基本介紹
- 中文名：夏季風
- 外文名：Summer Monsoon
定義,東亞夏季風,活動強弱的描述,爆發過程,南海夏季風爆發的監測,爆發的大氣環流特徵,監測指標,影響南海夏季風爆發的因子,海洋的作用,陸地的作用,對流的活動,與海陸風的區別,成因差異,比較差異,夏季風與冬季風,
定義
東亞夏季風
位於低壓南部的南亞、東南亞及中國西南一帶，盛行西南季風；位於低壓東部的中國東部地區，盛行東南季風。通常夏季風在3月初影響中國華南沿海，然後以漸進和急進兩種方式向北推進，7月到達黃河以北，為夏季風極盛期。9月初開始由北向南撤退，10月中完全撤出中國大陸。中國夏季風主要來源於熱帶和副熱帶海洋。含有豐富的水汽，故夏季風往往與降水密切相聯；到達各地的日期，基本上是這些地區雨季的開始日期。夏季風使我國東部植物雨熱同期。
七月夏季風
七月夏季風東亞季風是影響我國氣候的重要因素之一，我國夏季雨帶位置的變化就受控於東亞夏季風的活動。 我國地處歐亞大陸東部、太平洋西岸，冬夏高低氣壓中心的活動和變化顯著，季風的影響強烈，是一個比較顯著的季風區：除新疆、柴達木盆地中部和西部、藏北高原西部、賀蘭山和陰山以北的內蒙地區屬大陸性無季風氣候區外，其他地區均屬季風區。由於季風環流的作用，夏季風在高溫季節給我國廣大的亞熱帶地區帶來豐沛的降水，形成溫暖濕潤的氣候，使得這些地區的農業十分發達，最適宜種植水稻等需水量大的作物；而世界同緯度的許多地區(回歸線附近)，由於受副熱帶高氣壓帶的控制，而不是季風的影響，多表現為荒漠或乾旱草原，如北半球的撒哈拉沙漠、阿拉伯大沙漠，南半球的澳大利亞大沙漠、南非的納米比亞沙漠、卡拉哈里沙漠等。同時，由於季風在一年中存在冬夏交替和南北進退，對我國自然景觀的形成和發展也起著重要作用。我國東部和西部地區的差異以及東部地區自然地帶的南北遞變，也在很大程度上受季風的控制。
活動強弱的描述
當前用的較多的可歸納為3種。
1、以季風區降水量為標準，降水量的對少則表示夏季風的強弱，多用於印度夏季風的活動。
2、以
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N緯度範圍，
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E經度間的海平面氣壓差表示季風強度，這曾用描述東亞季風活動。
3、Webster等人提出的對流層高低層的緯向風切變。
爆發過程
利用中國194站 1961-1995年日降水資料及 NCEP1979-1997年候格點降水資料，探討亞洲地區自春到夏的雨季開始分布。結果表明東亞地區自春到夏存在副熱帶季風雨季開始和熱帶季風雨季開始。前者於4月初開始於華南北部和江南地區，隨後向南和向西南擴展，於4月末擴展到華南沿海和中南半島，這個雨帶主要是冷空氣和副熱帶高壓西側轉向的SW風以及南亞地區冬春副熱帶南支西風槽中西風匯合而形成的，是副熱帶季風雨季開始。後者是南海熱帶季風爆發後使原來由江南移到華南沿岸的副熱帶季風雨帶隨副熱帶高壓北進而北進，前汛期雨季進入盛期，江南出現第二次雨峰，形成梅雨期和江淮及華北雨季。同時，熱帶季風雨帶也自東向西傳播到南亞地區而形成熱帶季風雨季。
此外1998年東亞地區夏季風的爆發過程，南海季風爆發期的季風由副高北側形成的新生氣旋進入南海造成南海中部西風和南海越赤道氣流轉向的SW季風加強匯合而形成，因而東亞季風系統中環流系統季節變化造成的，與印度季風無關。在南海季風爆發期阿拉伯海仍由副熱帶反氣旋控制，赤道西風並未影響南海。
