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第37卷第2期2013年3月大气科学Chinese Journal of Atmospheric SciencesV ol. 37, No. 2Mar. 2013陆日宇，林中达，张耀存. 2013. 夏季东亚高空急流的变化及其对东亚季风的影响 [J]. 大气科学, 37 (2): 331–340, doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2012. 12310. Lu Riyu, Lin Zhongda, Zhang Yaocun. 2013. Variability of the East Asian upper-tropospheric jet in summer and its impacts on the East Asian monsoon [J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 37 (2): 331–340.夏季东亚高空急流的变化及其对东亚季风的影响陆日宇1林中达1张耀存21中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室，北京1000292南京大学大气科学学院，南京210093摘 要东亚高空急流是东亚夏季风系统的一个重要组成部分，对东亚地区的天气和气候有着重要影响。
近十年来，对东亚高空的变异规律及其相关机理、急流对东亚气候的影响等方面做了大量的观测资料分析和数值模拟研究。
本文从夏季东亚高空急流的变化特征及其与东亚气候的关联、东亚高空急流的变异机理以及当前的气候模式对东亚高空急流的模拟能力评估和未来预估等几个方面，对这些研究结果进行了综述。
关键词夏季东亚高空急流东亚气候数值模拟未来预估文章编号 1006–9895(2013)02–0331–10 中图分类号 P461 文献标识码 Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2012.12310Variability of the East Asian Upper-Tropospheric Jet in Summer andIts Impacts on the East Asian MonsoonLU Riyu1, LIN Zhongda1, and ZHANG Yaocun21 State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (LASG), Institute of AtmosphericPhysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 1000292 School of Atmospheric Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093Abstract The East Asian upper-tropospheric jet is an important component of the East Asian summer monsoon and severely affects weather and climate in East Asia. During the past decade, various observational and numerical studies were conducted on variability in this jet and its effects on the East Asian climate. This paper reviews these studies mainly from the aspects of the features of the East Asian upper-tropospheric jet variability, the relationship between the jet and the East Asian climate, the possible mechanisms for jet variability, the evaluation of current climate models’ ability in simulating the jet, and projections of future changes in the jet.Keywords East Asian summer upper-tropospheric jet, East Asian climate, Numerical simulation, Projection收稿日期 2012–10–10，2012–11–03收修定稿基金项目国家自然科学基金—云南联合基金重点项目U0933603，全球变化研究国家重大科学研究计划项目2010CB950403，国家重点基础研究发展计划项目2009CB421405，国家自然科学基金项目41130963、40905025作者简介陆日宇，男，1967年出生，研究员，主要从事东亚季风和气候动力学研究。
