彭麗霞 孫照渤 陳海山 朱偉軍 曾剛 倪東鴻

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夏季南亞高壓多中心特征及其熱力影響因子分析

彭麗霞 孫照渤 陳海山 朱偉軍 曾剛 倪東鴻

南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心/氣象災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室南京210044

采用美國(guó)NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和日本氣象廳JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis Project）的月平均環(huán)流場(chǎng)和非絕熱加熱場(chǎng)資料，分析了夏季南亞高壓多中心結(jié)構(gòu)特征，探討了不同區(qū)域高壓中心的動(dòng)力和熱力結(jié)構(gòu)，及其與不同地區(qū)熱源的關(guān)系。結(jié)果表明：（1）夏季南亞高壓存在顯著多中心特征，可達(dá)5～6個(gè)，其中雙中心類和三中心類占比例最多，約70%～80%，其次，單中心類和四中心類分別約占10%左右。（2）無論中心個(gè)數(shù)的多或少，不同區(qū)域的南亞高壓中心的動(dòng)力結(jié)構(gòu)和熱力結(jié)構(gòu)不同，大致可以分為三個(gè)區(qū)域20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E。20°～70°E伊朗高原及其以西上空南亞高壓中心中層對(duì)應(yīng)伊朗副高的東北側(cè)，低層對(duì)應(yīng)印緬槽的西北部，整層為下沉運(yùn)動(dòng)；80°～120°E青藏高原到我國(guó)東部上空南亞高壓中心低層對(duì)應(yīng)印緬槽中部，低層正渦度高層負(fù)渦度，整層為強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)；120°～160°E西太平洋地區(qū)南亞高壓中心中低層都對(duì)應(yīng)西太平洋副熱帶高壓的西部，整層負(fù)渦度，對(duì)應(yīng)上升運(yùn)動(dòng)。（3）三個(gè)區(qū)域的高壓中心都對(duì)應(yīng)著暖中心結(jié)構(gòu)，20°～70°E區(qū)域以下沉增溫加熱為主導(dǎo)，80°～120°E和120°～160°E區(qū)域以深對(duì)流加熱為主導(dǎo)。（4）當(dāng)20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E區(qū)域存在高壓中心時(shí)，對(duì)應(yīng)區(qū)域的南亞高壓環(huán)流的增強(qiáng)，對(duì)局地環(huán)流、深對(duì)流和降水有著顯著的影響。

南亞高壓 多中心 對(duì)流加熱 青藏高原

1 引言

夏季南亞高壓主要位于青藏高原和伊朗高原上空，是除極渦外對(duì)流層高層強(qiáng)大、穩(wěn)定的反氣旋環(huán)流系統(tǒng)，是亞洲夏季風(fēng)主要成員之一（Mason and Anderson，1958）。自從20世紀(jì)中期以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)南亞高壓結(jié)構(gòu)特征、活動(dòng)規(guī)律、維持機(jī)制，及其與亞洲和全球的天氣、氣候之間的關(guān)系，都進(jìn)行了廣泛的研究（陶詩言和朱?？?，1964；葉篤正和張捷遷，1974；章基嘉等，1984；陳桂英和廖荃蓀，1990；陶詩言等，1998；劉屹岷等，1999a，1999b；張瓊等，2000；張瓊和吳國(guó)雄, 2001；錢永甫等，2002； Ding and Wang，2005；張亞妮等，2013）。