南海夏季風爆發的監測
爆發的大氣環流特徵
李崇銀等用NCEP/NCAR再分析資料比較系統地揭示了南海夏季風爆發的大氣環流特徵形勢，其主要結果可歸納如下幾點：（1）控制南海的副熱帶高壓脊（反氣旋環流）迅速撤出南海，南海地區迅速為西南氣流控制是南海夏季風爆發在850hPa環流形勢變化上的最重要特徵；（2）東亞大槽的減弱以及北太平洋低壓槽的減弱東移；（3）南亞到西太平洋近赤道地區有兩個渦旋對的活動；（4）南海地區明顯增濕，大氣垂直上升運動也有明顯增強。1998年南海季風試驗取得了大量的可用於基礎驗證的實驗數據以及大量的成果，對南海夏季風的爆發特徵有了更加深入和全面的了解。何金海等將南海夏季風建立的一般特徵概括為：南亞高壓移動到了中南半島北部，西太平洋副熱帶高壓脊連續東撤；熱帶西風向東擴張進入南海，南海海域高層盛行東風，低層盛行西南風，澳大利亞以及索馬里的越赤道氣流建立，南海季風槽形成，伴隨著對流降水的發展和溫濕等要素的突變以及南海地區經圈環流的建立。
監測指標
一般來說南海夏季風的監測指標要滿足兩個基本條件：首先該指標包含的要素必須能反映南海夏季風爆發前後的環流變化；其次，該指標的計算所包含的資料常規化。反映南海夏季風爆發前後的環流變化的因子有很多，由於季風最顯著的特徵是低層風場的季節轉變和降水量的突變，因此利用南海地區低層（如850hPa）風場和（或）降水（對流）的變化來確定南海夏季風爆發日期的方法被較多地採用。
風場指標：梁建茵等認為南海地區（5°—20°N，110°—120°E）850hPa平均緯向風大於零，西風主要源於熱帶低緯並持續5d以上即標誌著南海夏季風的爆發；簡茂球等分析了南海夏季風爆發前後的大氣環流突變特徵，指出高層風場的突變最後完成，因此鄭彬等認為高層風場完成轉變標誌著南海夏季風環流形勢完全建立；中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所最近使用了風場垂直切變指標，也有很好的指示意義。
對流指標：何有海等將雲頂黑體溫度（TBB）距平≤-8K出現的時間定為南海夏季風的爆發日期；而李崇銀等則利用對流層上下層散度差來判定南海夏季風的爆發，事實上上下層散度差也反映了對流情況，與TBB或OLR的結果基本相同，前後相差不過1d。
風場+溫濕、風場+對流指標：林建恆等指出某候南海地區（5°—20°N，105°—120°E）的西南風>2m/s和θse>335K的區域的面積占南海總面積的百分比（簡稱南海夏季風面積指數）首次>40%時為當年南海夏季風建立候；國家氣候中心採用（10°—20°N，110°—120°E）平均緯向風和假相當位溫為監測指標②。當監測區內（10°—20°N，110°—120°E）平均緯向風由東風穩定轉為西風以及假相當位溫穩定地>340K的時間，為南海夏季風爆發的主要指標，同時參考200，850和500hPa位勢高度場的演變。謝安等、張秀芝等都是同時採用對流和風場來確定南海夏季風的爆發日期。
其他指數：姚永紅等針對南海西南季風爆發特徵，提出了用區域平均並標準化的850hPa濕位勢渦度定義季風指數，當指數從負值變為正值時標誌著南海季風的爆發。還有一些研究表明，海面輻射和感熱潛熱通量在南海夏季風爆發前後也有明顯變化，但是目前通量的觀測難於常規化，不適合作為監測指標。