近111年来东亚夏季风的变异及其与中国降水的关系杨浩;智协飞;高洁;刘樱【期刊名称】《农业科学与技术（英文版）》【年(卷),期】2011(012)011【摘要】根据1899～2009年北半球月平均海平面气压场资料,计算近111年来东亚夏季风强度指数,分析了东亚夏季风的年代际及年际变化特征。
结果表明,20世纪20年代东亚夏季风达最强,80年代中期以后东亚夏季风强度一直呈减弱趋势,其中21世纪初达最弱。
Morlet小波分析发现,东亚夏季风年代际及年际变化中存在准10年和准2年显着性周期。
我国东部降水的年际变化与东亚夏季风的强度变化密切相关,强（弱）东亚夏季风年份,长江中下游地区降水量比常年偏少（偏多）;而华北地区降水量比常年偏多（偏少）。
东亚夏季风减弱是造成20世纪80年代中期以后华北地区干旱少雨,长江中下游地区洪涝多雨的一个重要原因。
%Based on the monthly average SLP data in the northern hemisphere from 1899 to 2009, East Asian summer monsoon intensity index in recent 111 years was calculated, and the interdecadal and interannual variation characteristics of East Asian summer monsoon were analyzed. The results showed that East Asian summer monsoon in the 1920s was the strongest. The intensity of East Asian summer monsoon after the middle period of the 1980s presented weakened trend. It was the weakest in the early 21st century. Morlet wavelet analysis found that the interdecadal and interannual variations of East Asian summer monsoon had quasi-10-year and quasi-2-year significance periods. The interannual variation of precipitation in theeast of China closely related to intensity variation of East Asian summer monsoon. In strong （weak） East Asian summer monsoon year, the rainfall in the middle and low reaches of Yangtze River was less （more）than that in common year, while the rainfall in North China was more （les s） than that in common year. The weakening of East Asian summer monsoon was an important reason for that it was rainless （drought） in North China and rainy （flood） in the middle and low reaches of the Yangtze River after the middle period of the 1980s.【总页数】6页(P1711-1716)【作者】杨浩;智协飞;高洁;刘樱【作者单位】南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】S因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
亚洲夏季风的爆发和年际变化同海—陆热力对比的关系Li,Cf;闵文彬【期刊名称】《高原山地气象研究》【年(卷),期】1997(017)003【摘要】我们用1979年至1992年共14年的资料，研究亚洲夏季风的爆发和年际变化同海-陆热力对比的关系及其贡献因子．亚利夏季风和西藏高原南部对流层上部经向温度梯度的逆转是同时发生的，这种梯度的速转是由于5—6月中心位于高原的欧亚地区温度大幅度增加，而印度洋温度没有明显变化过成的．西藏高原春天是一个热源，此热源明显与同赤道印度洋雨带相关的热源分开，它主要归因于地表感热通量的贡献，而海洋热源则归国于凝结潜热的开放．不管凝结加热有多强，印度洋的凝结加热没能使对流层变暖，这是因为凝结加热与上升空气的绝热冷却相抵消；春季高原地区的感效输送才是导致经向温度梯度逆转的主要原因．根据北印度洋纬向风的夏季平均垂直切变量而确定的季风强度指数，被用来比较亚洲夏季风环流的强、弱年．亚洲夏季风的强（弱）与下面几点有关：（a）欧亚对流层温度为正（负）距平，而印度洋和东太平洋为负（正）温度距平；（b）赤道道太平洋、阿拉伯海、孟加拉湾和南海为负（正）海面温度（SST）距平，（c）亚洲季风区和西太平洋为强（弱）加热区和积云对流区，而赤道太平洋为弱（强）加热区和积云对流区．