(1.南昌市气象局 江西 南昌 330038 2.江西省气象局 江西 南昌 330096)
摘要:利用1980—2016年NCEP/NCAR再分析资料、日本气象厅提供的月平均海温资料及中国国家气候中心西太副高强度指数和西伸脊点指数,通过对1980—2016期间7次普通强度厄尔尼诺进行合成,对比分析了2015/2016年超强厄尔尼诺事件的特殊性,研究了2015/2016年超强厄尔尼诺事件影响西太平洋副热带高压(以下简称“西太副高”)的可能机制。
关键词:超强厄尔尼诺;西太平洋副热带高压;菲律宾异常反气旋
1 资料与分析方法
本文利用1980—2016年NCEP/NCAR再分析资料、日本气象厅提供的月平均海温资料及中国国家气候中心西太副高强度指数和西伸脊点指数,采用合成分析、相关系数分析、相关性t检验等方法对2015-2016年超强厄尔尼诺事件对西太副高的影响进行研究。
2 2015—2016年超强厄尔尼诺事件特征分析
2.1 海温异常特征
2015年夏季,整个赤道中东太平洋地区大范围海温异常升高,大部分海域海温距平超过1.0℃,东太平洋小部分海域海温距平高达2.5℃,西太平洋、北太平洋和北大西洋出现海温负距平;普通强度厄尔尼诺年同期大部分海域海温距平在0.5℃左右。
秋季,超强厄尔尼诺的特征已是非常明显,同时西太平洋和北太平洋海温负距平有所加强,北大西洋海温负距平减弱;普通强度厄尔尼诺年同期,赤道中东太平洋海温强度也有所发展,海温距平达到1.0℃左右。
到冬季厄尔尼诺成熟位相期,赤道中东太平洋海温最大正异常强度仍维持在3.0℃左右,范围有所扩大,印度洋至南海海域海温开始异常升高,西太平洋海温负异常减弱并逐渐转为海温正异常;而普通强度厄尔尼诺年同期,赤道中东太平洋海温最大正异常强度维持在1.0℃,中心范围有所扩大,主要集中在中太平洋区域。
次年春季,赤道中东太平洋海温异常强度和范围较前期迅速衰减,大部分海温正异常强度降至1.0℃左右,最大海温正异常中心相比之前西移至中太平洋地区,最大异常中心强度仅在1.5℃左右,而此时热带西太平洋海温正异常范围扩大,印度洋至南海海域海温异常中心强度达1.0℃以上,北太平洋海温负异常持续加强;与此同时,普通强度厄尔尼诺年赤道东太平洋维持着正海温异常,中太平洋向负海温异常转变。
到次年夏季,赤道中东太平洋转变为海温负异常,负异常中心强度达-1.0℃;普通强度厄
尔尼诺年同期,赤道中东太平洋虽然也转变为海温负异常,但负异常强度很小,
由此可见2015/2016年超强厄尔尼诺迅速衰减并转为拉尼娜,而普通强度厄尔尼诺事件一
般在消亡后回归到海温平均态。
2.2 北半球500hPa环流异常特征
2015年夏季东亚大槽位于鄂霍茨克海以东、西北太平洋海域上空,较普通厄尔尼诺年偏西约20个经度,强度更强;此时副高西脊点位于120°E附近,脊线位于25°N附近,面积明显偏大,位置偏南。
同年秋季,北半球中高纬均受西风气流控制,西西伯利亚平原上空对应一个强大的负距平中心;相对夏季,西太副高南压并西伸,西脊点位于95°E附近,脊线位于20°N附近,面积仍明显强于气候态平均和普通厄尔尼诺年同期。
多年平均的冬季西太副高弱,仅有南海上极小区域受到5880线控制,而在2015—2016年厄尔尼诺极盛期的冬季,整个副热带高压增强至5880gpm,且西太副高出现了5890gpm以上的位势高度。北太平洋上空500hPa高度为强大的负距平,阿留申低压位于鄂霍次克海以东,西西伯利亚至北极地区存在大的位势高度正距平,不利于极涡的增强,冬季风减弱,导致大气的扩散能力下降,从而导致2015—2016年雾霾天气增多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而普通厄尔尼诺事件下,上述异常特征表现较弱。
