f·p·p·g.
论坛版主-副热带高压
论坛版主-副热带高压
  • 注册日期2011-05-01
  • 最后登录2018-07-22
  • 粉丝140
  • 关注39
  • 发帖数2283
  • 来自
阅读:3456回复:4

[环流形势]2012-2013冬半年环流回顾

楼主#
更多 发布于:2013-06-09 09:44
2012-2013冬半年环流回顾
引言
秋去冬来,乍暖还寒。国家气候中心(NCC)的数据显示,201211-12月,我国经历1985年以来最冷前冬,全国平均气温-3.8℃,较气候平均值偏低1.3℃之多。然而,进入2013年,冷空气的侵袭戛然而止,我国大部出现了2006年以来的首次暖冬,天气之冷暖无常令人始料不及。2012-2013冬半年我国的总体气候特征如何?是什么原因导致了诸多天气异常?这正是本文要讨论的话题。
.
气象学界规定的北半球冬半年,一般指每年10月至次年3月。然而在受海陆因素影响巨大的东亚地区,相较10月而言4月的气候特征要更接近于冬季。笔者在本文中,主要对2012年11月-2013年4月的天气环流特征进行三个方面的回顾。


一、北半球各大气候因子综述
二、北半球重要天气系统综述
三、冬半年环流分时段回顾
[f·p·p·g.于2013-06-09 09:47编辑了帖子]
10条评分, 金钱 -1 贡献值 +25 好评度 +28 威望 +15
  • f·p·p·g.
    金钱 -1
    莉莉不要这样
    2013-06-27 16:08
  • 风影
    贡献值 5
    ORZ
    2013-06-26 22:55
  • 莎莉
    好评度 5
    跟BBP的差距越来越大了....
    2013-06-25 17:01
  • ljjjacky
    威望 10
    围观大神
    2013-06-21 00:26
  • yangzhe1997
    贡献值 10
    次奥,为什么我现在才看到,牛逼啊,BBP=-=
    2013-06-18 18:31
  • zhu
    好评度 10
    精华三
    2013-06-09 18:33
  • zhu
    贡献值 10
    精华三
    2013-06-09 18:33
  • 听雨清风
    好评度 5
    好顶赞~\(≧▽≦)/~
    2013-06-09 13:42
  • 听雨清风
    威望 5
    好顶赞~\(≧▽≦)/~
    2013-06-09 13:42
  • mikeliang
    好评度 +8
    活捉BBP- -
    2013-06-09 11:13
喜欢6 评分10
f·p·p·g.
论坛版主-副热带高压
论坛版主-副热带高压
  • 注册日期2011-05-01
  • 最后登录2018-07-22
  • 粉丝140
  • 关注39
  • 发帖数2283
  • 来自
1楼#
发布于:2013-06-09 09:45
一.北半球各大气候因子综述







ENSO与海气耦合

作为全球海气耦合系统中最关键的一环,ENSO对于年际气候变化具有举足轻重的指示作用,亦是影响年纪气候变化的最强信号之一。ENSO通过对赤道太平洋沃克环流的调控,从而决定赤道太平洋地区的海气耦合形势;同时又通过大气遥相关间接影响哈德莱环流的强弱,改变大气驻波的状态。因此对于北半球环流因子的讨论,我们先从ENSO谈起。

2012年春开始发展的厄尔尼诺事件于7-8月达到峰值,随后逐渐演变为中部型厄尔尼诺状态并趋于结束。201211月到20134月,ENSO维持中性状态,期间于20132月前后发生过一次短暂的ENSO冷事件,但很快宣告结束。纵观整个冬半年,并未有厄尔尼诺事件或拉尼娜事件发生。

赤道太平洋对于ENSO的滞后大约为3-6个月,因此133月之前西北太平洋低纬度大气依然反馈ENSO暖事件对大气环流的影响,具体而言是赤道附近以西风距平为主,ITCZ为信风槽模式而且显著偏东。这样的低纬度环流形势对于热带气旋的活动甚是有利,当异常MJO波能带动暖性K波东移之时,便很容易有热带气旋生成。201212-20132月,西北太平洋地区共有4个热带气旋活动,为近年来之罕见。

12月上旬开始,南美沿岸次表层的冷水核开始上涌并逐渐西移,一次ENSO冷事件正在酝酿;与此同时先前厄尔尼诺事件中的暖水团已经在东北信风的驱动下进入西北太平洋地区,赤道太平洋呈现西暖冬冷的拉尼娜状态。不过这一波ENSO冷事件在2月中旬的一波暖性K波东移中宣告结束,133月的表层海温距平显示赤道太平洋东部有短暂暖水活动,然而随后又被次表层上涌的冷水所取代。20131-4ENSO状态相对混沌,与其相对应的是3-4月西北太平洋低纬度地区热带气旋活动甚为沉寂,鲜有热带气旋甚至热带扰动活动。

ENSO通过海气耦合调控低纬度大气环流状态的同时,亦通过R波的传播以及大气遥相关等对中高纬度环流进行调节,其滞后时间则要远长于低纬度大气。整个冬半年里中高纬度大气环流响应对厄尔尼诺事件的滞后,其首要表现在于对极赤梯度的影响。ENSO暖事件期间极赤梯度差拉大,对应哈德莱环流较气候平均异常偏强,经向下沉支强导致中低纬度地区位势普遍偏高,副热带高压呈现带状偏强南压的状况。整个冬半年里西北太平洋低纬度地区,除了赤道附近以外都以强烈的东风距平为主,折射出副热带高压在低纬度地区的绝对强势。大气驻波方面,对ENSO暖事件的反馈亦较为明显,表现为东亚的两脊一槽形势等,这里不再进行赘述。

 

图1  冬半年Nino区海温距平指数序列
 

图片:1.PNG


 
图2 冬半年赤道表层海温距平(左)、热容量(中)、850hPa纬向风(右)经度-事件剖面

图片:8.PNG



图3 2012年11月1日赤道太平洋表层海温距平

图片:2.gif



图4 2012年12月赤道太平洋海温经度-深度剖面

图片:ddff.GIF



图5 2013年2月4日赤道太平洋表层海温距平

图片:4.gif


 
图6 2012年12月-2013年2月全球射出长波辐射距平

图片:5.png


图7 2012年12月-2013年2月赤道太平洋纬向风距平

图片:6.png


图8 2013年4月15日赤道太平洋表层海温距平

图片:7.gif


 

IOD与印度洋
IOD,即印度洋偶极,具体而言,即赤道西印度洋与赤道东印度洋的SSTA差的“跷跷板”模式,这与赤道太平洋的ENSO事件有异曲同工之妙。研究表明,印度洋的IOD循环与赤道太平洋的ENSO循环有相互的作用,表现为沃克环流上升支或下沉支的偏东或偏西。两者的互动又称印太齿轮。因此ENSOIOD也有较好的正相关性,IOD相对于ENSO滞后2个月的时长左右,当然这并不是绝对。

冬半年期间的IOD状况恰好与ENSO呈现较为一致的相关性。20129IOD到达最高值之后,受次表层冷暖水团分布的制约而开始逐渐低走,与此同时厄尔尼诺事件结束,沃克环流上升支重归印尼群岛,加速了IOD的转负。20133月之后IOD进入负值,即赤道印度洋东高西低的模态,不过偶极并不甚明显,IOD指数长时间在0左右徘徊。

