[doc] 南海及菲律宾地区异常加热对南亚环流的影响

[doc] 南海及菲律宾地区异常加热对南亚环流的影响 南海及菲律宾地区异常加热对南亚环流的 影响 第9卷第2期 1989年6月 气象科学 scIENTIAMETEOROLOGICASINICA 南海及菲律宾地区异常加热对 南亚环流的影响 江款奋 (京大学大气科?系) 提要 vO1.9NO.2 J1.1n.,1989 本文考虑南海及非律宾地区上空热源异常,琢朋P—溜占坐标系五层原始方程模式,进行 数值试验,结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,这种异常热源将使南亚环流发生显着变化.在异常图型上,这些变化主 要有;在该地上空出现加热时,对流层中低层我匡华南有气旋性辐合带,我国大陆中部及日本 地区为反气旋环流控制.显然,这种环流对华南降7且有利.诊断 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 进一步指明,华南辐台带 的形成除与异常加热直接有关外,温度平流也有显着作用1日本和我国大陆中部反气旋环流的 形成是异常加热区域上升的空气在其北但j下下沉的结果. 一 ,言 近几年,有些人直接调查ENS0事件对t国夏季t候的影响[J],其中HUang和wu (1987)在调奄中指出,ENSO事件处于发展阶段,江淮流域出现多雨,而在其南部可出 现干旱(2).也有一些研究通过间接 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 讨论ENSO对巾国旱涝的影响,这些研究,有的认 为:在ENSO发展阶段,热带西太平洋ssT比正常j争,中国南海和菲律宾地区对流活动 弱,相反如热带西太半洋SST比正常暖}该地对流活动就强c3)尤其是Huang(1988)分析了 观测事实,并作了数值试验,指出这些地方的对流活动与东亚付高活动有密切关系,即中国 南海及菲律宾对流活动强(弱)时,付高位置偏北(偏南),江淮流域出现少雨(多雨), 我国华南地区可为多雨(少雨)(4]. 为进一步论证,本文考虑南海及菲律宾地区E空热源异常,取P—ro 混合坐标系五层原 始方程模式,进行数值试验,结果表明这种异常热源对南亚环流有着显着的影响. 二,模武 术文采用P—o混台坐标系五层摸式(5),该模式在大气中有五层,地面及海面以下还有 一 耦台层,以考虑地气相互作用.图l是五层模式的垂直结构图.可以看到,40GhPa以上 大气分为两层,用P(气压)作垂直坐标,每层厚度为200hPa~40Ohpa以下分为三层,上 1988年t0月29日收到,1989年元月7日收到修改稿 2期江敦春:南诲及非社宾地区异常加热对南亚 dT/dt=p[?+Bs+,.R+L(CL一 +Cc,E)]+D dq/dt=一cL—Cc+E+Dq aPO.ao aP/at一VaPV, P:?.0mb 149 l五层模式的垂直结构 (2) (3) (d) (5) 式中=号},?;,D,DT和D分踟是(风),T(温度)和q(比湿)的水l平和 垂直扩散项,e和en分别为太阳的短波辐射千『『长波摸式辐射所产生的加热或冷却率,C和 c.是大气中大尺度凝结和积云对流所产生-比湿变化率,E是液态或固态水蒸发所产生的 比湿增加率(模式中来孝想大气中的蒸发过程)PG是水平气压梯度力.方程组(除(4) 式外)也可用于400hPa以上的P坐标系及袋下层as坐标系,在P坐标系中应取?=P, P=l,在日坐标系中取a=aB,P=?PB.方程中其它符号如常用意义相同. 为简略,有关方程中的气压梯度力,涡妨扩散项和非绝热加热的计算式及其计算方法可 详见文献(5],此处不再重述 三,试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 整个试验分为正常加热试验(以下称正常试验)和异常加热试验(以下称异常试验). 