梅雨锋系统的结构特点外文翻译资料

 2022-11-29 15:55:59

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梅雨锋系统的结构特点

大气边界层物理与大气化学国家重点实验室。

大气物理研究所。中国科学院。 北京100029

8月13日收到。2001：修订于1月31日。2002

摘要

西太平洋副热带高压的边缘附近有一个新的副热带锋。这是从未在以前的研究中发现的。副热带锋和梅雨锋的耦合形成的梅雨锋系统（MFS）是在长江中下游地区梅雨量最直接的天气系统在中国。本文中，我们会分析1998和1999的MFS的详细的结构特征和云特征会。这表明，MFS是一种在梅雨期沿长江中下游流域和西南日本的客观现象。一般地，一副热带锋主要位于850 hPa和500 hPa之间。潮湿的西南季风在梅雨锋和副热带锋之间的通道运输。垂直运动在通道上升在MFS的两侧下降。这样，MFS的次级环流就形成了。一个较低的TBB带显示明显的对流活动也发生在MFS的通道。MFS的水平风垂直不对称。

关键词：梅雨锋。副热带锋。梅雨锋系统（MFS）。结构特点

Ⅰ、引言

在六月和七月。从中国的长江中下游地区和日本西南部，降水带常常出现并持续两到三周，暴雨可能性很高。这种现象在中国被称为梅雨，在日本被称为Baiu。在梅雨期，降水强度大，在杨子江流域经常发生洪水。降水和洪水会对基础设施、工业、农业与人民生活造成巨大破坏。中国历史记载1954、1991、1998和1999年发生过特大洪水。因此，梅雨一直是气象研究的一个重要课题。尤其是，在中国和日本的气象学家对梅雨的特殊兴趣。 以往的研究表明，梅雨主要由梅雨锋引起的（或者日本的Baiu锋）（tao1958：松本和秋山1970）--一种东北低层东北方向的准静止锋。梅雨锋的主要特征是水分的对比，因此，是由一个非常密集的等值线梯度区的表达。一个狭带状降水带一直存在在梅雨锋和南面，这使得气象学家认为梅雨梅雨锋造成的。 因此。中国和日本的气象学家一直关注着梅雨锋的各个方面。

梅雨锋反映了一个东亚夏季风与亚洲大陆干暖空气汇流造成的辐合区，因此，辐合带存在明显的对流活动和密集的水汽梯度。这造成了明显的降水。这只是东亚大气环流调整的一个方面。另一个重要方面是西太平洋副热带高压向北运动，向西延伸（在西太平洋副热带高压以下）。虽然已经证明，西太平洋副热带高压的强度和位置是梅雨量的关键因素。传统的方法是利用在500 hPa 5880 GPM和向北伸展位置的西太平洋副热带高压脊线在500 hPa的西太平洋副热带高压的强度分析。不检验西太平洋副热带高压的其他层面上的强度。然而，500 hPa西太平洋副热带高压不能完全反映西太平洋副热带高压的三维结构特征。这显然无法判断西太平洋副热带高压在500 hPa的5880gpm的变化。因为后者在初夏是不稳定的。即使在500 hPa等压线上5880gpm覆盖的范围很宽。这也仅仅是一个在500 hPa密集的西太平洋副热带高压带的明显信号。这个信号并不意味着西太平洋副热带高压在其他等级的强弱。有时，它发生在西太平洋副热带高压上层加强和下层减弱的时候。

因此，在500 hPa的西太平洋副热带高压的强度不能代表其强度较低。梅雨降水和西太平洋副热带高压活动密切相关。但对西太平洋副热带高压的稳定性特征没有很好的研究。在低层，西太平洋副热带高压的强度和稳定性的描述仍然是不能令人满意的。近日，有人分析了西太平洋副热带高压的三维结构。当西太平洋副热带高压西移并趋于稳定在中国大陆时，低层空气温度增加在西太平洋副热带高压外围由于空气绝热下沉。这使下沉区气流比西南季风气流干燥。因此。湿润的西南季风气流符合相对干燥的下沉气流。一种尖锐湿润的过渡带结构。这湿润过渡带只是一个新的亚热带锋。

副热带锋不同于梅雨锋（梅雨锋是准静止锋）。副热带锋的显著特征是：它的位置与西太平洋副热带高压的运动一同变化。当西太平洋副热带高压西移并趋于稳定时，副热带锋与梅雨锋连接。然后这两个锋面迫使西南季风沿着两条通道之间的通道输送水分。因此，水分源源不断地输送到长江中下游流域在中国和日本的西南部。它使长江中下游流域和西南日本不断增加水分和温度。