影響南海夏季風爆發的因子
海陸熱力差異是南海夏季風爆發的大背景，但是季風的爆發還受諸多因素的影響，包括不同區域的海溫異常、陸面過程、對流活動及風場和高度場異常等，而風場和高度場的異常通常都是前3個因素的結果，與季風爆發直接相關。
海洋的作用
已有研究表明，El Niño或類El Niño事件的下一年，南海夏季風爆發一般偏晚，反之則偏早；但是另外一些研究則指出，El Niño年南海夏季風建立得早。這其中的矛盾可能源於早期資料的不完全和南海夏季風爆發日期的定義。例如陳文玉等採用的南海夏季風爆發日期在1958，1970，1973，1987和1998年是正常或偏早，但是根據何金海等綜合得到的最終爆發日期，這些年份都是偏遲爆發年份，有的年份，如1973和1987年，甚至是爆發最遲的年份。現在普遍認為El Niño年或類El Niño海溫分布不利於南海夏季風的爆發，La Niña年則相反，它們可能是通過異常Walker環流進而影響到南海夏季風的爆發；此外，相應的暖池區的海溫異常導致該地區對流異常，進而將抑制或誘發南海地區西南風的爆發；根據Wang等的太平洋—東亞遙相關理論，El Niño可通過海氣相互作用在菲律賓海上空形成一個異常反氣旋，而該反氣旋可以維持到初夏，因此加強了西北太平洋高壓，同樣不利於南海夏季風的爆發。南海局地的海溫異常也是影響南海夏季風爆發的一個因素。有研究表明，當春季南海地區海表溫度正異常時，南海夏季風一般早爆發，南海海溫負異常同樣對應南海夏季風遲爆發。
陸地的作用
陸地主要通過感熱及引起的對流異常影響南海夏季風的爆發。研究表明：南海夏季風爆發前，中南半島存在持續的地面感熱加熱，使副熱帶高壓帶斷裂，並有利於對流發展，而對流產生的凝結潛熱進一步促使西太平洋副熱帶高壓減弱東撤，同時，中南半島對流引起的陸面降溫導致了中南半島和南海的負溫度差，有利於孟加拉灣的西南風進入南海，進而影響南海夏季風的建立。青藏高原的熱力作用對南海夏季風的爆發也有很大的影響。到前冬高原積雪偏少，有利於青藏高原從冬季的冷源向夏季的熱源轉化，高原的暖平流改變了高原東部以南的溫度梯度，進而改變了風壓場的調整，最終導致南海夏季風的爆發。
對流的活動
前面有些工作強調了局地非絕熱加熱對中南半島對流的影響，也有研究指出冬季蘇門答臘上空對流中心沿“大陸橋”移動，5月初突然加速將使中南半島的對流加強，而對流激發的Rossby波波列是西風和對流進入南海北部的直接原因。另外一些研究則強調了來自中緯度系統的影響，大陸的鋒面系統南壓，在南海北部出現潛熱加熱；而南海南部洋面由於海溫下降、對流區北移等原因而出現非絕熱冷卻，從而有利於經向閉合環流的形成。江靜等研究發現阿拉伯海經向環流管的上升氣流和南半球緯向環流管的上升氣流在5月份同時到達南海，經向環流管低層的偏西風和緯向環流管低層的偏南風共同組成西南風，導致南海夏季風的爆發。海洋作用、陸地作用和對流活動對南海夏季風爆發都有重要影響，這裡僅僅是從不同的物理過程來考慮。如果從對南海夏季風爆發影響的時間尺度來考慮，它們又有所區別。一般來說，海洋的作用在月—年際尺度上對南海夏季風的爆發都有影響，陸地的影響時間尺度為月—季，而對流活動的影響則為短期—中期天氣尺度。可見，對於不同的預報時間尺度，各因子的作用有顯著的差異。
與海陸風的區別
成因差異
雖然海陸風和季風都是由於海陸熱力性質差異造成的，但是如果從其形成的海陸熱力性質差異的過程中來看，還是有差異的。