【总页数】3页(P60-62)【作者】Li,Cf;闵文彬【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】P425.42【相关文献】1.东亚夏季风爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系 [J], 黄荣辉;顾雷;徐予红;张启龙;吴尚森;曹杰2.亚洲夏季风水汽输送的年际年代际变化与中国旱涝的关系 [J], 陈际龙;黄荣辉3.冬季亚洲大陆年际热力差异与中国气候的关系 [J], 梁红丽;晏红明;肖子牛;万云霞4.东亚海陆热力差指数及其与环流和降水的年际变化关系 [J], 孙秀荣;陈隆勋;何金海5.北极海冰年际变化对东亚中纬度夏季陆面热力异常的指示作用及其可能原因 [J], 吴磊;陈海山;周洋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
亚洲夏季风爆发的基本气候特征分析柳艳菊;丁一汇【期刊名称】《气象学报》【年(卷),期】2007(65)4【摘要】利用统一的亚洲热带夏季风爆发指标,重新制作了季风爆发日期的推进图,确证了亚洲热带夏季风最早在热带东印度洋与中印半岛中南部爆发的观点,这发生在26候(5月10日前后),28候(5月20日前后)在南海地区相继爆发,这两个地区的爆发是属同一季风系的不同爆发阶段.以后通过对海陆热力对比、季节内振荡等多方面的分析,对夏季风的爆发机制问题进行了深入的研究,提出了气候学意义下影响亚洲热带夏季风爆发的关键影响因子.在此基础上,给出了夏季风最早在热带东印度洋-中印半岛-南海地区爆发机理的一种概念模式图,即大气环流的季节进程是季风爆发的背景条件;而中印半岛及其邻近地区对流活动和感热与潜热加热的迅速增强与北推、印缅槽的强烈加深,以及高原东部地区的西风暖平流作用是夏季风爆发的主要驱动力,其结果是使经向温度梯度首先在这个地区反向并建立强的上升运动区,使热带季风和降水迅速发展和加强;来自不同源地的低频30-60 d和10-20 d季节内振荡的锁相则是夏季风爆发的一种触发因子,正是这些因子的共同作用导致了亚洲热带夏季风在这个地区的最早爆发.【总页数】16页(P511-526)【作者】柳艳菊;丁一汇【作者单位】国家气候中心,中国气象局开放实验室,北京,100081;国家气候中心,中国气象局开放实验室,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P4【相关文献】1.东亚副热带西风急流位置变化与亚洲夏季风爆发的关系 [J], 张耀存;况雪源2.关于亚洲夏季风爆发的动力学研究的若干近期进展 [J], 吴国雄;段安民;刘屹岷;颜京辉;刘伯奇;任素玲;张亚妮;王同美;梁潇云3.亚洲夏季风爆发与热源强迫下的热带大气Rossby波 [J], 陈哲;李崇银4.亚洲夏季风爆发前后西北太平洋和孟加拉湾热带气旋活动统计特征 [J], 任素玲;刘屹岷;吴国雄5.青藏高原对亚洲夏季风爆发位置及强度的影响 [J], 梁潇云;刘屹岷;吴国雄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
石笋δ^(18)O揭示的亚洲夏季风变化及机制综述杨会会;周祐民;仲义;刘青松【期刊名称】《海洋地质与第四纪地质》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】亚洲夏季风(ASM,Asian Summer Monsoon)是全球气候系统的重要组成部分,也是目前地球系统科学的热点问题。
亚洲石笋δ^(18)O揭示的亚洲古季风变化,加深了我们对其时空演化机制的理解。
然而,目前东亚夏季风区和印度夏季风区石笋δ^(18)O记录在不同时间尺度上的相互关系和主控因素仍存在一些争议。
针对这一问题,本文综述了东亚夏季风(EASM,East Asian Summer Monsoon)区和印度夏季风(ISM,Indian Summer Monsoon)区的高分辨率石笋δ^(18)O记录,发现两者在轨道尺度上都受控于岁差驱动的北半球夏季日照量的变化,其机制涉及海陆热力差异强度、辐合强度和上升气流强度以及夏季时长的变化。
这些机制共同导致了在北半球夏季日照高值期EASM和ISM区夏季降雨量增加以及降雨和石笋的δ^(18)O值负偏。
在千年尺度上,EASM区和ISM区的石笋δ^(18)O记录则响应于北大西洋区的气候变化,具体响应机制主要有热带辐合带南移导致的印度洋水汽分馏减弱(主要影响ISM区和EASM区),以及西风带调节的水汽来源和降雨季节性变化(主要影响EASM区)。
在百年及以下尺度,EASM区和ISM区石笋δ^(18)O 记录都受到与厄尔尼诺-南方涛动有关的大尺度大气环流影响。
未来在关键区域构建更多高分辨率的石笋δ^(18)O记录及相关的降雨指标,将有助于理解大气环流变化与东亚夏季风区降雨的关系。
