PDF《冬季东亚-西太平洋西风急流基本结构及其异常的诊断分析》

45 年,

2 期 谢坤等:冬季东亚-西太平洋西风急流基本结构及其异常的诊断分析

157 1957 年9月~2002 年8月.冬季定义为每年的

12 月和次年的

1 月及

2 月的平均. 由于中纬度纬向风场随高度的变化与大气经向 温度梯度密切相关,因此,本文计算了冬季各等压面 上的大气经向温度梯度. 计算采用的是相邻两个纬圈 气温之差(南减北),因此,当此梯度为正时,表示南 暖北冷, 正值越大表明南北温度暖冷差异越显著则反 之. 另外, 为了考察对流层中上层纬向风场是 深厚 还是 浅薄 西风系统(西风急流), 文中仿照文献[14], 简单定义了东亚-太平洋中纬度西风相对切变量,即Δu=(u200- u500)/ u200,其中 u200 和u500 分别是

200 hPa 和500 hPa 上的纬向风速,当Δu 较小时,是较深厚 的西风系统, 意味着对流层中上层西风切变小而下层 存在大的垂直西风切变, 因而对流层低层是较显著的 大气斜压区,反之则是相对浅薄的西风系统,意味着 对流层中上层风切变大而下层存在小的垂直风切变, 大气斜压性相对较弱.

3 结果分析 3.1 冬季 WJS 基本结构分析 北半球冬季对流层中高层的西风带是一年当中 最强盛的.图1给出了气候平均北半球冬季

200 hPa 上的纬向风场空间分布型,图中还用细等值线画出 300~600 hPa 厚度层平均的大气经向温度梯度分 布.由图

1 可见,WJS 是整个北半球三个西风大值 区当中最强盛的一支,东西向拉长的 WJS 主体位于 东亚-西太平洋上空,西风急流中心在(142.5 °E,32.5 °N)附近, 中心强度超过

70 m/s. 在中纬度地区, 600~

300 hPa 厚度层平均的经向温度梯度分布与西风急 流带分布几乎重合, 温度梯度大值中心也基本与西风 急流中心区重合.在垂直方向上(图略),从200 hPa 向上和向下,东亚-西太平洋上空西风风速均迅速降 低,100 hPa 和500 hPa 高度层上的西风大值区风速 降至

200 hPa 上的一半,即35 m/s 左右,在西太平 洋上空的对流层低层西风只有

10 m/s 左右了,自高 层到低层显示出很强的垂直风切变. 从200 hPa 向下, 东亚-西太平洋上空的西风大值区明显向东偏移,但 高低层西风大值带、 特别是中高层西风中心所处的纬 度则相当一致. 对流层高层 WJS 的存在显示出东亚-西太平洋中 纬度地区基本气流的斜压不稳定性, 为天气尺度扰动 的发展提供了温床. 对流层高层强盛的西风急流区并 不一定对应着低层显著的大气斜压性, 只有对流层中 高层较深厚的西风急流区才有利于扰动的发展.图2给出了中纬度西风相对切变Δu 分布型,从东亚沿 海至中纬度北太平洋上空存在相对深厚的西风系 统,其低层对应着较显著的大气斜压区.由于青藏 高原大地形的存在, 使得东亚大陆上空

500 hPa 纬向风比同纬度西太平洋上空的显著变弱, 从而形成 该地区相对浅薄的西风系统, 意味着此区域对流层 中上层风切变大而下层存在相对较小的垂直风切变, 低层大气斜压性也相对较弱.这与用文献[15]图1气候平均冬季

200 hPa 纬向风场(粗等值线,单位 m/ s)和600~300 hPa 厚度层大气经向温度梯度(阴影和 细等值线,单位:K/2.5 个纬度)分布.点线是气候平均冬季

200 hPa 西风急流轴(只画出≥50 m /s 西风轴线, 以下同),+号是气候平均冬季

200 hPa 西风急流中心位置

158 热带气象学报24 卷图2气候平均冬季中纬度西风相对切变的分布 细等值线,等值线间隔为 0.1.粗黑实线是