事实上冬季IOD事件对于东亚地区大气环流的影响并没有夏秋季节明显,这是因为夏秋是东亚夏季风盛行的时段,印度洋作为季风区的重要组成部分,对夏季风的强弱有十分重要的作用;而冬半年期间,IOD对于季风环流等的调控已经失去了作用,尽管如此IOD依然有能力对东亚环流进行一定的调控。

首先,IOD通过对低纬度SSTA的调控,直接影响低纬度水汽的充沛程度,这对于冬季我国的降水情况十分关键。今年冬半年期间,随着IOD逐渐低走,沃克上升支回归印尼群岛,孟加拉湾至南海SST较气候平均值异常偏高1-2℃左右,为我国中东部的降水提供了充足的水汽来源。然而降水的必要条件除了水汽来源之外,还有长波形式的配合,这就牵扯到IOD的另外一个作用,即调整定义区上空的南支槽脊活动。不过这一点在今年冬半年体现得并不明显,因为IOD的偶极子模态相对偏弱,对南支槽脊的反馈几乎可以忽略不计。因此今年冬半年期间,南支槽的活动与往年相比,具有更替性。不过,由于印度洋到南海一带SST普遍偏高,从印度半岛到我国东南沿海一带的位势高度也普遍偏高5-10gpm左右,事实上这对于稳定偏强的南支槽活动并不是个利好。

另外,印度洋到南海一带普遍偏高的SST也对高纬度驻波有一定的调控作用,其机理与ENSO相似。由于存在滞后作用,20133月以来北亚各超长波才开始呈现偏强的情况。这种滞后一直到4月中旬,还依然存在。

图9 近年IOD月均指数序列

图片:9.gif


图10 冬半年赤道印度洋表层海温距平(红、蓝框为TIOD定义区)

图片:10 画出定义区.png


图11 冬半年赤道印度洋500hPa位势高度场距平

图片:11.png


 
北极海冰、陆面积雪与北半球环流

作为北半球大气中的重要冷源,北极海冰对于北半球大气环流有至关重要的影响,这种影响不止体现在局部,甚至体现在由极地到赤道的北半球的方方面面。海冰的多与少,决定了极地内海洋与大气的热交换的剧烈与否,从而决定北半球热力场的平衡或失衡,也便决定了北半球乃至全球的气候状况。

20129月,北极海冰总面积为210万平方千里,跌破历史最低值。这个事件几乎可以称为影响冬半年中高纬度环流的最重要因子,贯穿北半球半年来大气环流的全部。在其滞后影响之下,北半球热力场严重失衡,表现为极圈以内位势偏高,亦有阻脊系统在极圈内活动。极圈以内的阻脊活动破坏了这个季节里强盛的极涡系统,易造成极涡的位移与多极分布。与此同时,海冰面积偏少容易激发异常R波的铅直上传,下垫面的异常容易触发SSW的爆发。

与其相对应的,是201211-20134月,北半球中高纬度地区呈现“北高南低”“北暖南寒”的局面,北亚、北美、西欧等气候平均槽存在的地点,在不断南探的冷气团的影响下,冬半年气温远远低于气候平均值,创纪录的报告数不胜数。AO(北极涛动)指数在冬半年内基本上维持强负值状态,正好与北极的热力场状况相对应。值得注意的是随着北极海冰面积在今年上半年逐渐恢复至接近正常值,AO指数在4月中旬开始归正。不过由于海气相互作用的滞后,似乎这对冬半年的最后15天的北半球环流影响并不甚明显。

局地海冰方面。整个冬半年内巴伦支海以及鄂霍次克海的海冰是偏少最为严重的区域,热力条件有利于这一带地区阻脊或极高的建立以及活跃,恰好锁定远东一带的冷源;当然海冰的偏少对于冷源也有一定的削弱作用,然而尽管如此,我国东北部到远东一带依然比气候平均值偏冷2-4℃。这便与冬半年内的海冰分布关系密切。

图12  北极海冰面积及距平值

图片:12.png


 
图13 2013年1月北极海冰分布(粉线为气候平均值)

图片:15.png


 
图14 冬半年北极地区500hPa位势高度场距平

图片:13.png


 
图15 冬半年北极地区1000hPa层面温度距平

图片:14.png



除了海冰之外,北半球冷源的另一个重要调控因子在于陆面积雪状况,尽管其范围并不能达到极地海冰等的行星尺度,但是对局地的环流,包括冷堆位置、驻波分布等,依然有较为深远的影响。事实上陆面积雪也正是北极海冰的间接反馈之一,冬半年期间热力场的失衡、中高纬度冷气团的活跃,恰好加剧了陆面积雪的堆积,进一步加强中高纬度地区的偏冷,如此层层递进。监测数据显示冬半年期间,北亚、西欧以及北美陆面积雪远高于气候平均值,甚至一度突破监测以来的历史极值。

对于我国而言,中亚-远东地区的积雪状况对我国北方一带的西风带驻波作用十分关键,而这恰好在今年冬半年里AO负位相导致的激烈冷暖平流交汇中体现得淋漓尽致:东北地区积雪较常年明显偏多,中亚至我国西北则显著偏少。前冬的积雪通过改变我国北方的热力分布决定了我国后冬的环流形势,201313日之后,北亚地区由倒Ω型流场开始转变为两槽一脊的形势,并且随着时间的推移,驻波不断向西推移。3月份开始东北地区已经完全转为槽位,在4月下旬北半球热力场转换之际又转变为东北冷涡。以上推论,无论是对我国东部地区后冬的偏冷,降水的偏多,都是一个利好因素。

图兰低地一带正好位于印缅上游的一个波长处,因此该地的积雪反馈至这一带冷平流的势力之后,可以通过上下游效应以及能量频散直接影响印缅槽的状态。然而今年冬半年的情况与去年恰恰相反,图兰积雪维持在气候平均值状态下,甚至略高于气候平均值,而且随着时间的推移融化更多,可想而知今年冬半年期间南支槽的弱势。

图16 2012年12月-2013年2月北半球积雪日数及距平


图片:16.gif


图17 2012年东北地区积雪面积月均序列

图片:17.gif


 
PDOPNANAO与北半球驻波
PDO,即太平洋年代际涛动,其以北美西海岸与北太平洋的SSTA差为定义,作为北半球重要的SSTA外强迫源,对于中高纬度大气环流有十分重要的调控作用。研究表明PDO存在60年左右的周期性振荡,因而又名太平洋十年涛动,涛动期间的冷暖位相又称拉马德雷冷暖期。自2007年起,PDO转入拉马德雷冷周期(一说2000年),相对应的是5年内PDO长时间维持冷位相,呈现北太平洋偏暖而北美东海岸偏冷的SSTA格局。

