘要】:本文以亚洲夏季风爆发为线索,利用NCAR/NCEP再分析资料,指出了亚洲夏季风爆发期间孟加拉湾季风爆发性涡旋与副热带高压形态的变异之间有着密切的关系,揭示了季风爆发期间副热带高压脊面短期变异的物理机制,建立了副高脊面变异的动力学模型,并验证了该动力模型的普适性。在气候平均资料的基础上验证了青藏高原和热带次海陆分布对亚洲季风区副热带高压脊面演变的影响,并指出大地形和热带次海陆热力差异的存在为亚洲夏季风首先在孟加拉湾地区爆发然后依次在中国南海和印度地区爆发提供了有利的气候背景。通过对风场和降水场之间随季节演变关系的分析,给出了亚洲夏季风降水的定义,利用该定义制定了统一的亚洲夏季风爆发标准,并验证了该标准能够比较准确地描述南亚、东亚、中国大陆以及热带西太平洋地区夏季风的爆发和推进过程。通过进一步的诊断,揭示了亚洲夏季风降水在印度季风区出现较晚以及印度夏季风爆发的动力机制。论文的主要结论有以下几个方面: (1)通过对1998年5月亚洲季风区对流层高、中、低层的环流形势和副热带高压脊面演变的分析,指出季风爆发性涡旋是造成副热带高压脊面在孟加拉湾地区的对流层低层断裂最直接的原因,并且在季风爆发性涡旋北上的过程中,它对孟加拉湾以东和以西地区的对流层低层的副热带高压脊线产生不同的影响:孟加拉湾以东的副高脊线向东、向南撤退,而孟加拉湾以西的副高脊线则持续北抬; 由于对流层高层的副高脊线随季节变化而持续北移,从而造成孟加拉湾以东的副高脊面能够迅速从冬季型状态转变为夏季型状态,而孟加拉湾以西的副高脊面则仍旧保持为冬季型状态。分别通过对动力学方程和全型涡度方程的诊断,得到季风爆发性涡旋对亚洲季风区副高脊面影响的两种物理机制:○1直接的动力影响,○2间接的涡源强迫影响。在此基础上建立了亚洲夏季风爆发期间副高脊面演变的动力学模型,并经过多年的亚洲季风爆发过程验证了该模型的普适性。 (2)得到了亚洲夏季风爆发期间副热带高压脊面(线)短期变化的规律,并指出了副高脊面的短期变化由两个过程组成:○1由于太阳高度角的季节性北移而引起的行星尺度过程,○2由于非绝热加热的空间非均匀分布所引起的局地尺度过程。并进一步指出气候态下孟加拉湾季风爆发性涡旋在亚洲夏季风爆发过程中的作用及其在北上过程中对副热带高压脊面(线)的影响。 (3)从资料场上验证了青藏高原和热带海陆分布对副热带高压脊面(线)演变的影响,利用气候平均资料证明了青藏高原的存在是亚洲夏季风首先在孟加拉湾爆发的根本原因,而印度半岛和中南半岛上空对大气不同性质的非
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