熱帶天氣學

熱帶天氣學

熱帶氣象學是研究熱帶天氣以及各種熱帶天氣系統的一門學科。熱帶天氣學的主要研究內容有三方面,一是熱帶天氣研究分析方法,二是熱帶大氣環流和季風,三是各種熱帶天氣系統的演變規律,尤其是颱風的發生、發展、移動變化的規律性和預報方法。

通過氣象衛星資料的分析研究,又對中、低緯度環流之間的相互作用及南北半球環流之間的相互作用,揭示了許多有實際意義的事實,並創建了相應的理論。這不僅對預報熱帶天氣有重要價值,而且對中、高緯天氣預報也是不可忽視的。

基本介紹

  • 中文名:熱帶天氣學
  • 外文名:tropical synoptic meteorology
  • 研究地區:熱帶(30°N~30°S)
  • 研究對象:熱帶天氣、各種熱帶天氣系統等
  • 熱帶研究計畫大西洋熱帶試驗、氣候試驗計畫等
  • 意義:對全球性天氣預報具有重要的意義
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概念

熱帶氣象學是指對熱帶(30°N~30°S)地區的氣候現象做出相應的研究、分析以及預報的一門學科。熱帶氣象學著重於討論熱帶天氣、熱帶天氣背景場以及各種熱帶天氣系統的特性,並在此基礎上的建立其基本的分析方法,依此建立一個熱帶氣象的基本圖象與理論基礎。

發展現狀

氣象學家們把六十年代初期視為熱帶天氣學發展的分水嶺,以前是所謂“古典的"熱帶天氣學,以後則是“衛星時代"或“現代的”熱帶天氣學。由於氣象衛星的套用,大氣環流模式的出現和不同尺度間相互作用的研究,導致了現代熱帶天氣學的大發展。
近些年來,由於熱帶地區氣象觀測網的增密、探測手段的改進和發展,以及國際間多次組織的大規模的熱帶氣象考察和實驗,已獲得了不少詳細而可靠的熱帶氣象資料。同時,由於大型電子計算機的利用,從而大大促進了熱帶氣象的研究工作,使得人們對熱帶大氣有了進一步的了解,並對熱帶環流、熱帶系統的發生和發展等進行相關的數值試驗。通過各種資料的綜合診斷分析,揭露了許多新的事實,大大豐富和加深了人們對熱帶天氣的認識,且不少研究學者已經概括出一些更合乎實際的天氣模式。
在常規天氣圖上,低緯地區氣壓和溫度的變化都很小,梯度很弱。人們也難於從中識別和追蹤熱帶系統。熱帶地區風場和氣壓場的變化也不相適應。這些特點給熱帶天氣學的研究帶來很大的難度。另一方面,由於熱帶大部分地區為海洋,給觀測帶來極大的不便。資料的缺乏成為熱帶氣象學研究的又一個難點。20世紀70年代以前,熱帶氣象學大大落後於中高緯氣象學。但是隨著衛星探測技術的套用,廣闊的洋面上可以獲得必要的資料,這給熱帶氣象的研究帶來極大的有利條件。與此同時,近20多年來,世界氣象組織及其下屬機構推出了一系列國際性的熱帶研究及探測計畫。比較重要的如1975年開始的大西洋熱帶試驗(GATE),1979年的冬季和夏季季風試驗(MONEX),1985~1995年的熱帶海洋全球大氣試驗(TOGA)以及最近在執行的氣候試驗計畫(CLIVER)等。這些計畫的執行大大推動了熱帶氣象學的發展,也使熱帶氣象成為當今氣象學中最活躍的研究課題之一。

研究內容

地理學所說的熱帶地區通常是指赤道地區(10°N~10°S的赤道地區)、熱帶地區(南北回歸線之間)和副熱帶地區,而按照天氣學觀點來劃分,副熱帶高壓脊線的向赤道側、受東風帶控制的地區就是熱帶,而副熱帶高壓脊線的向極地側、受西風帶控制的地區就是溫帶。因此,氣象學家所研究熱帶天氣分析預報的地理範圍,大致就是30°N~30°S。不過冬、夏半年在南北半球的範圍有所伸縮,例如北半球冬半年的熱帶東風帶在20°N以南,而夏半年可擴及30°~35°N以北。
熱帶天氣學的主要研究內容有:熱帶大氣特性及其分析方法、低緯大氣環流、季風環流系統、低緯行星尺度天氣系統、熱帶波動和熱帶渦旋、颱風、熱帶邊界層與熱帶積雲對流、熱帶擾動的發生、發展機制、熱帶天氣預報。

研究意義

熱帶低緯度地區對於全球天氣分析和預報具有特殊重要的意義。首先,熱帶(30°N~30°S)的範圍廣闊,占整個地球表面總面積的50%左右,相當於中、高緯度面積之和。因此,熱帶地區在全球大氣環流和天氣過程的研究中占有極重要的地位。其次,熱帶地區是大氣能量的主要來源。大氣中的能量歸根結蒂都來源於太陽輻射能量,而熱帶地區正是接收太陽能量最多的主要地區。熱帶地表面接收了太陽輻射能以後,又輸送到大氣中去,並往中、高緯度輸送,推動了大氣環流的運動、變化和發展。第三,熱帶地區又是大氣中水汽的主要來源。由於地球表面海洋占75%,而熱帶地區絕大部分是海洋,終年濕度較高,海水蒸發較多,供應了大氣中水汽含量的絕大部分。最後,中、高緯大氣環流和低緯大氣環流是密切相關、相互影響的。對於中、高緯地區來說,短期天氣預報也許還可以不考慮低緯環流的影響。但是隨著預報時效的增長,就必須考慮低緯環流的影響。因此,熱帶天氣分析和預報的研究和實踐,不僅對熱帶地區有直接的意義,而且對於全球天氣的長期預報、數值預報、氣候變化等都有特殊重要的意義。

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