PDOENSO有较好的正相关,然而2012ENSO暖事件的背景下,PDO并没有很好的响应其结果,整个2012年直至20134月,PDO均维持负值。北太平洋的海温异常,通过下垫面的外强迫直接反馈至中高纬度大气中,从而通过R波频散以及上下游效应影响整个西风带驻波的强弱与位置,因此比通过激发异常K波影响中高纬度环流的ENSO影响更为深远。在今年冬半年里中高纬度驻波也是更多的响应PDO冷位相所带来的影响,具体表现为北太平洋暖流区为异常辐散场,500hPa层面上呈现西脊东槽的反PNA流型;白令海一带阻脊活动频繁,对应其上游东亚大槽偏西偏弱,北半球驻波比气候平均值略微偏西。随着时间的推移,西风带的逐渐北抬,后冬的这种响应体现得更为明显。

PDO定义区相吻合的PNA指数,与PDO呈现良好正相关性,整个冬半年期间维持负值状态。在其影响下北太平洋中纬度位势偏高,南侧副热带地区的位势略微偏低,对洋中阻脊的建立也是一大利好因素。

NAO,即北大西洋涛动。研究表明NAO负相位年北大西洋温盐环流(THC)增强,导致北大西洋暖流增强,从而升高格陵兰一带的位势高度,致使这一带易有阻脊建立。2012年恰好为THC偏强年代,今年冬半年里NAO长时间维持负相位,北大西洋暖流区比正常年份偏暖2-3左右。下垫面异常致使北大西洋暖脊建立频繁,同时激发异常波列影响整个北半球,有利于鄂海-白令海一带阻脊的建立。

另外NAOAO亦有较高的正相关系数,而今年冬半年期间在北极海冰偏少的背景下AO维持强负值,对NAO的负值也有一定的促进作用。4月中旬之后,AO归正伴随着NAO的归正,但这对冬半年的总体环流形势而言,只能说是杯水车薪。

到此,根据再分析资料,我们已经可以总结出201211-20134月的北半球中高纬度的总体环流形势:极地位势偏高,极高建立频繁,极涡偏弱偏南且呈多极分布;中高纬度上,北半球驻波整体偏西偏弱,北太平洋为反PNA流型,洋中阻脊建立频繁;北美为西高东低状态,北美大槽的位置较往年偏西偏弱;北大西洋存在脊位,下游欧洲浅槽强盛,中亚存在异常脊,东亚大槽相对偏西。必须指出的是,这只是整个冬半年期间的总体环流形势,由于受到其它因子的影响,各个时段内的环流形势并不相同。而这些追根溯源,则要追究到一些中期或者短期的气候因子上了。
 
图18 PDO月均指数序列

图片:18.PNG


 
图19 2012年12月-2013年2月北太平洋表层海温距平(左)及925hPa层面矢量风异常(右)

图片:19.png


 
图20 NAO月均指数序列
 

图片:22.PNG


 
图21 冬半年北半球平均500hPa位势高度场
 

图片:20.png


 图22 冬半年中高纬度500hPa平均位势高度场距平

图片:21.png


QBO与极地平流层&20131月上旬的平流层爆发性增温(SSW)事件
QBO,即平流层准两年振荡,通过30hPa层面赤道平流层东西风向的周期性转变,引发行星波动的铅直下传从而影响对流层的环流状况。由于信号发生于平流层,下传至100hPa层面时已经有大幅削弱,因此对流层对于QBO的反馈并不十分突出且有相当长时间的滞后,与其相关的研究也有较大的分歧,其中意见较为统一的有:

1.QBO东风位相年Hadley环流偏强导致副高偏强,西风位相年反之;
2.QBO东风位相年副热带西风急流、赤道东风急流均偏强,西风位相年反之;
3.QBO东风位相年东亚冬季风偏强,西风位相年反之(研究尚未明确表明原因);

监测数据显示,2012全年处于QBO东风位相周期,至11月,QBO东风位相周期已经趋于结束,至20131QBO指数已经回归个位数。20133月开始,QBO正式转入西风位相,4月西风切变不断加强,QBO已经达到+8.39然而QBO位相对于对流层大约有6-8个月的滞后,因此整个冬半年,对流层依然接受来自于平流层底东风切变的行星波信号反馈,各系统的状态也与上文的结论符合。

图23 QBO月均指数序列(采用5个月滑动平均值)


图片:23.png


 
QBO作为平流层气候的重要调控因子,对于平流层的环流影响自然不言而喻。研究表明QBO东西风位相转变时期, R波波动以及能量交换均十分强烈,容易引发SSW事件的发生;另外,2012年盛夏发生的ENSO暖事件,通过行星波波列的传播激发异常R波的西传,亦容易引发SSW的发生。在这样的大气背景之下,20131月初发生了举世瞩目的Major SSW事件。

1212月中旬起,对流层不断有R波信号通过波包形式上传,平流层接收波包转换而来的内能,并开始有小幅增温出现,地点位于中亚地区并逐渐向西伯利亚传递。与往次SSW不同的是,本次SSW事件中R波波包到达10hPa层面便开始破裂,平流层爆发性增暖于20131月第1候正式发生,地点位于泰梅尔半岛,过程增温幅度接近40℃;极夜急流很快被破坏,70hPa层面一度出现东风反转,标志着本次SSW事件已经达到Major级别,为20092Major SSW事件以来之最强。1月中旬以后,爆发性增暖才逐渐结束。

SSW爆发之后,异常R波铅直下传,很快进入对流层,引起大气环流的剧烈变动,乃至东亚、北美、西欧等地都出现了异常的天气过程。尽管SSW信号到达对流层时已出现较大衰减,然而信号自下传至结束,依然维持了45天的时间,直至3月上旬才完全消失。SSW事件对于1-2月大气环流的具体影响将在第二、三部分讨论。

值得注意的是,SSW爆发过后平流层又有强烈的冷信号被激发,冷中心强度已经超过历史极值,这也是造成3-4月我国大部分地区偏冷的一大因素所在。

图24 2012年12月17日-24日北极极地EP通量

图片:24.gif


 
图25 北半球2013年1月2-6日10hPa层面温度距平
 

图片:25.gif


图26 2013年1-2月极地温度高度-时间剖面

图片:26.gif


 
图27 冬半年北半球极地10hPa温度序列
 

图片:27.gif



[f·p·p·g.于2013-07-04 10:31编辑了帖子]
回复(0) 喜欢(1)     评分
f·p·p·g.
论坛版主-副热带高压
论坛版主-副热带高压
  • 注册日期2011-05-01
  • 最后登录2018-07-22
  • 粉丝140
  • 关注39
  • 发帖数2283
  • 来自
2楼#
发布于:2013-06-09 09:45
二.北半球重要天气系统综述






极涡
影响因子:
1.       北极海冰较气候平均值偏少明显,融冰释放大量潜热
2.       北半球中高纬度陆面积雪偏多,我国北方积雪情况为西少东多
3.       PDO以及NAO负位相,各异常脊偏强明显
4.       一月上旬的平流层爆发性增暖(SSW)事件

不得不说,漫长的六个月里,北极极涡的变幻莫测还是给我们带来了许多意外与惊喜。

事实上冬半年的前两个月里,北半球极涡的分布与强度并没有什么出彩的地方,无论是分布与强度方面,都与气候平均值相仿,呈偶极分布于东西半球两端,分居于泰梅尔半岛与巴芬岛上空。与众不同的是由于极圈之内极高建立频繁,加之北太平洋中部、北大西洋都有异常强盛的脊位存在,201211-12月期间的北半球极涡位置较气候平均值偏南甚多,而且面积偏大。北美、北亚都呈现经典的倒Ω流型,这正是我国前冬严重偏冷的主因。