到2016年春季,北半球中高纬转受平直西风控制,北太平洋负距平减弱;西太副高强度维持,远强于气候态平均和普通厄尔尼诺年同期。
2016年夏季,在500hPa高度场上亚欧大陆高纬呈现“脊—槽—脊”型分布,中低纬为一连串的短波槽,距平场上,欧亚大陆呈现“正—负—正”型分布,这种距平形势存在时,使中纬度西风分支,经向环流发展,西太副高偏强,副高西脊点重新退至120°E附近,但仍强于气候态平均。
2.3 西太平洋副热带高压的异常特征
2015—2016超强厄尔尼诺年西太副高强度与普通强度厄尔尼诺年同期西太副高强度的差值自2015年4月份开始变大,虽然在8月份二者的西太副高强度都略有减弱,但自9月份至次年1月份,西太副高强度的气候平均值持续下降,而2015—2016超强厄尔尼诺年西太副高强度显著上升,且明显超过普通强度厄尔尼诺年同期西太副高强度。
同时,自2015年9月份至次年4月份,西太副高西伸脊点指数持续偏西,大致维持在90°E附近,而气候态平均值西太副高西伸脊点在120°E附近摆动,次年夏季,西脊点有所东退,但相比于气候态平均仍偏西了大概15个经度。在2015年冬季,2015—2016超强厄尔尼诺年西太副高强度与普通强度厄尔尼诺年同期西太副高强度的差值相差最大,这表现了2015/2016超强厄尔尼诺对大气环流的显著影响。
普通厄尔尼诺影响下的西太副高各特征指数与多年平均的西太副高特征差异不大,但2015/2016超强厄尔尼诺影响下的西太副高却表现出较大差异,总体呈现出西伸脊点异常偏西、强度异常偏强的特征。
3厄尔尼诺影响西太副高的可能机制
3.1对流活动对西太副高的影响
2015/2016超强厄尔尼诺期间,厄尔尼诺发展年夏季和冬季西太平洋海域的高层和低层,均在场有一个明显的正距平区,该区域主要位于菲律宾群岛以东洋面;厄尔尼诺衰减年春季,该区域进一步扩大且强度提升,说明此时菲律宾群岛以东洋面上层大气不论是在高层还是低层均有强烈的下沉运动,抑制了菲律宾海附近对流活动的发展,同时,强烈的下沉运动使该区域上空空气不断堆积,堆积的空气形成高压,从而使得西太副高强度异常偏强。
3.2环流活动对西太副高的影响
3.2.1菲律宾异常反气旋
菲律宾海地区形成异常强的反气旋环流在季节转换后的初夏甚至仲晚夏仍能维持,将更多的暖空气输送到东亚沿岸附近地区,使初夏副热带高压偏南偏强,因此这个反气旋性环流的存在在一定程度上促进了西太副高的发展,从而导致2015/2016厄尔尼诺发展期西太副高向南增强,在厄尔尼诺衰减期的强度更强且位置偏北。
3.2.2 Hadley环流
2015年8月在15°N-28°N存在垂直环流正距平,异常下沉气流有利于西太副高在此处发展增强,使其脊线位置从历史同期的30°N附近南压至25°N附近。但需要强调的是,这一特征在弱厄尔尼诺事件中表现较弱(图略),这也解释了某些厄尔尼诺年夏季西太副高并无异常偏南的特征。
冬季,副高脊线南退至15°N -20°N。2016年1月,垂直环流正距平区处于5°N—20°N,且异常强度较前期显著增强,有利于冬季副高中心强度异常偏强。
上述过程中垂直环流正距平位置与西太副高的异常移动相对应,而冬季至来年夏季的异常下沉气流正是前文中的“菲律宾反气旋”在源地活动及向东北方向发展导致。
参考文献:
[1] 陶诗言.中国夏季副热带天气系统若干问题的研究[M],北京:科学出版社,1963.
[2] 黄仕松、余志豪.副热带高压结构及其同大气环流有关若干问题的研究[J],气象学报,1962,31(4),339-359.
第一作者简介:雷星宇(1994-)女,汉族,江西高安人,本科学历,助理工程师,从事气象预报工作。
论文作者:雷星宇1,徐梦维2
论文发表刊物:《科技研究》2019年1期
论文发表时间:2019/4/23
标签:厄尔尼诺论文; 海温论文; 强度论文; 异常论文; 副高论文; 太平洋论文; 环流论文; 《科技研究》2019年1期论文;