南半球环流与西太平洋副热带高压和台风群中期活动的关系

南半球环流与西太平洋副热带高压和台风群中期活动的关系王淑静(国家气象中心,北京100081)(北京气象学院,北京100081)年资料的分析,发现在北半球夏季南半球中纬西风指数、低纬西风指数、赤道气压指标与北半球西太平洋副热带高压和台风群的中期活动均有较好的关系。在台风群活跃的年份,台风群生成阶段前后,环流变化由南半球中纬先开始,随后南半球低纬和赤道地区环流也出现变化,赤道气压指标到达低值,此后,北半球西太平洋副热带高压的特征产生一系列的变化,上述南北半球环流系统变化的传播过程为准二周周期。关键词:南半球西风指数赤道气压指标交叉谱凝聚谱南北半球之间的环流有其各自的特征和发展过程,但它们之间不是孤立的,而是有着明显的相互作用。作者曾指出南半球澳大利亚冷空气暴发与北半球夏季中、低纬行星尺度环流系统和我国大范围的大到暴雨存在准一周周期的遥相关并且在澳大利亚地面气压出现峰值后,我国东南沿海850经向风速增强过程自南向北传播也有准一周周期过程关于一周周期以上的过程,早在70年代,就已指出东亚季风区云量和降水存在着10～20天振荡。10～20荡的结构和传播特征作了较全面的研究。但是,两半球环流之间影响的过程和机制还不清特别是中期过程的研究尚少。

本文在过去研究工作的基础上,讨论南北半球环流之间影响的中期过程,着重对西太平洋副热带高压(以下简称副高)以及台风群的生成与南半球环流之间的关系作进一步研究,它对我国南方和北方大范围暴雨的中期预报均有重要的意义。资料和方法本文利用1984～198855经纬度网格点资料,先计算赤道和南半球环流系统的北京气象学院成秋影同志和92届毕业生胡雪红、杨双莲参加本工作。1997203226收到,1997212218收到修改稿。南半球500中纬西风指数(范围100～150E45～65S南半球500100～150E20～40S130～150E20～30S范围内55经纬度网格点上平均值表示,以下简称为“澳高”;赤道气压指标,定义引自文献算法如下:在海平面图上90～170E10N～10S范围内每55经纬度网格点上读指标数,规定低于100715h100715～0～101215高于101215110～150E范围内588dagpm等高线的平均纬588线与脊线交点开始)a100～150E北半球60～150E45～65N西风指数;对上述包括凝聚谱和位相谱)。功率谱定义为自协方差函数和余弦函数的乘积,用后延相关法计算,为避免相邻两频率谱的值相互干扰,行了后延窗函数的修正。

取序列长度123,最大后延系数31,自由度数715,由分子自由度等于2、分母自由度等于检验,得到在凝聚值文中均指平方值)超过0137时通过95%的信度界、超过0151时通过99%的信度界。文中物理量表示,位相谱都用正值,表示物理量的度数。本文对上述个物理量还进行了带通滤波,滤波函数取自文献6副高中期活动与南半球环流的关系为研究副高与南半球环流的关系,应用1984～1988年资料计算和分析了南半球中纬西风指数、南半球低纬西风指数与副高的交叉谱,只给出南半球中纬西风指数与副高西脊点凝聚值0137(通过95%信度界)的例子和对应的位相,南半球中纬西风指数与副高西脊点凝聚值60～30凝聚值位相8326985016014南半球中纬西风指数与副高脊线凝聚值60～30凝聚值位相通过99%信度界)位相30,说明在准一周年)、30～60天周期段天带通滤波后的振荡曲线半球中纬西风指数和副高西脊点距平值经天带通滤波后的振荡曲线,显示两者基本上为同位相振荡关系。