时间进入13年,一月上旬的SSW事件,通过R波频散作用,信号逐渐从平流层下传至对流层,由此引发了北极极涡的剧烈变动与震荡。由于增温首先爆发于泰梅尔半岛一带,先前这里原有的强盛极涡势力很快被削弱,同时,SSW信号激发的异常波列帮助了巴尔喀什湖长波脊的建立,很快北亚极涡向东侧回旋,整个1-2月几乎维持于上扬斯克到白令海一带,中心位势甚至高于5100gpm,在隆冬腊月中实属罕见。3-4月期间随着SSW信号的结束,北半球各长波的波列异常才开始逐渐恢复,此时北亚极涡响应中高纬度的积雪分布,中心位置建立在远东至鄂霍次克海一带,强度偏弱。不过,极圈之内的极高依然没有停止它的活跃,整个冬半年期间极高屡次在极圈以内长时间建立,对应北半球极涡的多极分布以及各极涡的南压。

纵观整个冬半年,极涡的强度相对偏弱,然而在下垫面异常之下呈现出了偏南、面积偏大的格局,这对我国今冬北方的偏冷有着重要的影响。

图28 2012年11-12月(左)、2013年1-2月(右)北半球500hPa位势高度场及距平

图片:28.gif


 
图29 北半球极涡面积指数(上),欧亚纬向(中)、欧亚经向(下)环流指数序列
 

图片:30.gif


 
东亚大槽
影响因子:
1.       ENSO暖事件对中高纬度驻波的遥相关控制
2.       低纬度暖水集中分布于孟加拉湾至西北太平洋洋面
3.       鄂霍次克海及巴伦支海海冰偏少
4.       我国东北至远东一带积雪偏多
5.       PDO冷相位影响下,洋中阻脊建立频繁
研究表明ENSO暖事件通过K波的东传激发异常R波后,对东亚的中高纬度环流形势也有一定的影响,最突出的正相关中心位于中亚一带。因此在2012ENSO暖事件的背景下,冬半年期间乌山至巴湖地区有暖性宽脊持续存在,暗示了东亚大槽的偏东偏弱。然而遥相关信号传到高纬度时已经十分微弱,因此今年冬半年除了1-2月以外,东亚大槽均响应海冰分布、前冬积雪、SSTA外强迫等所带来的影响,与气候正常值相比要偏西许多。同时,由于陆面积雪严重偏多,加之孟加拉湾至西北太平洋暖池一带的SSTA正值分布拉大极赤梯度,事实上整个冬天里的东亚大槽强度是相对偏强的。

11-12月期间东亚大槽的交替变更具有一定的周期性,这是海冰异常,AO负相位带来的必然结果。另外这段时间里北亚上游的乌拉尔山一带长波槽脊更迭频繁,对东亚大槽的活跃与更替都有一定的促进作用。东北地区积雪偏多,冷源势力深厚,加深了正在发展中的东亚大槽,因此在这段时间内我国出现了多次过程性的寒潮天气。

131月开始北半球驻波开始发生明显变化,由先前的偏西转为明显偏东。这段时间内尽管AO处于强负值状态,极地内极高建立频繁,然而稳定的巴湖脊断送了东亚大槽在我国东部重新建立的机会。这段时间内东亚大槽偏东而且稳定,其更迭主要来自于新地岛的不稳定小槽在东亚的加深,一直到4月末都是如此。因此20131-4月我国没有出现大范围的、过程性的冷空气。唯有东北地区,在3-4月东亚大槽略向西调整后,开始呈现偏冷的格局,气温比常年平均值偏低1-2左右。

纵观整个冬半年,东亚大槽在各个时段内的特征具有比较大的不确定性,由11-12月的偏西转为1-2月的偏东再回归正常。不过强度方面一直维持正常略偏强的水平,且位置比常年略微偏深。

图30 东亚大槽位置序列


图片:29.PNG


 
东北季风
影响因子:
1.       ENSO暖事件的大气遥相关影响
2.       极涡的偏南与东亚大槽的偏强
3.       QBO处于东风相位
4.       一月上旬的SSW激发的异常R

身处季风环流之中的东亚地区是世界上最主要的季风区之一,冬半年与夏半年分别受性质不同的不同风向季风控制。冬半年期间西伯利亚高压横跨亚洲中东部,中国大部分地区顺理成章地被东北季风控制。东北季风既是冬季影响中国最重要的低层天气系统之一,更是气候分析中的重要一环,有研究称东北季风与ENSO有相互制约的作用,拉尼娜次年东北季风偏强,厄尔尼诺次年反之。今冬东北季风的强度恰好与2011年的拉尼娜事件相对应,整个冬半年期间冬季风偏强,我国大部降水量较常年平均值均有不同程度的偏少。另外,偏南的极涡以及偏强的东亚大槽,对亚洲冬季风的加强也是一个利好。

此外,一月上旬的平流层爆发性增暖事件,通过激发异常R波信号影响对流层,削弱东北季风的强度。监测数据表明131-2月冬季风确实有明显的减弱迹象。而像1212月以及133-4月,我国大部分地区经向风距平则以负距平为主,显示东亚大槽的强势与东北季风的偏强。总体而言,整个冬半年期间东北季风强度较往年偏强,但是1-2月较往年偏弱,我国降水量整体而言处于偏少状态。

需要指出的是东北季风对于降水量的影响并不是绝对,我国冬半年的降水量依然受到其它气候因子的调控。另外,偏强的东北季风流有利于低纬度冷涌的产生,从而助长南海-菲东地区热带气旋的形成与加强。1225悟空、1301清松、1302珊珊在生命过程中都如出一辙地受到东北季风的支援而发展壮大,这将在下文中有详细叙述。

图31 110E-120E平均纬向风(上)及距平(下)时间-纬度剖面

图片:32.gif


 
南支槽
影响因子:
1.       冬半年里IOD指数由前期的正值转入弱负值
2.       热带印度洋全区一致海温模态IOBW)处于正值模态,印度洋海温偏高
3.       图兰积雪较气候平均值偏少
4.       20131月起巴湖转为脊位控制

冬半年时节我国中东部地区的降水来源乏善可陈,其中一个重要的因子就是南支槽前的偏南气流输送,因此南支槽的位置与强度,对于我国冬半年的降水情况有十分关键的影响。

201211-12月,印缅地区响应IOD正位相的反馈,与气候平均值相仿地如期在印缅一带建立,并随着时间推移逐渐向云贵高原东推。这段时间内的印缅槽虽不甚强盛,但十分稳定,加之孟加拉湾至南海一带海温偏高,水汽充足,因此这段时间内的南支分布十分有利于我国中东部的持续性大范围降雨降雪活动。另外需要注意的是持续稳定的印缅槽,当与北侧发展中的长波槽同时出现的时候容易引起同相叠加的效应,对冷空气的加强以及南下也十分关键。在其作用下,11-12月期间的东亚大槽,路经贝湖一带的时候都出现了不同程度的加深,从而导致了前冬冷空气的频繁发生。