東西振蕩是南亞高壓活動(dòng)的主要特征之一，經(jīng)常表現(xiàn)為范圍的伸縮、中心位置的東西偏移以及不同形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化。羅四維等（1982）以100°E為界，將南亞高壓分成東部型、西部型和帶狀型三種形態(tài)。90年代中期以后隨著資料的增多，從氣候?qū)W對(duì)南亞高壓進(jìn)行了更細(xì)致的探討，Qian et al.（2002）研究表明盛夏南亞高壓表現(xiàn)為青藏高壓模態(tài)和伊朗高壓模態(tài)，青藏高壓是熱力性質(zhì)的高壓，伊朗高壓是動(dòng)力為主的高壓，并據(jù)此將南亞高壓東西振蕩分為兩類，一類是青藏高壓與伊朗高壓兩個(gè)模態(tài)之間的振蕩，一類是青藏高壓的東西振蕩和伊朗高壓的東西振蕩。同時(shí)，南亞高壓存在不同時(shí)間尺度的東西振蕩特征，包括季節(jié)內(nèi)、年際和年代際變化，其與大氣環(huán)流內(nèi)部因子、以及青藏高原熱力、積雪、海溫環(huán)流強(qiáng)迫等外部因子有不同的聯(lián)系（鄭慶林等，1993；張瓊等，2000；陳文，2002；楊輝和李崇銀，2005；林莉等，2008；楊建玲和劉秦玉，2008；彭麗霞等，2009；李崇銀等，2011；曾剛等，2013）。

熱力是南亞高壓形成并維持的主要因子，也是影響南亞高壓活動(dòng)的重要因子。最早一些學(xué)者（Flohn，1957；葉篤正和張捷遷，1974）指出青藏高原加熱是南亞高壓形成的一個(gè)重要原因。章基嘉等（1984）指出南亞高壓的建立和季節(jié)性遷移，除了考慮大地形的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)外，青藏高原熱源、孟加拉灣熱源和黃海—日本熱源對(duì)其也有重要影響。劉屹岷等（1999a，1999b）指出低空副熱帶高壓出現(xiàn)在表面感熱加熱西側(cè)、深對(duì)流凝結(jié)加熱東側(cè)；而高空副熱帶高壓出現(xiàn)在表面感熱加熱的東側(cè)、深對(duì)流凝結(jié)加熱的西側(cè)，東亞季風(fēng)降水所致的凝結(jié)潛熱加熱使南亞高壓位于加熱中心西側(cè)，中層西太平洋副熱帶高壓位于加熱中心東側(cè)。Qian et al.（2002）分析表明，海陸對(duì)比行星尺度加熱場(chǎng)的季節(jié)變化，影響著南亞高壓的冬夏兩模態(tài)變化，南亞高壓具有趨熱性，夏季強(qiáng)大的南亞高壓主要與南亞地區(qū)的潛熱和感熱有關(guān)。劉伯奇等（2009）等指出菲律賓群島以東洋面上空反氣旋在4月第5候分裂出中南半島上空的反氣旋中心，此中心加強(qiáng)后形成南亞高壓，主要促發(fā)因子是亞洲南部大氣非絕熱加熱狀態(tài)的改變。亞洲南部作為地球上最大的熱源地區(qū)，包括青藏高原、孟加拉灣、東亞季風(fēng)區(qū)、以及西太平洋等主要熱源區(qū)，不同季節(jié)、不同地區(qū)的這些熱源在亞洲季風(fēng)環(huán)流和南亞高壓建立維持中扮演著不同的重要角色（周兵等，2006；包慶等，2008；郭準(zhǔn)等，2009；舒斯等，2011；洪芳玲等，2012；王黎娟等，2013；吳國(guó)雄等，2013；郭帥宏等，2014）。

南亞高壓東西振蕩與對(duì)流層大氣環(huán)流和降水關(guān)系密切，南亞高壓與西太平洋副熱帶高壓相向而行、相背而斥，與印度季風(fēng)、東亞季風(fēng)以及南海季風(fēng)的爆發(fā)和強(qiáng)弱都存在密切關(guān)系（陶詩言和朱?？?，1964；譚晶等，2005；任榮彩等，2007；陳延聰?shù)龋?009；陳永仁等，2011；張亞妮等，2013），與我國(guó)長(zhǎng)江流域、華北、西北、西南等地區(qū)的旱澇存在密切關(guān)系（張瓊和吳國(guó)雄，2001；朱玲等，2010；齊冬梅等，2011；宣守麗等，2011；徐棟夫等，2014；張宇等，2014）。以往常將高壓最強(qiáng)中心作為研究對(duì)象，但對(duì)于南亞高壓多中心的結(jié)構(gòu)特征及其維持機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。本文將深入分析南亞高壓多中心的統(tǒng)計(jì)特征和活動(dòng)規(guī)律，探討不同區(qū)域高壓中心的動(dòng)力結(jié)構(gòu)和熱力結(jié)構(gòu)，以及其與不同地區(qū)包括伊朗高原地區(qū)、青藏高原地區(qū)、孟加拉灣地區(qū)、東亞季風(fēng)區(qū)、以及西太平洋地區(qū)的熱力的關(guān)系，這不僅有助于揭示影響南亞高壓活動(dòng)的成因及其物理過程，而且對(duì)研究和預(yù)測(cè)我國(guó)氣候變化及其成因也將有重要意義。