正常试验是根据模式方程组,采.riiGCM6月平均纬向气流对有限区 域积分2O天,得到与环流 桕适应的非绝热加热,然后以此作为固定热源(不考虑大气的厦缋用),并以第20模式天的 输出作为初始场,运行模式五天,得到该热源下第五天!竹大气状况.异常试验是指把某种加热 (冷却)率加到南海及菲律宾区域上空的正常加热场上,同样以第20模式天的输出作初始 场,运行模式五天得到该热源强迫下的大气状况.比较上述的两种试验结果,直能看到热 T ? R一} 一 一 一 = a a / a 气象科学9卷 力对环流的影响. 异常加热(冷却)的位置是南海及菲律宾附近,其水平范围如图28所示的A区域(5.一 20.N,95一145.E)和B区域(5--15N,1lO一16O.N),加热的高度在模式2—4屡中的 一 层或几层,各层的加热强度如图2b所示,其中取模式第三层10N附近加热(冷却)率达 到3.K/天,其上下层的加热(冷却)率分别为1.5K/天和2.OK/天.这种加热状况是仿汤 明敏等对一次ITCZ过程计算的加热1),这次加热的特点.对流加热主要在模式第二层,而 不尺度凝结加热主要在模式等三,四层,这两种加热都十分明显.根据加热状况,本文除进 行正常试验(NM试验)外,还进行了如表所示的异常试验: 表异常加热试验 试验加热状况水平范围 lH23AI在模式 乱3屠上加热A区域 H23B在模式3层上加热B区域 H2A在模式第2层上加热A区域 H234A在模式2,3,4层上加热A区域 C234A在模式2,3,4屠上冷却A区域 四,正常试验 图2a是NM试验第三模式层中加热场,可以见到.在我国北部沿海到鲜朝半岛和孟加 拉湾北部地区为凝结加热区域,青藏高原的辐射冷却区,我国南海为1?/天的加热区,而菲 律宾为零度到一0.5?/天的冷却区域.~E3OOhPB等压面上(图略),除高原南侧为加热区域, 西北太平洋和北非均为冷却区域.在模式第五层,有两个明显的加热中心,分别位于亚洲 图:.非绝热加热(冷却)分布 …….一 a?模式第三层正常的非绝热加热(冷却) 注:1)扬明敏等,一ITCZ过程加热的计算与分析,特发表 2期江敦春t南海及非律宾地匿异常加热对南亚环流的影响 大陆和北非地区,中心强度为16.o.K/天. 在这样恒定的热力强迫下,我们做NM试验,运行” 模式五天,得到与同期多年平均主要环流类似的图型 (图略).即在3J0hPa上,有与南亚高压相应的暖性 反气旋(中心位于3J.N,75.E)}在西北太平洋上也 有与付热带高压相应的暖性眨气旋}日本以东有呈东北 西南向的冷性大槽}在南亚高压环流南侧位于15—2O.N 有一支东风急流,最大风速为7.1,7.7m/s,其北 侧在45.N为西风急流,最大风速为14.8m/s在 700hPa上,冤在印鏖大陆东诲串的低槽,移到盂加拉 湾[L加强j高原东侧我国沿海处于付高边缘的西南气流 151 ? i 之中.在85)hPa上,西北太平洋上有强大反旋环流j在j==凄皇==! 亚州大陆和北非尔侧有与加热中心相应的气旋性环流},L奎三=二/, 与加热场相应的索马里急流也很显着,最大风速为b?A,B区域各异常加热(冷却) 9.9m/s.就经圈环流说,在沿85—9O.E平均剖面上,高原南北侧各有一支热力环流圈,在 南侧5.N附近还一中心位于5OO一7OOhPa的季风环流圈(图略),在120.E附近均季风环流 仍强盛,其上升支位于25O一3u.N,下沉支在l0.N以南可到赤道(图3a). b 152气象科学9卷 上述的环流精,同初始场比较,发现它们的形势基本类似,这是因为环 流早已与热力 场相遥瘁.