因此，在通道内湿势能的一个潜在不稳定区建立了起来。当它受到干扰时。不稳定不易发生，并会引起对流活动的不均匀降水。不稳定易发生，并会引起对流活动的不均匀降水。这意味着，只有当我们考虑梅雨锋的耦合和副热带锋才能真正把握东亚大气环流调整的主要特点。杨等（1998）注意到1998年的对称双锋梅雨期。他们使用的数据是传统的观测数据，并没有给出副热带锋和梅雨锋之间的耦合特征并且并没有说明副热带锋是如何形成的。本文中分析了在的梅雨锋和副热带锋之间耦合的结构特征和云特征（以下，我们称两方面为梅雨锋系统耦合。简称MFS），给出了一个完整的MFS概念模型。因为副热带锋也有明显的水汽对比。它也表示由大梯度区的相当位温表示。

Ⅱ、MFS的结构特点

采用美国国家环境预测/美国国家大气研究中心（NCEP）的1°x 1°逐日数据，我们对西太平洋副热带高压的三维结构进行了分析。在西太平洋副热带高压外围附近，我们发现了新的副热带锋。这是目前文献中尚未指出的现象。图1A中，有两等值线集中带，一个在北（约35°N）对应于传统的梅雨锋。与南方其他（约25°N）对应的西太平洋副热带高压外围附近的副热带锋。在MFS，有特定的湿度非常高值区的通道，从地面到350 hPa用虚线表示，形成一个明显的湿度脊。从图1 B，也可以看出，接近30°N的等值线对应传统梅雨锋的集中带。而接近25°N的等值线表示副热带锋存在的集中带。

图1 和q的经向截面:(a) 117° E于世界时1998年7月23日（b）： 118°E于世界时1999年6月24日。

实线：（单位：K） 虚线：q（单位：g·)

从经线截面分析，副热带锋主要位于对流层中下部。和高湿度地区存在梅雨锋和副热带锋之间。

图2a和2b是等值线在1998年7月22日的600 hPa等值线和1999年6月24 日的500 hPa等值线分布。分别来说，在图2a。有两团等值线大梯度区分别位于30°N的北部和南部

这是MFS在等压面的体现。MFS从沿扬子江延伸到日本西南部。因此。两条锋面之间沿中国扬子江和日本的西南部形成了一条通道。伴随着延伸到东部的MFS，副热带锋和梅雨锋越来越近。在海洋的MFS比在大陆稍弱。对MFS相结合的趋势也可以在图2b看出。

MFS主要出现在1998年和1999年梅雨。在梅雨期。等压面上亚热带锋不明显。但随着西太平洋副热带高压外围的西南季风气流的增强和绝热下沉流动。空气湿度对比明显。因此，副热带锋形成的西太平洋副热带高压外围附近的梅雨期间，亦从105°E延长到 135°E。在梅雨晚期，副热带锋变短且主要存在于中国大陆。梅雨期结束时，副热带锋消失。

对1998年和1999年降雨带主要位于全盛时期的降雨区的日常分布分析表明（图略）：在梅雨期，降水受MFS的显著影响，因为孟加拉湾和南中国海的水汽主要是西南季风通过MFS来运输的。

图2 和的位势高度分布：（a）在世界时 22 日1998年7月600 hPa等压线：（b）500 hPa等压线 1999年6月 25日实线（单位：K）。虚线：（单位：GPM）。粗虚线（a）：4400gpm。西藏高原的4000米等高线。粗虚线（b）：5880gpm

这水分运输导致延长江中下游到西南日本的大量水分辐合。这为强对流活动和强降水提供了良好的条件。数据表明，图LA和LB 表明在MFS、1000 hPa和700 hPa之间的这种现象。这个gt; 0的地区有利于对流发展。纬向风场（图3a和3b）清楚地表明了非常强烈的西风盛行于上层（300 hPa以上）和梅雨锋的北部。由于东西风的相遇，在600 hPa和650 hPa之间有很强的垂直风切变。在副热带锋，盛行东风300 hPa西南风，并存在低层。水平风场的垂直非对称结构有利于湍流交换引起的垂直不稳定性和能量输送。