2 資料方法

本文研究所采用的數(shù)據(jù)為美國(guó)NCEP/NCAR的再分析資料NCEP/NCAR I、NCEP-DOE的第二代再分析資料NCEP/DOE II和日本JRA-55（Japanese 55-year Reanalysis Project）再分析資料的月平均環(huán)流場(chǎng)和非絕熱加熱資料，其中非絕熱加熱資料包括深對(duì)流加熱率、淺對(duì)流加熱率、大尺度凝結(jié)加熱率、長(zhǎng)波輻射加熱率、短波輻射加熱率和垂直擴(kuò)散加熱率。NCEP/NCAR I和NCEP/DOE II的環(huán)流場(chǎng)資料水平分辨率為2.5°×2.5°，垂直17層等壓面，非絕熱加熱資料水平分辨率為高斯網(wǎng)格1.875°×1.875°，垂方向?yàn)?8層等面，JRA-55環(huán)流場(chǎng)和非絕熱加熱資料水平分辨率均為1.25°×1.25°，垂直方向?yàn)?7層等壓面。NCEP/NCAR I時(shí)間為1948～2013年的6～8月，NCEP/DOE II為1979～2012年的6～8月，JRA-55為1958～1999年6～8月。降水資料為NOAA氣候預(yù)測(cè)中心提供的全球綜合分析降水集CMAP，時(shí)間為1979～2011年，分辨率為2.5°×2.5°。

大氣熱源（匯）的計(jì)算通常有正算法和倒算法兩種，將NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和JRA-55非絕熱加熱資料代入公式（1）右側(cè)相應(yīng)各項(xiàng)而得到大氣熱源，稱為正算法；采用Yanai et al.（1973）提出的，通過計(jì)算公式（1）左側(cè)各項(xiàng)而得到大氣熱源的計(jì)算方法為倒算法。

熱力學(xué)方程可寫為

其中，c為定壓比容；為氣體常數(shù)；=/c；R為凈輻射加熱率，是短波輻射加熱率和長(zhǎng)波輻射加熱率之和；L為潛熱加熱率，是深對(duì)流加熱率、淺對(duì)流加熱率、大尺度凝結(jié)加熱率三項(xiàng)之和；W是感熱傳導(dǎo)引起的垂直擴(kuò)散加熱率；R、L和W之和為總非絕熱加熱率1，表示單位質(zhì)量大氣的熱源（匯）。

對(duì)公式（1）進(jìn)行質(zhì)量加權(quán)垂直方向整層積分：

其中，s為地表面氣壓；t為大氣頂氣壓，取100 hPa；01000 hPa；為重力加速度；為單位面積整層大氣柱非絕熱加熱率，當(dāng)大于（小于）零時(shí)，加熱（冷卻）整層大氣柱，稱大氣熱源（熱匯）。

3 南亞高壓多中心統(tǒng)計(jì)特征

參考以前關(guān)于南亞高壓位置、形狀以及流場(chǎng)特征的研究（章基嘉等，1980；羅四維等，1982；Qian et al.，2002），南亞高壓中心的界定需滿足以下兩個(gè)條件：（1）在月平均200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)（0～50°N，0～160°E）范圍內(nèi)，查找所有位勢(shì)高度場(chǎng)的極大值中心，此極大值中心需在12480 gpm等值線包圍的區(qū)域內(nèi)；（2）如果位勢(shì)高度場(chǎng)極大值中心東（西）側(cè)5°范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)北（南）風(fēng)，北（南）側(cè)5°范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)西（東）風(fēng)，則此極大值中心為南亞高壓的一個(gè)中心。這樣高壓中心既是位勢(shì)高度場(chǎng)極大值中心，又是風(fēng)場(chǎng)的環(huán)流中心。本文對(duì)NCEP/NCAR I再分析資料的1948～2013年6～8月共198個(gè)樣本、NCEP/DOE II的1979～2013年的6～8月共105個(gè)樣本和JRA-55的1958～1999年的6～8月共126個(gè)樣本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