【总页数】13页(P143-155)【作者】杨会会;周祐民;仲义;刘青松【作者单位】哈尔滨工业大学环境学院;南方科技大学海洋科学与工程系;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)【正文语种】中文【中图分类】P532【相关文献】1.MIS 5a/5b时期亚洲夏季风变化的高分辨率石笋记录2.末次冰消期亚洲季风强度变化的黄土高原西部万象洞石笋灰度记录3.中国石笋氧同位素记录揭示过去64万年亚洲季风气候变化历史4.黔西南雾露洞石笋记录的MIS3晚期亚洲季风变化和南北极气候的联系5.重庆羊子洞石笋记录的92.3~60.1 ka亚洲夏季风变化特征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
BCC S2S模式对亚洲夏季风准双周振荡预报评估贺铮;徐邦琪;高迎侠【摘要】利用1994—2013年ERA-Interim及NCEP/NCAR再分析数据,对国家气候中心(BCC)次季节到季节尺度模式(S2S)1994—2013年的回报试验数据进行亚洲季风区准双周振荡(QBWO)预报能力评估,并诊断模式预报误差来源.结果表明:BCC S2S模式对QBWO的预报能力随着预报提前时间的增长而降低,9 d后预报技巧明显减弱,其周期、传播特征和强度出现误差;在提前9 d预报中,印度洋地区QB WO对流-环流系统结构松散,信号偏弱,对流向东传播,这与印度洋平均态的预报误差有关,夏季对流平均态低层水汽场在西太平洋和阿拉伯海较强,而东印度洋、孟加拉湾一带偏弱;西北太平洋地区QB WO具有向西北传播的特征,但强度偏弱,可能原因是预报低估了QB WO对流西北侧低层涡度的超前信号,经涡度方程诊断发现,地转涡度平流正贡献微弱,相对涡度平流在对流西北侧引发负涡度,从而减弱了对流西北侧由低层正涡度引发的有利条件.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2018(029)004【总页数】13页(P436-448)【关键词】BCCS2S模式;准双周振荡;预报技巧;模式误差诊断【作者】贺铮;徐邦琪;高迎侠【作者单位】南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044;南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044【正文语种】中文引言季节内振荡(ISO)是赤道及副热带地区季节内尺度变率的主要模态，由Madden和Julian首先发现，也称作Madden-Julian Oscillation(MJO)[1-2]。
东亚季风近几十年来的主要变化特征王会军;范可【摘要】Studies on the recent changes of the summer and winter monsoons, with priority on decadal-interdecadal scales, are reviewed briefly in this paper. The major changes in the East Asian summer monsoon (EASM) include a weakening of the EASM and a shift in precipitation patterns at the end of 1970s; an increase in South China precipitation after 1992-1993; a decrease in precipitation in the middle-and-lower reaches of the Yangtze River and an increase in precipitation in the Huaihe River valley after 1999; and instability in the relationship between the EASM and El Nino-Southern Oscillation (ENSO). The changes in the East Asian winter monsoon (EAWM) include a weakening of the EAWM and its interannual variability after the mid-1980s, an increase in winter snowfall in Northeast China after the mid-1980s, and a weakening of the EAWM-ENSO relationship after the mid-1970s. In addition, the impact of the autumn Arctic sea ice decline on the winter snow cover in the Northern Hemisphere is discussed. These changes in EASM and EAWM indicate that the extreme climate and phenology have been significantly altered.%本文简要综述了关于东亚夏季风和冬季风近几十年来的主要变化特征的若干研究结果,特别是关于其年代际变化方面.