但由于作为匿定热源不响环流,所以积分l20小时的备层主要系统强度和位 置仍有明显的变化. d. a,NM试验下的经圈环流b,H23A试验下的经圈环流.. c,H2SA对丽试验下的经图异常环流一d,?234五对NM试验下的经圈异常环流. 图3沿】20.--125E剖面各试验下的经周环流和经圈异常环流. 五,异常试验 在下述的R个试验中,为了得到由南海获菲律宾射近热源异常Bj起?异常环流图型,我 们从热源异常试验下的要素场减去正常试验的相应扬,通过这些图型可以了解到异常热源对 环流灼影响. 1.H23A试验 图4a-一c是H23&~验下异常环流图.显然,在300hPa,由盂加拉湾到加热区域为强 盛的暖性反气旋(中心在i0.N,119.E咐近),青藏高原东侧的我国大陆为该环流延伸的 脊区J在这反气睫环流东西侧即伊朗和魏国东海岸:部为气旋性环流,日本及其以东地区 为厦气旋性环流}加热区域嚷性反气旋南侧5.--10.N有一显着的东风带,其最大风速为 2r9t汪鼓春;南海及节律宾地匮砰常加热对南亚环流的影响153 5.7m/s(图4a).在5:0hPafr1700hpa~,面上,我国大陆中部靶日本(包括日本以东)地 区为厦气瞧环流?(以5(J11a上的最为显着)J日本海到我同东海为一倒槽区域,我国 华南沿2O一25.N向东为强蝠台区域,辐合区域的南侧为一致的西南气流,最大风逊在 7J0hPaj2~Jj4.0m/s(图b--c). 同4a—cH23A试骑】2D小时下的异常环流 a,300BPab,500hPac,7OOhPa(断线为等风速线) 在温度异常圈上,由于』J『1热使加热区域丑度显着上升(在5’thPa上最大达到2.2?), 同时岜使加热区砖的四周尤其是我国华南到青藏高原东倒温度明显增高在500hpa上,华 南地区温度比正常情况下的高1.—1.6?(700hPa_k~:YJ1.0?),江淮流域比正常的高出 0?7,n-9?(703hPa上为,.3,].5?).这丧明,如在A区域上空出现加热,江谁流域这 种增暖现象,无疑会对这一时期的梅雨镣起到溅弱作用. 就经圈环流而论,85.I93.E平均的经圈环流与正常试验的基本桐同(图略),但在通 过异常加热区域的12.一一125.E剖面上平均的经圈环流(Nab),则与正常试验的环流 (/NSa)有很大差异,在(Nsb)中3}OhPa以下,有两个闭合环流蹬,其中L,--~5.--I{:.N附 154学 图5H23A试验下的异常温度场.细实线为500hPa温度线,断线为700hPa温度线. 近,另一在25.一3O.N附近j与图3a比较,季风环流圈明显缩小.把图3a同由加热引起的异 常经圈环流(图3c)联系起来看,出现如(图3b)的经圈环流,显然是由于A区域异常加热, 引起气流水平辐台,使得KM试验的季风环流低耳向北气流减弱,同时,由于异常加热在A 区域出现强烈上升运动,从而构成A区域及其南侧另一支热力环流. 2.H23B试验 假如在B区域对流层中上层加热,即作H23B试验,得到该试验下灼异常环流图型(图 略),圈型表明:南亚及西太平洋地区的环流形势与H23A~验的一致,其主要差别在于 300hPa上加热区域的暖性眨气旋和7~0hPa上我国华南沿2j.一25.N的辐台区随加热区域向 东向南扩展电随之移动.我国犬陆中部及日本地区,在500hPa和700hPa等压面上仍维持反气 旋环流. 3.H2A试验 如在A区域仪在模式第二层(即3OOhPa)上加热,作H2A试验,此时由异常环流图型 看到;300hPa上(图略),由孟加拉湾到加热区域有几个分裂的反气旋环流单体J700hPa 上(图6),我国大陆中部和日本地区仍是反气旋环流控制,丽我国华南的辐台带明显地 移到15.--20.N,且强度显着减弱,此时的辐台线仅为几个分裂的气旋性环流梅成.