以上是副热带锋和MFS的逐日分析。我们还分析了梅雨在1998和1999的整个期间的MFS的时间平均结构。图4和5上有明显的两等值线密集区。它们对应于梅雨锋和副热带锋，并构成MFS。这里高湿脊出现。图5，对流层中低层25°N到27°N强烈下降运动明显。最大下降速度可达0.3帕/秒。这样的下降运动促进了亚热带锋的形成。同时，在MFS（在30°N和27°N）有一个非常强烈的上升运动。最大上升速度高达0.6帕/秒。

图3 纬向风U（单位：m·）和等效位温的子午线截面(a) 117°E 世界时 1998年7月23日（b） 117°E世界时1998年7月23日

这有利于水分垂直输送，并导致了MFS高湿度脊。上升运动和其相邻的下降运动形成了MFS次级环流。这是一个重要的基本特征。

通过在1999梅雨期间的每一个区间GMS云图分析（图略）。可以发现，云大多位于MFS东移。小尺度云团也坐落在MFS的通道（图6a和6b）。云MFS总是从青藏高原沿长江中下游伸展到日本西南部，并伴有明显的对流活动。云带位于MFS的通道对应的降水带。特别是，一些子天气和台面微尺度云团可区别于大型云系统。这意味着较强的对流活动发生在台面微云集群覆盖的地区。绘制在图7的平均值每日3小时区间TBB资料。这个数字表明低TBB值区域沿着MFS的通道从西藏高原沿长江中下游流域延伸到日本西南部。

它证明了MFS的通道是一个具有强对流活动梅雨区。一些TBB嵌入在低TBB带的低值中心对应那些地区的强对流。因此，无论是大规模的云系统和中小型云团主要在MFS的通道发展并向东移动。很明显，MFS的存在对形成的云系统和云簇是一个重要的条件。

图5

1999年梅雨期间（1999年6月22日至7月3日）的垂直运动（单位：Pa·s）和118°E的平均径向截面

实线：lt;0（下降运动）。虚线：gt; 0（上升运动）。 和长虚线（单位：K）。

图4 梅雨期间（从七月17至2日）1998 年延117°E与q的平均经向界面

实线： (单位: K).虚线：q(单位: ) .

图6 红外云图像（a）2000 UTC 1998年7月22日 （b）0800 UTC 26 June 1999

图7.整个梅雨期平均TBB分布从6月22日UTC UTC到2300 UTC，1999年7月3日（单位：℃）。

上述分析揭示了MFS的结构特征和云特征。结果表明，梅雨前缘与亚热带前缘的耦合是一个重要特征，MFS恰好标志着梅雨期间东亚流域的调节特征。

Ⅲ、总结

使用了NCEP / NCAR的逐日1°X 1°数据、云顶的黑体温度（TBB）数据和地球静止气象卫星（GMS）的云图用于识别西太平洋副热带反气旋周边附近的亚热带锋，

亚热带锋的重要性在于它可以促进温暖和潮湿的西南季风流沿MFS通道的运输，副热带前区阻挡温湿潮流向南广泛渗透。流体被迫提升到上层，导致潮湿空气向上运输并形成窄湿度脊。当湿空气延伸到MFS的通道中的上层时。沿长江中下游流域形成具有潜在不稳定性的区域，这有利于强对流的发展并导致大雨。在2000年和2001年的夏天，它在长江中下游流域上是干燥的。亚热带锋非常弱（2000年），没有出现（2001年）。这可能意味着亚热带锋的存在是发生强烈梅雨的关键因素。1998年的强烈梅雨是一个典型的例子（图4）。本文的分析清楚地表明了亚热带锋的存在。这在以前的研究中从未发现。我们给出了MFS的概念模型：梅雨锋是MFS的北分支，位于30-34°N附近。亚热带锋是MFS的南分支，位于23°N至28°N的范围内。梅雨锋和亚热带锋主要呈西南 - 东北方向。从本文的分析可以得出， MFS主要从850 hPa到 500 hPa逐渐稳定。

梅雨锋与亚热带前缘耦合形成的通道是西南季风水分输送的必要条件。并且大多数云也出现在这条通道中。水平风在MFS中是不对称的。垂直运动在通道中上升并在MFS的两侧下降，并形成MFS的次级循环。在梅雨期间，MFS可以正确地指示东亚流通的调整特征。

引用文献

REFERENCES

Akiyama. T. (1984a ). A mdium-scale cloud cluster in a baiu front. Part 1: Evolution process and fine structure. J.Meteor. Soc. Japan. 62: 485- 504.

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