月凝聚值0137的例子,表中位相都为18020,在准一周年)、30～6023天带通滤波后的低频振荡曲线为例,可表明两曲线为反位相振荡关系计算南半球低纬西风指数与副高西脊点以及与副高脊线的交叉谱,其凝聚值0137的有关年的各周期段列在表可见南半球低纬西风指数与副高西脊点之间的振荡关系,在不同周期段也分别有29天带通滤波后的低频振荡曲线为例上以同位相振荡关系为主。此外,南半球中纬西风指数与副高北界线可呈同位相振荡关如在31天周期处,1988月两者凝聚值为0155,位相19;又如在2017周期处,1991月两者凝聚值为0163,位相65。以上分析表明南半球中纬指数和低纬指数与北半球西太平洋副高在中期周期段存在较好的相关关系。南半球低纬西风指数与副高西脊点凝聚值60～30凝聚值位相84160144199南半球低纬西风指数与副高脊线凝聚值60～30凝聚值位相515331223天带通滤波后的低频振荡曲线台风群生成与南半球环流变化的中期关系中央气象台1990年以前将风力11级的热带风暴定义为台风,所以本文台风群的定义根据文献作修改后为:盛夏季节相邻两个(或两个以上)台风或热带风暴的生成日84期相隔日数小于或等于天认为是属于同一个台风群。

首先分析台风群生成与赤道气压指标的关系,上看到,赤道气压指标曲线呈现出低值—高值—低值的循环变化副热带高压与台风,周期大致个星期,每一循环都可分为个阶段:低指标阶段、低转高阶段、高指标阶段、高转低阶段。还可看到1985年的赤道气压指标曲线的位相落后于1988并且周期也短。1985年中央气象台台风编号第8、9、10号台风;11、12、13号台风分别组成三个台风群。198810、11号台风分别组成二个台风群。分析这两年夏季台风群按台风生成日期与天活动平均曲线的关系,不难发现台风群大部分生成在赤道气压指标高转低阶段或低指标阶段。该结论对于本文所选的另外曾提出赤道及其北部地面流场存在两条交叉线,一条是高压带,它由太平洋副高脊线和赤道气流缓冲带轴线组成;另一条是赤道辐合带,它由印度地区赤道辐合带和太平 洋地区赤道辐合带组成。 赤道气压指标在低指标阶段, 两地区赤道辐合带连通; 阶段,两地区赤道辐合带断裂; 高指标阶段印度地区辐合带西退、太平洋地区辐合带东退 使中间断裂区加大, 高压带则连通; 高转低阶段太平洋地区辐合带西进使两地区赤道辐合 带接近, 而高压带断裂。 可见, 西太平洋地区台风群生成于赤道气压指标低指标或高转低 阶段即为赤道辐合带增强的阶段。

为了进一步分析台风群生成与南半球环流变化的中期关系, 分析了赤道气压指标与 南北半球环流系统之间的关系。 选取台风群活跃的 1988 计算分析赤道气压指标与其余 发现在准一周周期 718 天处赤道气压指标与 通过95% 信度界) 619天处则除了副高北界线这个物理量之外, 个物理量的凝聚值0137。而在准二周 周期 2017 天和 1515 天处赤道气压指标除了副高北界线、澳高二个物理量外与其余 物理量的凝聚值0137; 在准二周周期 (2017 和准一周周期(718 天和 619 处赤道气压指标与各物理量的位相关系, 还存在着赤道气压指标与南半球中纬西风指数、 副高 北界线、副高西脊点、北半球西风指数为较好的反位相关系, 赤道气压指标与南半球 西风指数、副高脊线为较好的同位相关系;赤道气压指标与澳高的位相关系一致性较 基本上为同位相关系。另外, 60～30 天周期段虽然只有南北半球西风指数、副高西 对的位相关系与上述关系相同。以上物理量之间的相关关系也反映在经 23 天带通滤波的低频振荡曲线上 表明1988 个台风群生成,在第一个台风群生成前后低频振荡曲线变化有 如下的特点: 23日南半球中纬西风指数出现低值 (见曲线 25日南半球低纬西风 26～27 日澳大利亚冷空气暴发 时赤道气压指标处于高转低阶段(曲线 23天带通滤波后低频振荡距平曲线 868810 号台风分别生成) 生成阶段前后也有上述类似的变化过程出现。