1月之后中高纬度环流开始发生剧变,SSW信号下传在中高纬度激发异常波列。不过受热力作用支配为主的南支槽并不受异常波列的控制,在131月依然以印缅槽区为主。然而此时IOD已经从先前的偶极事件转变为正常模态并有逐渐转负的趋势,对应孟加拉湾SSTA偏高,激发异常反气旋环流;同时中高纬度的异常波列激发了异常中亚脊的存在,与南支槽反相叠加;另外图兰积雪的偏少状况,逐渐在南支槽的更迭中有所体现。

2月开始印缅槽已经不复存在,印缅地区转而受脊位控制,南支槽区主要出现在阿拉伯海或者印度半岛一带,这样的状态一直维持到4月末,暗示着稳定长时间的降水在我国出现的可能性已经颇小。132月到4月的南支活动基本上都为短期性的,它们往往都有相同的特征,即由上游的温度平流异常通过频散效应增强印缅南支槽,随后南支槽又受上游槽脊的推动快速东移,如此一次一次地完成我国的强降水过程。

纵观整个冬半年,南支槽强度偏弱。前冬有较为稳定的印缅槽建立,后冬的南支活动则具有短期性,更替频率较大且多波次。然而冬半年里的南支活动往往携带充足水汽,这对于我国中东部地区的降水有重要的作用。
 
图32 印缅槽指数序列

图片:31.gif


 
副热带高压

影响因子:
1.       2012年夏厄尔尼诺事件对中高纬度大气的滞后影响
2.       南海-菲律宾以东洋面海温偏高明显
3.       东亚大槽强度正常略偏强
4.       AO负位相,北半球经向活动较强
5.       PDO维持冷位相,洋中脊强盛
6.       平流层反馈QBO东风位相信号
7.       一月上旬的平流层爆发性增暖(SSW)事件

谈完了中高纬度的环流形势,我们把目光放到低纬度。低纬度环流形势的主力力量,无过于行星风带中的副热带高压;与此同时,副热带高压的强度、位置等,也受到高纬度环流与赤道辐合带的操控。

进入冬半年,副热带高压的状态已很好地响应ENSO的遥相关,强度颇强,面积偏大,这是ENSO暖事件发生后3-6个月哈德莱环流增强的显著迹象。另外, PDO冷位相时期洋中脊强盛,远洋副高经常与之叠加而加强自身势力,多方面因素造就了厄尔尼诺滞后状态下今年冬半年的强盛副高。前冬时节,稳定强盛的副热带高压,配合南支槽给我国中东部带来异常偏多的降水。

时间步入1月,随着SSW波列的下传,东亚地区长波更迭明显,由先前的两脊一槽形势转变为两槽一脊。动力场的急剧转变铸就了131-2月副热带高压的辉煌,此时的副热带高压尽管偏强但是脊线偏北明显,比常年均值甚至偏高5N左右,甚至一度控制南海北部,给我国中南部地区带来了异常暖热的天气。3月开始随着SSW波列下传结束,东亚驻波逐渐归位,副高也开始回到11-12月的状态。不过此时的中高纬度大气已经渐渐开始响应ENSO冷事件,4月开始副高又渐渐有北抬的迹象。

冬半年期间,南海-菲律宾以东洋面,包括北印度洋,均维持较高的海温水平。高SST有利于异常反气旋环流的建立,因此冬半年期间副热带高压的西脊点也较往年明显偏西。不过AO负位相年代,东亚经向活动强烈,加之略微偏强的东亚大槽的大脊,事实上今年冬半年副热带高压的西进与东退过程比较明显,冬半年期间的副高变动呈现周期性而非稳定性。这也是今年我国中东部雨雪活动呈周期性的另一主要原因。

纵观整个冬半年,副热带高压强度偏强,面积偏大,西脊点偏西;脊线位置整体偏南,但1-2月严重偏北;冬半年期间,副热带高压的活动具有周期性。

图33 冬半年西北太平洋低纬度地区500hPa位势高度距平

图片:33.png


图34 西北太平洋副热带高压面积指数(A)、强度指数(B)、脊线位置(C)、西伸脊点(D)序列
 

图片:34.gif



图35 115E-145E平均500hPa副高脊线位置变化(虚线为气候平均值)

图片:pmsubt2013051.gif


热带辐合带与台风活动
影响因子:
1.       冬半年期间ENSO状态未发生重大异常,由偏弱的暖位相转为偏弱的冷位相
2.       北印-南海一带海温偏高,MJO易在此片海域发生锁相
3.       副热带高压偏强偏南
4.       南太平洋热带气旋活跃较不频繁
5.       东北季风较气候平均值偏强

随着热带辐合带主轴南移至南半球,冬半年是西北太平洋热带气旋活动较为沉寂的季节。不过冬半年期间热带气旋的活动并不缺乏亮点,很大程度归因于ENSO暖事件对热带大气的滞后影响。

另外,印度洋至南海一带偏高的海温,有利于MJO在此区域内锁相,加强这一带的赤道西风,从而增加热带气旋活动的可能性。冬半年期间MJO湿区在这一带共发生了4次明显的锁相,锁相期间热带辐合带均异常地重新回归北半球,从中一共诞生了4个西北太平洋热带气旋,在12-2月的历史中实属罕见。

然而在厄尔尼诺对海气的滞后影响之下,副热带高压强度偏强,这就致使冬半年期间低纬度地区偏东风加强,纬向风距平以东风距平为主。强大的副热带高压将热带辐合带抑制在低纬度,冬半年的4个热带气旋均在10N甚至更南的纬度下西行,1224宝霞更是成为了有记录以来纬度最低的五级台风。南太平洋缺少热带系统活动,赤道西风在东传的过程中往往到了远洋就逐渐夭折,因此冬半年内的西北太平洋扰动胚胎往往诞生于远洋,却只能在菲律宾以东洋面,接受东北季风的冷涌激发对流以及菲律宾群岛的地形抬升后,建立核心热柱方能得到发展。当然偏强的东北季风,在热带气旋进入南海之后,往往就转变成为了热带气旋的杀.手,1225悟空、1301清松、1302珊珊均消散于隆冬南海的强东北季风之中。

3月过后,低纬度开始响应ENSO冷事件的信号。ITCZ由信风槽模式转变为依靠跨赤道西南风支援的准季风槽模式。同时副高维持强势,赤道西风势力则已经转为偏弱,这一时间段内热带辐合带完全回归南半球,西北太平洋地区亦鲜有热带气旋活动。期间曾经有过数个台风胚胎,但大多数因为强势的副高而夭折。20133-4月是冬半年中热带辐合带最为惨淡的季节。

纵观整个冬半年,北半球热带辐合带偶有建立,且以信风槽模式为主,强度颇强但是活跃的纬度略微偏南;热带气旋活跃频繁,特征为持续低纬西行横过菲律宾群岛,强度大体偏弱。3月之后,热带辐合带不活跃,热带气旋活动趋于停止。

图36 2012年12月-2013年2月MJO相位运行

图片:35.PNG


图37 2013年1月5日西北太平洋低纬度洋面云图(红虚线为ITCZ轴线)