海陸風是由沿海的陸地與近海的海洋熱力差異引起的。白天，沿海的陸地增溫快于海面，陸地氣溫比海面氣溫高，以致形成一個從海到陸的氣壓梯度，近地面的風由海面吹向陸地，叫海風；夜間，沿海的陸地冷卻比海面迅速，海面氣溫高於陸地氣溫，因而出現從陸到海的氣壓梯度，氣流由陸地吹向海面，為陸風。
季風的形成與多種因素有關，但最主要是由於大陸與大洋之間的熱力差異造成的，比如我國的季風成因就是亞歐大陸與太平洋之間的熱力差異造成的。其特徵是夏季大陸強烈受熱，氣壓變低，致使氣流由海洋流向大陸；冬季大陸迅速冷卻，氣壓升高，氣流則由大陸吹向海洋。
由此來看，海陸風與季風的成因雖然從大的方面都可以認為海陸熱力性質差異，但其成因並不完全相同：一個是大陸與大洋之間的熱力差異，一個是沿海陸地與海面之間的熱力差異。
比較差異
1、空間規模不同
海陸風影響的空間規模小。海風深入陸地的距離，一般為20~50公里；陸風水平方向影響的範圍更小，近的只吹入海上幾公里。
季風影響到的空間規模大。比如我國的季風氣候區是從海岸線到“大興安嶺-陰山-賀蘭山-巴顏喀拉山-岡底斯山”一線，空間範圍很廣。
所以有“海風一條線，季風一大片”之說。
2、時間尺度不同
海陸風的風向變換周期為一天；季風的風向變換周期為一年。
3、分布規律不同
海陸風普遍分布在海陸交界的小範圍內。不同緯度的海陸交界處海陸風的強弱程度不同，熱帶地區的氣溫日變化比較大，海陸風強烈，全年都可出現。溫帶地區海陸風較弱，主要出現在夏季。
世界上的季風主要出現在亞洲、南北美洲和澳大利亞大陸東岸。比如東亞（包括我國東部、朝鮮和日本等地）是世界上最典型的季風區，主要是由於太平洋是世界最大的大洋，亞歐大陸是世界最大的大陸，海陸間的熱力性質差異最明顯。
4、勢力強弱不同
海陸風勢力較弱，海風風力一般僅4~5級，陸風比海風還小僅1~2級。
季風勢力較強，就我國而言，冬季風又強於夏季風。
夏季風與冬季風
我國主要受冬季和夏季風影響。冬季太陽直射點在南半球，北半球高緯度亞洲大陸北部陸面氣溫極低，在蒙古人民共和國內形成了一個高壓中心，稱為蒙古高壓。與蒙古高壓對峙，在太平洋和印度洋存在著兩個低壓中心，一個稱為阿留申低壓，一個稱為赤道低壓。冬季我國氣流總趨勢是從蒙古高壓流向阿留申低壓和赤道低壓，這種氣流流動形成冬季風。冬季風對我國的影響範圍十分廣闊，南界可達南海中部，西界位於青藏高原東側。受冬季風影響，我國東部地區寒冷乾燥，晴朗少雨雪。夏季太陽直射點往返於赤道與北回歸線之間，地面溫度受太陽直射升高，形成印度低壓。相對於陸地，海洋溫度較低，形成北太平洋副熱帶高壓，副熱帶高壓吹向大陸，在我國東部地區為東南風，西南邊疆為西南風。受夏季風影響地區氣候潮濕多雨。
冬季，海洋氣溫比陸地高，海洋上空的空氣上升。喜馬拉雅山地區寒冷、乾燥的空氣隨之南流。夏季，印度次大陸北部的空氣變得異常炎熱，空氣上升，促使溫暖、潮濕的海洋氣流向北流動，為南亞地區帶來豐富的降水—季風季節來臨。
我國冬季風：
發源地：蒙古-西伯利亞高壓（也叫亞洲高壓）；
風向：偏北風；
特點：寒冷乾燥,控制我國大部分地區,控制我國時間長；
帶來的災害：大風、降溫、沙塵暴、暴雪等。
我國夏季風：
發源地：主要是西北太平洋上的副熱帶高壓,還有來自印度洋的；
風向：偏南風；
特點：溫暖濕潤,控制我國東部地區,控制範圍比冬季風小,控制我國時間短；
帶來的災害：夏季風活動異常,會帶來水旱災害；較大的洪澇災害還可引發地質災害等。