以上二个台风群生 成阶段前后由南半球至北半球环流变化的时间分别为 15 天、16 为准二周中期过程。此外, 14日同时生成一个热低压和一个强台风 日至19 15天内, 物理量 的变化曲线上也有上述的变化过程。以上分析说明本文中所选的 1988 个物理量经过23 带通滤波后的低频振荡曲线,反映了南北半球环流之间的相互影响, 并且这种影响是起源 于南半球 (冬半球) 中纬并向北传向北半球 (夏半球) 指出过20 天左右振荡的扰动起源于中纬度地区, 并且有西北—东南向的波导存在。 10～20 10(1990) 指出在 40E 和110E 附近的 200 高空存在两支跨赤道波导可以从一个半球的中纬度地区影响另一个半球。 本文和文献 的研究都说明在110E 南半球至东 亚地区的波导是存在的, 但波导是否只限于 200 11的数值模拟曾得出南半球澳大利亚冷空气暴发经 13～ 15 天后可影响到我国 长江流域, 其周期长度与本文中得到的准二周周期相一致。 南半球中纬西风指数和低纬西风指数与副高西脊点、副高脊线在准一周、准二周周期段均有较高的凝聚值。 南半球中 位相振荡关系,与副高脊线基本上呈反 年资料中上述关系分别有 台风群生成于赤道气压指标的低值或高转低阶段。

在准一周和准二周周期段赤道 气压指标与南半球中纬西风指数、北半球西太平洋副高北界线和副高西脊点、北半球西风 指数均有较高的凝聚值, 并且接近反位相振荡关系; 赤道气压指标与南半球低纬西风指 数、副高脊线也有较高的凝聚值, 并且接近同位相振荡关系。 通过对台风群活跃的1988 个物理量作23 带通滤波后,分析其低频振荡曲线副热带高压与台风, 发现在台风群生成阶段前后, 从南半球中纬先开始出 现环流低指数, 几天后南半球低纬出现低指数、澳高暴发, 随后赤道气压指标开始下降, 且台风群生成,此后北半球西太平洋副高北界线南压, 在赤道气压指标到达最低值后副高 出现西伸、北抬和北半球西风指数转为低指数等一系列环流变化。 以上反映了环流变化由 南半球中纬先开始再向北半球传播的过程, 这种过程的周期为准二周中期过程。 该结论对 进入北半球中纬度的北上台风是否存在着普遍意义还待进一步研究。 澳大利亚高压与中国北方降水的遥相关。海洋学报, 1988, 10 279～286。 1985年澳大利亚高压与我国夏季降水的振荡关系。 热带气象, 1988, 146～154。 ishnam scilla system serva iona spec tmos。

1976,33: 1937～ 1954。 10～20 振荡。大气科学, 1995, 19 435～444。 夏季热带低层环流及其中期变化的初步分析。热带天气会议论文集, 北京: 科学出版社, 1976。 132～ 144。 中期天气预报。北京: 科学出版社, 1985。 18～ 21。 盛夏低纬海平面环流形势的个例分析。海洋学报, 1984, 174～179。 struc tu re luctua ithlo ng, term ed ia te scale tmos。 1984,41: 961～ 979。 luctua ithlo ng, term ed ia te scale romlo rela istic tmos。 1984,41: 981～ 991。 大气中10～ 20 天准周期振荡。 大气科学 北京:科学出版社, 1990。 149～ 159。 imen roce sse stra lian irac ivity siansumm rkshop ennsy lvac ia tate sity,1989。 1011 IONSH IP BETW EEN GENERAL SOUTHERN HEM ISPHERE EDIUM RANGE ACT IV ESTPAC ICSUBTRO NDTY PHOO GROUP Zh zhen ijing olleg ijing 100081) teorologica ente ijing 100081) lose re la ship resen tween iddle lowla itude emisp ressu re edi2 um 2ran ge ac icsu ropica typhoo roup gust) emisp data ircula emisp sixyea iveyea typhoo roup th ircula iddle la itude emisp then lowla itude emisp ressu re lowva lu icsu ropica emisp ldapp ea ranspo edabo ve Keyword emisp ressu re ross sp ec rumCo rence sp ec