图片:36.png




★冬半年重要热带气旋活动简要回顾

1224号超强台风宝霞

宝霞是2012年西北太平洋上的第24个台风,奇迹与精彩几乎可以囊括它的一生。JTWC在最佳路径中给予其150kts的强度评价,已经从一个角度反映出宝霞的神奇所在,当然宝霞的奇迹并不仅仅在于此。

与大多数冬季台风的出身类似,宝霞的前身来源于东传赤道西风进入信风槽后孕育的扰动,南太平洋的气旋活动直接加强赤道西风的东传力度,与此同时北半球又有东北信风流涌入,辐合抬升之下宝霞顺势生成,经典的赤道槽台风模式。然而厄尔尼诺后期肥胖臃肿的副高并不给宝霞自由发展的机会,宝霞的初始生成纬度4.1N2001年以来台风生成纬度之最低,科氏力参数不足导致正涡区不集中,生命初期宝霞在赤道槽中多次出现涡度分散、结构重整等状态,维持热带风暴左右的强度。

1128日以后赤道西风随着南半球气旋并入西风槽而减弱殆尽,宝霞的主体结构逐渐从赤道槽中脱颖而出。此时宝霞开始接受副热带高压的直接引导开始快速西行,北侧流入通道严重匮乏的同时,热带洋面上亦缺乏MJO波能等相应的辐合来源,宝霞环流急剧缩小。肥胖的副高只留给了宝霞狭隘的生存空间,然而低纬度充足的海水热焓以及宝霞附近中尺度热带云簇的发展已足以为宝霞提供增强的条件。宝霞于1130日下半夜起开始急剧爆发,核心区环流的强烈内缩使宝霞开出直径不足15km的漏斗状针眼。121日早晨JTWC提升宝霞强度至115kts,宝霞是自1970Kate台风以来纬度最低的四级台风。

极涡南侧维持的稳定宽槽给了副热带高压西伸稳定的机会,宝霞小巧的环流亦无力挤压头顶的副高,致使部分机构预测的转向路径失准。副高南缘的宝霞继续持续稳定地西行,经过短暂的结构调整以及眼壁置换之后迎来生命过程中的真正巅峰,可惜离东亚大槽尚有一段距离的宝霞只能通过自身的艾克曼抽吸清空眼内积云,风眼无法完全打开也使得宝霞无法得到更强的强度评价。当然150kts的强度在茫茫风史中已经闪耀无比,宝霞于7.4N达到五级台风强度更使它成为有记录以来纬度最低的五级台风。

宝霞以近巅峰强度于124日清晨登陆棉兰老岛,缔造了宝霞的另外一个纪录:宝霞是有记载以来登陆棉兰老岛的最强台风,棉兰老岛继2011年强热带风暴天鹰之后再次遭受重创,逾2000人在狂风暴雨中牺牲,经济损失不计其数。据此西北太平洋台风委员会已于20132月将“宝霞”这个名字从台风命名表中除去,宝霞携带着1224的国际编号从此铭刻在历史长河中。

棉兰老岛中部山脉对宝霞垂直环流的破坏极其严重,出海后宝霞的中心结构已大不如前。幸运的是此时北方强冷空气的爆发恰如其分,高空大槽的东移迫使副高东退,宝霞移入副高西脊点后又依托强烈冷涌爆发对流建立核心云塔,127日夜晚宝霞在副热带急流前迎来生命的最后辉煌,清晰的风眼以及小巧紧凑的结构使JTWC重新给予其115kts的评价,宝霞是历史上南海12月唯一的一个四级台风。宛如流星划过天际,随后的24个小时里宝霞在西风急流的强风切变中快速减弱,至9日已经完全沦为一个热带低压,低层中心被东北季风推至南海中部,一代传奇从此陨落。

图38 1224宝霞生命期unisys路径图

图片:37.gif



图39 11月24日西北太平洋远洋IR云图,此时的宝霞胚胎已经形成

图片:37.png



图40 12月4日凌晨宝霞IR特写云图,此时的宝霞达到巅峰强度150kts。宝霞随后登陆棉兰老岛。

图片:38.png



图41 12月7日傍晚南海VIS云图,数小时后宝霞加强至115kts

图片:39.png


 
2012年末-20122月的热带气旋活动

201212月下旬起至20132月下旬,两个月的时间里一共有3个台风在西北太平洋洋面活动。三个台风具有如出一辙的特征:它们的前身都来源于赤道西风东传诱发的赤道槽扰动,低纬西行进入菲律宾群岛建立核心热柱,又受东北季风带来的南海冷涌激发对流,最后接受底层东北季风引导被推入南海南部消散。三个台风的连续活动,标志着2012年中厄尔尼诺事件对低纬度海气耦合反馈达到最高峰。

1225悟空是2012年的最后一个台风,其诞生可以追根溯源至12月中旬后期的南太平洋的气旋活动,带动赤道西风东传配合低层东北信风建立赤道低压槽,与宝霞如出一辙的扰动模式重新发生在半个月后的西北太平洋洋面上。可惜强盛的带状副高使得悟空无法达到宝霞的高度,悟空的扰动胚胎快速西移,直至菲律宾以东洋面才获得组织结构的契机。强冷爆发激发冷涌直接帮助了悟空的诞生,随后悟空横行穿过菲律宾群岛,进入南海之后不久便被东北季风推至泰国湾汇入赤道槽中,平淡一生。

悟空的活动在不经意间增进了赤道西风的东传,此时又恰逢MJO波峰抵达西北太平洋,就此西北太平洋于2013年伊始迎来了第一次赤道西风爆发,强盛的赤道西风几乎横贯西北太平洋,于是1月初ITCZ主轴北抬至北半球,清松从中诞生。与悟空不同的是清松活跃期间东亚地区并无强冷空气活动,清松在南海洋面上活跃了逾5天的时间并达到45kts的巅峰,生命全期均受南高南缘偏东风的切离导致核心云塔无法在低层中心周围构建,最终清松并入赤道西风涌流登陆加里曼丹岛。清松是12年末至132月的三个台风中强度最强的台风。值得一提的是,同一波赤道西风中诞生了其它的热带扰动,但是在副高南侧均没能获得发展。

清松过后西北太平洋沉寂了接近40天的时间。恰逢以40天为周期的MJO重新到来,西北太平洋迎来冬半年期间第二度赤道西风爆发,赤道槽中诞生的又一扰动移经棉兰老岛时增强为热带低压,JTWC给予其02W的编号。热带低压入海后发生了一次显著的的中心负变压调整,此时JTWC对其发布FWJMA却在无任何征兆的情况下将热带低压的新中心直接命名为珊珊,2013年的第2个西北太平洋台风就此诞生。随后的一天里珊珊中心附近的对流便被高空东风切离得支离破碎,与清松如出一辙地并入赤道西风中登陆加里曼丹岛,结束了短暂的一生。