夏季风及夏季气候的主要变化特征有:1970年代末之后东亚夏季风的年代际时间尺度的减弱以及相应的我国夏季降水江淮流域增多而华北减少、1992年之后我国华南夏季降水增多、1999年之后我国长江中下游夏季降水减少而淮河流域夏季降水增多、东亚夏季风和ENSO之间的年际变化相关性存在不稳定性.而关于东亚冬季风与冬季气候的主要变化特征有:1980年代中期之后东亚冬季风及其年际变率减弱、1970年代中期之后冬季风和ENSO的年际变化相关性较弱、近年来的北极秋季海冰减少对北半球冬季积雪增多有显著贡献、东北冬季积雪在1980年代中期以后增多.与上述变化有关的极端气候和物候都发生了多方面的变化.【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】6页(P313-318)【关键词】东亚夏季风;东亚冬季风;年代际变化;ENSO;海冰【作者】王会军;范可【作者单位】中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心,北京100029;中国科学院气候变化研究中心,北京100029;中国科学院东亚区域气候—环境重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P4611 引言东亚夏季风（EASM）和东亚冬季风（EAWM）对我国以及整个东亚地区的天气和气候有直接作用（Tao and Chen, 1987），一直是研究东亚大气环流和天气、气候问题的核心问题之一，是开启东亚气候变异奥秘的一把“钥匙”。
全球变暖下东亚夏季风变化预估
随着全球变暖的加剧，东亚夏季风的变化越来越受到关注。
据研究，未来几十年东亚夏季风可能会出现一些变化。
首先是风向和风速的变化。
在未来几十年，东亚夏季风的风向可能会偏向东南方向，并且风速可能会减弱。
这可能会导致一些地区的降雨量减少。
其次是温度和湿度的变化。
未来几十年，东亚地区的温度可能会逐渐升高，并且湿度也会相应增加。
这可能会导致一些地区的植被和农作物受到影响。
另外，未来几十年东亚地区的气候也可能会更加不稳定，出现更多极端天气。
这可能会对农业和社会经济产生影响。
总体来说，未来东亚夏季风的变化可能会对环境和社会经济产生影响。
因此，需要加强监测和预警，以应对可能出现的影响。
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东亚夏季或将风更强、季风降水更多作者：来源：《科学大观园》2020年第13期据中国科学院大气物理研究所发布的消息，该所牵头于6月4日发表在《自然·通讯》期刊上的研究发现，西北太平洋副热带高压（简称西太副高）未来会增强。
这意味着未来东亚夏季风更强、季风降水更多，但登陆的台风可能减少，同时也意味着中国东部和南部的高温热浪风险增大。
西太副高是影响东亚和东南亚天气气候的关键环流。
它决定了梅雨降水的强度和位置，以及西北太平洋热带气旋和台风的生成与路径。
每年夏季风异常和台风登陆带来的干旱、洪涝、热浪等极端事件，极大地威胁当地数以亿计人口的生命财产和社会经济发展。
在人為排放温室气体浓度不断升高的情况下，西太副高未来变化的确切信息对于域内国家和地区应对气候变化、制定合理的减缓和适应措施十分重要。
但是，此前气候学界基于第五次耦合模式比较计划的35个模式对于西太副高的预估研究，无法给出增强还是减弱的一致答案。
大气物理研究所等单位的新研究发现，西太副高预估的不确定性主要源于各模式在历史海表温度模拟上的系统性偏差。
基于涌现约束思想，在利用观测的海表温度对模式进行偏差订正后，在一个高排放情景下，更多模式给出了西太副高增强的结果，使得原本存在的预估不确定性减少了45%。
气候模式是预估未来变化不可或缺的工具，但是受科技发展水平的影响，当前模式结果依然存在不确定性。
在气候预估方面，其体现就是不同模式对于同样辐射强迫的响应存在差异，即便模式会逐步改进，与之伴随的不确定性仍会存在。
“如何基于当前模式水平为决策者提供最优预估信息，以更好地应对和适应气候变化，是一个重要的研究课题。
”该文第一作者和通讯作者、中科院大气所副研究员陈晓龙说。
◎来源|北京日报。
东亚夏季风年际变率的模拟评估及未来预估的开题
报告
一、研究背景及意义
夏季风是影响东亚地区气候和生态环境的重要因素之一，其年际变率对于东亚地区的农业、水资源、能源等方面产生了重大影响。
因此，研究夏季风年际变率的模拟评估和未来预估，对于深刻认识夏季风的动力和气候机制，提高对未来气候变化的预测能力具有重要意义。
二、研究内容和方法
1.研究内容
本研究将通过分析观测资料、模式模拟和统计方法，评估夏季风年际变率的模拟效果，并对未来夏季风变化进行预估。
2.研究方法
（1）分析观测资料：利用中国气象局提供的观测资料，对夏季风年际变率进行分析。
（2）模式模拟：采用全球气候模式和区域气候模式对夏季风年际变率进行模拟，评估模式的模拟效果，分析夏季风年际变率的动力和气候机制。
（3）统计方法：利用统计方法对观测资料和模式模拟结果进行分析和对比，评估模拟结果的可靠性和准确性。
三、研究计划及预期结果
1.研究计划
（1）资料收集与整理：收集和整理夏季风年际变率的观测资料、模式模拟结果和统计分析方法。
（2）数据分析与处理：对收集的资料进行分析和处理，评估模拟结果的可靠性和准确性，探究夏季风年际变率的动力和气候机制。