根據(jù)同時(shí)出現(xiàn)中心的個(gè)數(shù)將南亞高壓分為了單中心類、雙中心類、三中心類和四中心類等，圖1給出了不同類南亞高壓個(gè)例數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，其中單中心類個(gè)例并不多，NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和JRA-55資料中分別占了10%、16%和13%；雙中心類是南亞高壓的主要存在形式，其在NCEP/ NCAR I、NCEP/DOE II和JRA-55資料中分別占了41%、53%、41%；三中心類是南亞高壓存在的又一主要形式，其在NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和JRA-55資料中分別占了39%、23%、27%；四中心類個(gè)例較少，在三套資料中分別占了8%、8%，12%；五中心類南亞高壓在NCEP/NCAR I和JRA-55資料都只有5個(gè)個(gè)例，分別占了總樣本的3%和4%；六中心及其以上南亞高壓在JRA-55資料中有3個(gè)個(gè)例，占總樣本的2%，在NCEP/NCAR I、NCEP/ DOE II中并不存在，這可能由于分辨率不同的原因。因此雙中心類和三中心類是南亞高壓存在的主要形式，占了總樣本的70%～80%左右。早在19世紀(jì)60年代陶詩言和朱?？担?964）指出了南亞高亞存在兩種流型的轉(zhuǎn)化，第一種流型兩個(gè)反氣旋中心分別位于50°E和100°E，第二種流型為高壓中心位于80°E青藏高原上空，兩種流型的轉(zhuǎn)化影響著低層天氣過程的轉(zhuǎn)化，因此探討南亞高壓多中心結(jié)構(gòu)特征，將對(duì)東亞天氣、氣候的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)有重要意義。

圖1 （a、b）NCEP/NCAR I、（c、d）NCEP/DOE II和（e、f）JRA-55再分析資料中不同中心類南亞高壓個(gè)例數(shù)（左列）及其所占比率（右列）

圖2給出了單中心類、雙中心類、三中心類南亞高壓中心的緯向位置分布情況，NCEP/NCAR I和NCEP/DOE II資料中，單中心主要分布在50°～100°E范圍內(nèi)，基本位于伊朗高原和青藏高原上空，JRA-55資料中單中心主要位于青藏高原上空，圖3a、b分別給出了單中心分別出現(xiàn)在伊朗高原和青藏高原上空時(shí)200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖。雙中心類南亞高壓的一個(gè)中心多數(shù)出現(xiàn)在75°E以西的伊朗高原及其以西上空，另一個(gè)中心主要出現(xiàn)在80°E以東的地區(qū)，其中80°～100°E青藏高原地區(qū)出現(xiàn)最多，其次是120°E以東的西太平洋上空，105°～120°E我國(guó)東部大陸上空出現(xiàn)較少，圖3c給出了兩中心同時(shí)出現(xiàn)在75°E以西的伊朗高原上空和80°～100°E青藏高原上空時(shí)200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖。三中心類南亞高壓的第一個(gè)中心出現(xiàn)在75°E以西的伊朗高原及其以西上空，第二個(gè)中心主要出現(xiàn)在青藏高原和我國(guó)東部大陸上空，第三個(gè)中心出現(xiàn)在西太平洋上空，圖3d給出了三個(gè)中心同時(shí)出現(xiàn)在75°E以西的伊朗高原地區(qū)、青藏高原地區(qū)、西太平洋地區(qū)時(shí)200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖。四中心類南亞高壓的四個(gè)中心從西到東依次出現(xiàn)在紅海到75°E以西的伊朗高原上空，75°～100°E之間的青藏高原上空，120°～135°E的東海上空和135°～160°E的西太平洋上空，圖3e給出了南亞高壓四中心同時(shí)出現(xiàn)時(shí)200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)分布圖。同時(shí)圖3f給出了五中心類南亞高壓部分個(gè)例200 hPa位勢(shì)高度合成圖。