需要指出的是,珊珊的形成对赤道西风的东传亦有推进作用,而赤道西风在东传过程中带动的暖性K波东传,2013年初的ENSO冷事件随后走向结束。
 
图42 1225悟空(上)、1301清松(中)、1302珊珊(下)生命期路径图

图片:40.png


 
图43 1225悟空巅峰期云图

图片:41.png



图44 1301清松巅峰期云图

图片:42.png


 
图45 1302珊珊巅峰期云图

图片:43.png

[f·p·p·g.于2013-07-04 10:50编辑了帖子]
回复(0) 喜欢(0)     评分
f·p·p·g.
论坛版主-副热带高压
论坛版主-副热带高压
  • 注册日期2011-05-01
  • 最后登录2018-07-22
  • 粉丝140
  • 关注39
  • 发帖数2283
  • 来自
3楼#
发布于:2013-06-09 09:45
三.冬半年环流分时段回顾



201211-12

对于我国而言,“严寒”二字,或许是对前冬时节天气特征的最好概括。


11月伊始,北半球夏冬环流的季节转换已经接近尾声。极夜强烈的辐射降温下,北极圈内冷源不断酝酿,强大稳定的极涡在极地附近盘旋,中心位势已在5050gpm以下,南侧对应北半球中高纬度的四个稳定槽区,其中东亚大槽已在130E附近建立完善。直至1115日的这段时间里,北半球环流大体为纬向型,AO维持正位相,中高纬度槽脊波动不甚剧烈。影响我国的冷空气,多数由极涡在新地岛南侧分裂的小槽发展而来,振幅较小因此降温区域多在北方。值得注意的是强大的副热带高压和稳定的印缅南支槽为我国的降水提供了低空水汽条件,在此期间我国出现了数波大范围雨雪天气,其中以114日北方的强降雪最为剧烈。

中高纬度槽脊波列与海洋的热交换不断进行,同时北半球驻波开始响应海冰、积雪、SSTA等下垫面异常。1110日开始泰梅尔半岛一带出现了冬半年第一次极高活动过程,阻塞信号传至北太平洋后随即引发了洋中脊的剧烈加深,与此同时北大西洋脊着手建立。114候开始极涡由绕极型转变为偶极型,宣告了成熟冬季环流的正式到来。北半球双脊挟持两极涡,在北亚及北美建立起倒Ω环流,我国转入偏冷的天气格局,第一次全国范围的冷空气过程出现在1123日。后期北大西洋暖脊加深发展,诱发极高建立的同时通过上下游频散效应增强环流的经向度,AO也因此大幅走低。

11月下旬赤道西风传入西北太平洋,由此诞生了1224号超强台风宝霞,经过逾15天的生命周期后最终消失于南海北部的副热带急流轴中。宝霞的活动拉大了极赤之间的经向梯度,并通过行星波能量引发西风槽脊的涛动,从一定程度上加剧了我国前冬的偏冷。

步入12月,在经向调整中乌拉尔山脊位逐渐建立。至此北半球三槽三脊的冬季驻波模式成型,位置偏西,强度偏强。北亚的倒Ω环流进一步缩小为由乌脊和鄂脊挟持的,极涡位于泰梅尔半岛一带的倒Ω型环流模态。乌脊的存在有利于贝加尔湖一带横槽的建立,而一旦乌脊崩溃,酝酿已久的冷堆便在脊前偏北风的引导下一泻千里,从而给我国带来寒潮天气。12月末,我国共出现了四波由横槽转竖引发的强冷空气(含寒潮)过程。其中以1221-24日的寒潮影响范围最广,1229-30日的寒潮降温最为剧烈。每两波冷空气之间,囿于东移的长波脊与副高的相互叠加,往往是我国的短暂回暖过程。回暖时间虽短升温却极剧烈,华南部分站点在12月中旬一度回暖至30℃以上,从一定程度上反映出11-12月东亚地区经向活动的剧烈。

尽管如此,201211-12月,我国大部分地区依然较气候平均值明显偏冷。国家气候中心(NCC)的数据显示,115-126候,我国平均气温-3.8℃,较常年同期偏冷1.3℃,为近28年来的低温极值;北京12月的平均气温低达-6.4℃,创1951年以来的纪录。同时,由于印缅槽强盛以及副热带高压偏强,我国前冬的湿冷天气特征明显。11月下旬以来,全国平均降水量为29.0毫米,较常年同期(14.9毫米)偏多近1倍;北方大部分地区降雪天数在3天以上,而华南则维持阴雨寡照的天气。

图片:44.png



图片:45.png



图片:49.gif




图片:46.gif


图片:47.gif


 
20131-2

1月上旬北半球发生的major SSW事件,几乎左右了整个1-2月的北半球环流。SSW的具体过程在第一部分已有相关介绍,这里不再进行赘述。

SSW爆发于泰梅尔半岛上空,破坏了这一区域正常的极夜辐射冷却降温,从而造成泰梅尔半岛一带冷源的大规模分流,极涡相对应地在远东一带重新建立,相比SSW爆发前足足东移了近40个经度。极涡位置的变换随即引发南侧驻波的调整,东亚大槽的位置从我国沿岸一直东移到鄂霍次克海一带,其他超长波的位置亦随之东移。事实上,在SSW信号下传的影响之下,北半球1月驻波严重偏东。

从能量收支的角度上看,SSW爆发实际上是平流层底R波波包破裂,异常R波信号下传的过程。这是SSW对对流层的另一个深远影响,激发异常波列导致中高纬度环流出现异常,其中在亚洲最明显的体现是巴湖暖脊的建立。1月中旬开始,我国除东北以外的大部分地区均开始受稳定的巴湖暖脊控制,脊后强烈的辐射升温叠加副高对我国的加热作用明显,整个1月我国大部均偏暖;同时,冷源的东推造成极涡的位移。蒙古-西伯利亚一带缺乏冷平流,不利于冷空气的堆积与南下,也从另一个方面促成了我国的偏暖。

而这样的“偏暖”在我国南北方表现为截然不同的两种形式:由于南支槽浅化东移,而副高加强西伸,因此在暖脊后部南方大部分地区为晴朗干燥的天气,降水量较常年同期偏少明显;另一方面,稳定的环流配合空气污染,给北方带来了前所未有的雾霾天气。由于缺乏冷空气的影响,北方的雾霾天气几乎贯穿整个1月始末。

此时的极地依然维持着一副混乱不堪的局面,SSW的爆发加剧了海冰偏少状态下北极热力场的失衡,整个1月里极高都在极圈里稳定徘徊,阻碍了冷源的重组发展。直到1月下旬北半球环流才稍微出现转机,冷源在回流新地岛的过程中持续酝酿,新极涡逐渐在巴伦支海重新建立且势力颇强;极高并入洋中脊,数日后洋中脊又浅化东移,极圈内冷源得以重新汇集,并发生重大调整,其中北亚极涡在上扬斯克一带重新建立,揭开了2月环流的序幕。这段时间里,AO短暂回归正值,可谓北半球环流的一段短暂的喘息时间。

上扬斯克极涡的建立为冷空气的酝酿重新准备了条件,然而由于缺乏深厚的长波脊帮助冷空气南下,这段时间里的冷空气过程,大多数为极涡南侧的旋转槽所带来,降温过程主要出现在北方,有效的缓解了北方持续已久的雾霾天气。其中24-10日的寒潮,由于温压场配合恰到好处,加之南支槽同相叠加,其南下程度较深,江南华南亦出现了雨雪天气过程。