（3）结果展示与讨论：展示研究结果，进行讨论和误差分析，并对夏季风年际变化的未来趋势进行预估。
2.预期结果
（1）评估夏季风年际变率的模拟效果，分析夏季风年际变率的动力和气候机制。
（2）预估未来夏季风的变化趋势，为夏季风的气候预测和防灾减灾提供参考。
（3）发表论文和专著，推广研究成果，为东亚地区气候变化和可持续发展提供科学依据。
亚洲夏季风指数的重新评估与季风的长期变化Ξ陈 桦1 丁一汇2 何金海11南京信息工程大学,南京,2100442国家气候中心,北京,100081摘 要 使用NCEP/NCAR再分析资料对Webster与Y ang的季风指数(W YI)进行计算和修改。
W YI定义为850与200hPa的纬向风差,但通过分析150—100hPa和200hPa的环流场、散度场与垂直运动场,发现200hPa层并不能真正反映亚洲季风系统上层环流的变化,尤其是其最主要的环流特征即热带东风急流的变化,其核心位于150—100hPa。
纬向风切变U850-U(150+100)的值比U850-U200的值远大得多,更能真实反映季风的强度,并且与低层辐合耦合在一起的高层辐散最大位于150hPa,在对流层高层取150hPa比200hPa更能反映季风系统的耦合关系。
因此,在对流层上层选择150—100hPa重新定义季风指数(DHI)为I DH=U3850-U3(150+100),不但可以更好地表征亚洲纬向风切变中心的强度变化,也可以代表对流层上下层季风系统的变率。
分别用季风指数DHI和W YI 对亚洲夏季风的长期变化进行研究,发现DHI比W YI更合适。
DHI的变化表明亚洲夏季风存在明显的年代际变化及突变,20世纪70年代末之后显著减弱,这主要是由于150—100hPa层东风的减弱,但这种东风的减弱现象在200hPa不明显。
突变后总的来说:亚洲地区高层东风减弱,表明夏季风减弱;海陆气压差和海陆温差的减小导致季风减弱;相应高空辐散和水汽输送在印度半岛、中南半岛中部、中国华北与东北地区都是减弱的,也表明夏季风减弱。
最后比较NCEP/NCAR和ERA240两种再分析资料研究亚洲夏季风的强度及其长期变化的差异,以作参考。
关键词:季风指数,年际变化,年代际变化,突变。
1 引 言如何定量描述夏季风的强度及变率是季风研究中的一个重要问题。
由于亚洲夏季风具有广阔的空间和时间尺度变率,因此寻求用一个简单的指数去定量描述如此复杂的大尺度季风特征及其变化是很困难的。
许多学者从不同方面定义了不同的季风指数,但尚无统一的夏季风指数,目前所用的指数大致可以归纳为以下3种:第1种是选择降水或对流来定量表征夏季风强度。
全印度季风降水指数常被用于衡量南亚夏季风的特征[1];Tao和Chen[2]定义了东亚降水指数来描述东亚夏季风的强度;Wang和Fan[3]提出用对流指数来反映南亚和东南亚夏季风的年际变化。
第2种是基于季风是海陆热力差异的综合产物这个基本成因来定量描述季风强度。
郭其蕴[4]用海平面气压差来定义季风指数;孙秀荣等[5]用东西向和南北向的海陆温差定义了一个东亚海陆热力差指数。
第3种是直接从季风环流本身出发,选择风场、散度场或涡度场去描述季风的强度。
如Webster和Yang[6]用850和200hPa的纬向风切变来定义季风指数;G oswami等[7]定义经向风切变为季风Hadley 环流指数;Lau等[8]定义了两个区域季风指数RM1 (经向风切变)和RM2(纬向风切变)分别衡量南亚和东亚夏季风。
李崇银等[9]提出用对流层高低层散度差来描写南海夏季风。
张庆云等[10]用东亚热带和副热带纬向风差值来定义夏季风指数。
祝从文等[11]将东西向海平面气压差与低纬度高低层纬向风切变相结合,定义了东亚季风指数。
第64卷第6期2006年12月 气 象 学 报ACTA METEOROLO GICA SIN ICAVol.64,No.6December2006Ξ初稿时间:2005年11月1日;修改稿时间:2006年3月22日。
资助课题:“九五”国家攀登B项目:南海季风实验研究;国家基础研究发展规划项目(No2004cb418303)。
作者简介:陈桦,女,1982年生,硕士,主要从事季风研究。
E2mail:vivienchenhua@以上这些季风指数各有优缺点。
例如由于降水资料不足以及难以区分地形因素,用降水量作指数常常有一定局限性;由于热带地区地面气压变化小,用气压、气温来描写夏季风活动也存在一些问题。
目前无论在研究和业务中,应用较广泛的是W YI。
W YI是代表亚洲地区纬向风切变中心变率的一个有效指数,是对大尺度亚洲夏季风强度合适的度量及表征[3],但是这个指数也存在一些问题,主要是W YI取的200hPa层是否能准确地表征亚洲夏季风系统的上层环流特征。
一个热带系统简单来说可看作是由低层与高层构成,两者通过热力和动力过程以及对流活动耦合起来,低层一般选为850hPa,因而对高层的选择十分重要。
本文将先确定对流层上层的哪一层最适合表征亚洲夏季风系统上层环流的变化,据此在W YI的基础上重新定义一个季风指数,从而进一步讨论亚洲夏季风的年际、年代际变化及突变。
2 资 料本文使用了NCEP/NCAR再分析资料[12]和ERA240再分析资料[13]1958—2002年的月平均资料集,分辨率2.5°×2.5°。