值得指 出,如把该试验作为对流加热试验,则异常环流图型中有些不如黄荣辉[43所给的显着,这 可能是由于这里的加热高度比较高,且加热率仅为它的1/3但是,异常环流形势仍基本类 似. 图6H2A试验下的r0OhPa上异常环流图. 4.H234A试验 如在A区域模式2,3,4屠上加热,此时异常环流将是怎样?该试验下 灼异常环流图型显 2江敦眷:南海及菲律宾地区异常加热对南亚环流的影响155 示出(图略),不论在流场上还是在温度场上的基本分布形势都与H23A试验的类似,其主 要茇别-.:由j’气拄加热增强,因而310h~a上孟加拉湾到加热区域的反气旋环流以及我国 大陆中部的脊都垃着增强,加热区域南侧的偏东气流最大达到6.7m/s~在53hPa和73~hPa 上,我国大陆中部和日本时近的反气旋环流也进一步增强华南地区的辐台带也更为显着在 温度场j二,此时7..hPa我国华南地区的温度较正常的偏离1.0—1.5?,江淮流域温度偏高 O.5—0.7?,沿l2’3.--125.E剖面上平均的异常经圈环壳,在加热区域北侧的下沉支更为明 显. 5.C284A试验 为作比较,在A医域模式2,3,4层』,为地冷却(其冷却率与H234A的加热率相同), 作C234A试验,此时异常环流图型表明.在300hPa上南亚地区为强大的气旋性环流(中心 在越南北部)北非和地中海地区系统变化微弱}在7j0hPa上(图7),华 南到冷却区域为 明显的反旋环流I高原东侧四川盆地为明显的气旋性环流.l,5.E以东30.一35.N北我围 六陆地区受西南气流彭响;13.一135.E日本诲到我国东海此时已为弱脊所代替.就经圈 图7,C234A试验下的700}Pa上异常环流图. 环流说,(图3d)显示出由于冷却『乍用,此时在A区域对流层中低层出现强烈的下沉辐散气流, 与H23’1A(或H23A)试验所得的结果(图3c)几乎相反.显然,此时的温度场反映出我 罔华南及江淮流域气温都比正常的低,这必将有利于南下的冷空气势力加强,江淮流域灼梅 雨锋活动也必将更为显着. 应当指出,C234A试验仅作为比较而做,所得结果也是为了比较,而不是实际中可能 出现的肯形,因为在海洋上空有如此深厚的冷却层一般是不太可能. 六,影响 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 分析 根据热力学原理,在A(或B)区域上空出现异常加热,对流层上层(~N3)0hPa)会出 现反气旋环流,气流辐散,且在其南侧可产生较强的偏东气流I在对流持低层(如7o0hPa, 会出现气旋性环流,形成如我国华南地区的辐台带,在其南侧可产生 较强的西南气流,在其 北倒NT产生偏北气流,从而导致碌有的季风环流低层向北气流减弱.在异常加热区域,高层 气流辐散,低层气流辐合,必将引起空气上升,如图3c所示,上升的空气在其北侧我国大陆 及日本附近下沉,形成遘一带反气旋环流.显然,当A区域上窑异常冷却时,会出现与上述 相反的情形 156气象科.学9卷 为进一步说明华南辐台带的形成,取下列涡鏖方程进行诊断分析 如不考虑摩擦,对于大尺度系统,其涡度方程为: a./at;一?v(.+f)一?一(f+.)?苛(6)- 式中,右端依次为绝对涡度平壳涡度垂直输送和辐散辐台项.如根据上下层风场的关系, 还可得到. a0/at=a03/.t一v一.vT?+粤1dlnP(7)?J3OIIL—p (7)式左端和右端第一项分别为7jhPa.稆3.:hPa上涡度的局地变化,右端第二项分剐包 括温度平流,稳定度税非绝热加热项.目为方程(6),(7)在正常试验和异常试验过程 中都成立,故要说明7.hPa上异常环流圈中华南的辐合带,方程形式 可完全不变,只是方 程各项值应以异常试验下钓藏去正常试验下的相应他来替. 以H23,1A试验为铡,方程中某些项前计算结果示于图8.