SSW的信号下传逐渐结束,与此同时平流层又有冷信号激发,北半球环流从2月开始逐渐回归正常态,冷源势力也较1月偏强。但此时的大气环流开始逐渐相应前冬期的陆面积雪,二月份驻波向西略微调整,在我国北方表现为西脊东槽的模态:华北至东北一带,在极涡南侧宽槽的控制下略微偏冷;西北至中原一带,处于脊位末端则暖热异常;华南一带由于较少受到南下冷空气的影响,亦较为偏热,且在不活跃南支槽的支配下降水偏少,出现的回南天次数亦比往年偏少。这样的天气模式贯穿了整个2月中下旬。由于槽脊稳定,经向波动小,因此总体而言,1-2月期间,我国在稳定槽脊的控制之下,呈现纬向环流状态,气温比常年平均值偏高明显,仅有5次冷空气过程,可谓一个真正意义上的暖冬。

值得一提的是,间歇性的赤道西风活动以及偏强的东北季风,对于热带气旋的活跃是有利因素。201212月末至20132月,共有3个热带气旋在菲律宾群岛及南海海面活动。
 

图片:50.png


 

图片:51.png


 

图片:52.gif


 

图片:53.gif


 

图片:54.gif


 
20133-4

3月初的东亚环流承接了2月的固有模式,我国上空依然维持东槽西脊的波列模态,各长波位置均较二月有所西移,我国冬冷西暖的天气特征直至4月末依旧没有明显改观。北半球环流于2月末3月初发生了较为显著的调整,主极涡重新建立于泰梅尔半岛一带,南侧东移的不稳定小槽,往往在东北异常槽位处获得加强,从而采取东路冷空气路径影响我国中东部沿海,是我国这段时间内冷空气的主要形式。

1月上旬SSW下传的异常波列能量频散趋于结束,平流层强烈冷信号的激发反馈至对流层,同时下垫面冰雪状况亦有利于冷源强度的加强,因此3月上半月我国不乏程度强烈的冷空气,39-10日中东部的强冷空气达到寒潮标准;与此同时每一支不稳定小槽的东移,往往都伴随着巴湖长波脊被东推入海的过程,脊前辐射升温以及锋前增温效应共同造成了冷空气来到之前部分地区的剧烈升温,偶尔伴随有沙尘天气。至3月第3候,我国东部地区均处在这样一种剧烈冷暖交替的环流之中。

三四月份是北半球冬夏环流转换的关键时段。然而今年的冬夏换季明显比往年偏晚,一个重要的因素可能是平流层换季暖信号迟迟未能激发,极地平流层直至3月中旬才激发出增暖信号。3月第4候北大西洋脊响应增暖信号强烈北探伸入极地,与原极高发生合并从而扰乱了北半球环流的大局,极涡由偏心型转化为多极型。伴随AO跌至冬半年最低值-5.7,标志着北半球中高纬度再次迎来强烈的经向振荡;同时冷源势力在逐堆分流的过程中亦大幅减弱,揭开了冬夏环流转换的序幕。

东亚地区的残余冷堆威力尚存,逐渐演化为中高层的东北冷涡,下垫面偏多的积雪不断辐射冷却给予了东北冷涡长久维持和强度颇强的机会,进一步加剧了后冬我国东部的偏冷。东北冷涡后部对应近地面层偏北风,携带大陆冷气团南下,不利于我国南方的降水。

3月第4候的强烈经向振荡亦引发了我国上游里海地区的南支波动,强烈的南支槽脊波列东移进入我国,携带暖湿空气给南方带来过程性降水。华南于328日正式入汛。然而由于底层东北季风偏强,印缅槽不稳定,45候之前华南的前汛期降水比气候平均值偏少明显,且呈过程性。

春分过后,太阳直射点越过赤道。海陆巨大的比热容差异令海陆热力性质开始出现明显转换。副热带急流于42候迎来第一次季节性北跳,位置比先前北5N左右,且强度已经大幅减弱。对应中高层面上等高线由密集转变为稀疏,极地冷源势力减弱明显,槽脊振幅已不及隆冬时剧烈,东亚大槽自43候起亦明显东移浅化。然而我国后冬冬冷西暖的天气格局依旧没有显著改变:4月第3候,北太平洋响应换季信号建立阻塞形势,恰好锁定上游我国东部的环流。四月中下旬共有4次明显且持续时间较长的东北冷涡活动,维持了东部沿海地区的偏冷局面;西北及中原一带则继续受巴湖暖脊控制,辐射升温作用下部分地区已经达到入夏标准。

冬夏环流的转换继续有条不紊地进行。青藏高原的热力性质由冬季的冷源逐渐转变为夏季的热源,南北温度梯度减小削弱了高原南侧的南支西风,南支槽活动趋于不明显。近地面层,印度半岛热低压初步建立,东侧浅薄偏南风涌入南海,配合西伸的副高加强了南方的降水。重要的分水岭出现在45候。从此之后华南前汛期降水由偏少转为偏多,标志着华南地区夏季环流的正式到来。

ENSO早自3月便回归正常态。3-4月份,低纬度逐渐开始反馈年初的ENSO冷事件,ITCZ由信风槽模式逐渐转变为准季风槽模式,南海至菲东时有热带扰动活跃,然而均被厄尔尼诺次年的强大副高压制,并无台风生成。

图片:55.png


 

图片:56.png


图片:57.gif


 
 

图片:58.gif


 

图片:59.gif


 

图片:60.gif


 
(全文完)
[f·p·p·g.于2013-06-09 10:47编辑了帖子]
回复(0) 喜欢(2)     评分
1808920116
强热带风暴
强热带风暴
  • 注册日期2012-04-30
  • 最后登录2017-01-09
  • 粉丝27
  • 关注2
  • 发帖数831
  • 来自
4楼#
发布于:2013-06-12 13:22
简单概括一下 11月首先是冷堆形成并在极高作用下堆积在远东高纬一带 随后在PLA和NAO负值的影响下,北太和北大西洋的阻塞发展,堆积形势逐步建立。12月,乌山阻塞建立后横槽转竖南下 这些冷空气成为影响此时我国气温的主要因素,在此打压之下我国大部分地区普遍气温偏低,其中东北地区由于处于西风急流出口处降温犹为明显。1月初,SSW爆发打破了极地原有的冷堆活动导致冷源偏南偏弱,从而拉开了13年初暖冬的续幕,随后巴湖脊提供的稳定条件下,华南整层气流比较稳定,有利于大气中凝结核的聚合发展,于是出现了持续全月的大雾天气,2月,冷源堆积在鄂海至日本海一带,随后中亚暖脊和图兰低涡建立,鄂海低涡旋转的过程中甩出的冷空气作为主要影响我国的冷空气,但冷源偏东,影响范围有限,此时段我国南方地区气温仍然处于一个偏高的状态。3至4月AO仍有一个大幅下探的过程,因此极地阻塞活动仍然频繁,东亚残余冷堆以东北冷涡的形式被切断在东北一带,我国东部地区基本上受冷涡后部西北气流控制 气温仍在处在一个偏低的状态
1条评分, 贡献值 +2
  • zhu
    贡献值 2
    优秀帖
    2013-06-13 16:52
这年头设置个签名挡都这么难。。。
回复(0) 喜欢(1)     评分(1)
游客

返回顶部