这两种再分析资料用不完全相同的观测数据,不同的分析系统以及不同的模式,其结果都在一定程度上受到观测系统与分析系统变化引起的非均一性的影响[14215]。
例如模式的变化会产生虚假的气候跃变,这个问题在NCEP 及ECMWF的再分析计划中都已经强调过。
K istler 还指出,NCEP/NCAR在1948—1967年的资料存在海平面气压的问题(http://wwwt.emc.ncep. /gmb/bkistler/psfc/psfc.html)。
至今已有许多研究比较了这两种再分析资料,发现它们在分析同一气象要素时可能会得到不同的结果,并且相对于实际观测资料而言都存在一定问题[16219]。
文中的主要分析是用NCEP/NCAR资料作的,后面将比较两种资料研究亚洲夏季风的强度及其长期变化的差异,以作参考。
3 对W YI的修正根据W YI,季风指数定义为对流层高低层的纬向风切变。
Webster和Yang[6]把高层取为200hPa。
但K oteswaram[20]在分析1955年夏季南亚和邻近北非对流层上层环流时发现,热带东风急流(TE J)的核心位于150—100hPa,之后Tanaka[21], Sathiyamoorthy[22]也分别指出TE J核心在150和100hPa。
TE J是亚洲夏季风系统的主要高空环流特征,位于南亚反气旋的南侧[23]。
由于TE J在印度半岛南部约5°—15°N有最大风速[20223],作U沿5°—15°N的剖面(图1a),可见在150—100hPa有最大东风,在925—850hPa有最大西风,这是亚洲夏季风系统最明显的高低空特征。
如果取200hPa 来代表上层风场,则不能恰当地描述热带东风急流的特征。
由于季风指数定义为对流层高低层的纬向风切变,因此风切变的值能够反映季风指数的大小,进而能够反映季风的强度。
低层一般取850hPa,高层分别取150—100hPa和200hPa作纬向风切变(图1b,c),由图可见U850-U(150+100)的值比U850-U200的值要远大得多,这表明风切变U850-U(150+100)更强。
季风指数如定义为U850-U(150+100),即切变最大处,才能更确切、更清楚地反映季风的强度及变化。
另一方面,在热带系统中,高低层环流的耦合是通过辐散环流实现的[24],通过散度场的分析可进一步确证高低层的耦合关系。
由风切变最大区域(即图1方框区)的散度垂直廓线(图2)可见,辐合最大值位于925—850hPa,而辐散最大值位于150hPa,因而对流层低层与高层150hPa而非200hPa有最强的耦合关系。
因此季风指数在高层定义在150hPa才能恰当地反映季风系统的耦合变率。
由以上分析可见,在对流层高层取150—100hPa代替200hPa更为合理,具有明确的物理意义:(1)热带东风急流是北半球夏季对流层高层最主要的环流特征,其核心位于150—100hPa;(2)纬向风切变U850-U(150+100)的值比U850-U200的值要远大得多,能更确切、更清楚地反映季风的强度;(3)与低层辐合耦合在一起的高层辐散最大位于150hPa,更能反映季风系统的耦合关系。
另外,南亚高压是北半球夏季对流层高层强大和稳定的环流系统[25],在150—100hPa上强度最大。
因此我们定义一个修正的季风指数(DHI):I DH=U3850-U3(150+100),其中U(150+100)是150和100hPa纬向风的平均,U3是U减去气候平均之后的距平值。
177 6期 陈 桦等:亚洲夏季风指数的重新评估与季风的长期变化 图1 夏季(6—8月)气候平均U(a);U850-U(150+100)(b);U850-U200(c)沿5°—15°N的经度2高度剖面(a中阴影区为东风;b和c中方框区是纬向风切变最大的区域;单位:m/s)Fig.1 (a)Longitude2height section of climatologically(1958-2002)summer(JJA) meridionally averaged U over5°-15°N(where the easterly is shaded);and horizontal distributions of zonal wind shears(b)U850-U(150+100)and(c)U850-U200 (where the rectangle is the maximal area of the zonal wind shear;Units:m/s)DHI定义的区域在纬向风切变最大处,即图1中的方框区(0°—20°N,40°—110°E),这与W YI定义的区域相同。
由于季风系统是通过低层辐合、高层辐散把对流层上下层风场耦合在一起的,因此我们定277 气 象 学 报 64卷 图2 风切变最大区域(0°—20°N ,40°—110°E )的散度垂直分布(单位:10-6s -1)Fig.2 Vertical distribution of averaged divergence 10-6s -1)over the maximal area (0°-20°N ,40°-110°E )of zonal wind shear义的指数DHI 不但可以代表亚洲纬向风切变中心的变率,也可以代表对流层上下层季风系统的耦合变率。