可以见到,在华南辐台带区有 正的a’/at(圈8a)|影响谀地涡度增大的主要物理过程:(6)式表明辐散辐台项起有重要的正 贡献(图8b),这是由于异常加热引起该地气流辐台的结果(7)式进一步表明,除与异常加热 项(图8d)有关外,温度平流作用(图8c)也较显着,它的分布形态与辐台带明显一致.据此, 我们进一步得知华南辐合区域形成,主要是异常的非绝搬加热和温度平流的贡献. :’, Ic, . 一 ,’ , 图8(6)(7)式一些项在700hPa上的计算值,(10h/S) a,涡度局地变化项b辐歃辐台项 ]r__一一掣一 一,一,,一受一,,一.拉一 ,__ , ,, . ,, 一 一, ? f- ,_.- ,ll 一_I_ , , . 江敦春.南海及菲律宾地区异常加热对南亚环流的影响157 ,温度平流项.,非绝热加项 七,结仑 试验表明,南海及菲律宾一带对流层上层出现加热(对流加热)或对 流层中上层出现加热 (以大尺度凝结加热为主),南亚及西太平洋地区环流发生明显变化, 在异常图型上这些变 化表现为? 1.在加热(冷却)区域和青藏高原东部对流层上层有反气旋环流(气旋性环流),在 对流层中低层我国华南有辐合带(反气旋环流),我国大陆中部和目本及凝以东地区为反气 旋环流控制(3O一35N以北我国大陆处于西南气流之中). 2.在300hPa上,异常加热区域反气旋环流南侧偏东风可到6.O12],s,在700hPs上华南 辐合带南侧的西南气流达到4.Om/s. 3.在l20.--125.E剖面上,在加热(冷却)区域低层气流辐合(辐散),这样原有的季 风环流低层向北气流明显减弱(增强).? 4.由于加热(冷却),在700hPa上华南地区的平均气温可高(低)于正常值l?0— 1.5.C,在江谁流域可高(低)于正常的0.5—0.7.C.这对6月份江谁流域梅雨锋活动有明 显影响. 诊断分析进一步表明,对流层中低层我国华南地区的辐合带的出现和我国大陆中部及日 本地区的匣气旋环流的形成都与南海和菲律宾地区上空的异常加热直接桐,对于华南辐合 带温度平流也起着一定作用..: 】58气象转学9卷 从环流条件看,上述试验表明:由…一一—一一————————一 一南海到菲律宾一 带上空加热引起的异常环流,对我国华 南降水有利;在该区域由冷却引起的异常环流,显然对江淮流域及其 以北地区降水是有利的. 殛谢:在本工作过程中得到钱永甫教授热忱帮助和捎导,谨致搭请 参考文献 1.WangShaowuandZhuHo~ag,EINinoandCOO1summerineastAsin.Kexue T0ngbao.31,474—478.1986. 2.Huanglqonghui蕾 ndWuYufatag.Theinf[uenceoftheENSOothesummer cliraatechangeinChinaanditsmechanism.Adv.Atmo?.Scj.,1988.(tobe published). 3.Nitta.Ts.,10ng—termYariationofclouda1DountintheWesternPacific region.J.Meteor.Soc.Japan,64,373—390.t986. 4.HuangRollghui,A110Ilia%lV0fthe5uhttopica1highanditsa55ociatioli竹ith thePropagatiolisofthesummequai-starioilaryP】anetarywaVes’overat Asia.Adv.Atmos.Sci.,t988.(tohepub1ished) 5.钱永常,颜宏等,行星大气中地形效应的数值研究,科学出版 社?1988. 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