圖2 （a、b、c）NCEP/NCAR I、（d、e、f）NCEP/DOE II和（g、h、i）JRA-55單中心類（左列）、雙中心類（中間列）和三中心類（右列）南亞高壓中心緯向位置分布特征

圖3 （a）單中心類西部型、（b）單中心類東部型、（c）雙中心類、（d）三中心類、（e）四中心類和（f）五中心類南亞高壓代表個(gè)例200 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)合成圖（單位：gpm；陰影區(qū)通過95％信度檢驗(yàn)）

表1為不同中心類、不同區(qū)域的高壓中心強(qiáng)度分布特征，可見：從不同中心類角度，NCEP/NCAR I資料表現(xiàn)出一個(gè)明顯的特征：夏季無論哪個(gè)區(qū)域，高壓中心的強(qiáng)度都隨著高壓中心個(gè)數(shù)的增多而減弱，但此特征在NCEP/DOE II和JRA-55資料中沒有明顯的體現(xiàn)。從不同區(qū)域來看，不論哪類，伊朗高原和青藏高原上空的高壓中心的平均強(qiáng)度明顯強(qiáng)于東亞大陸上空的高壓中心的平均強(qiáng)度約20 gpm，強(qiáng)于西太平洋海洋上空的高壓中心的平均強(qiáng)度約50 gpm。同時(shí)分別對(duì)6、7、8月不同中心類、不同區(qū)域的高壓中心強(qiáng)度分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，從不同月份來看，不同類南亞高壓中心強(qiáng)度都在6月偏弱，7月最強(qiáng)，8月次之，從不同地區(qū)來看，都表現(xiàn)出了伊朗高原和青藏高原上空的高壓中心的強(qiáng)度最強(qiáng)，東亞大陸上空的高壓中心強(qiáng)度次之，西太平洋海洋上空的高壓中心強(qiáng)度明顯偏弱的特征。

表1 不同區(qū)域、不同類高壓中心強(qiáng)度（單位：gpm）

4 各區(qū)域南亞高壓中心的環(huán)流特征

夏季南亞高壓是橫跨整個(gè)東半球的強(qiáng)大反氣旋系統(tǒng)，其內(nèi)部不同位置的環(huán)流結(jié)構(gòu)和物理過程存在著顯著差異，章基嘉（1980）等指出當(dāng)南亞高壓屬東部型或西部型時(shí)，它的緯圈環(huán)流和經(jīng)圈環(huán)流結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出不同的特征。羅四維等（1982）等指出南亞高壓形態(tài)可分為東部型、帶狀型和西部型，不同形態(tài)南亞高壓與西太平洋副熱帶高壓活動(dòng)，以及長(zhǎng)江流域、四川和貴州等地的降水關(guān)系密切。Qian et al.（2002）等指出盛夏南亞高壓表現(xiàn)出熱力性質(zhì)的青藏高壓和動(dòng)力為主的伊朗高壓雙模態(tài)特征。經(jīng)對(duì)每類不同區(qū)域的高壓中心環(huán)流特征、動(dòng)力熱力結(jié)構(gòu)和物理過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：不同區(qū)域高壓中心的熱力、動(dòng)力結(jié)構(gòu)和環(huán)流特征不同。參考前面分析，本文分20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E三個(gè)區(qū)域，來研究不同區(qū)域高壓中心的結(jié)構(gòu)特征和維持機(jī)制，70°～80°E區(qū)域沒有被考慮，主要是由于該區(qū)有些個(gè)例類似伊朗高壓中心的特征，有些個(gè)例類似青藏高壓中心的特征，很難區(qū)分，而伊朗高壓和青藏高壓是性質(zhì)不同的兩類高壓（Qian et al., 2002），這在后面有介紹。

本文建立了以高壓中心為原點(diǎn)的新坐標(biāo)系，高壓中心為（0，0）點(diǎn)，中心以東（西）為緯向正（負(fù)）方向，中心以北（南）為經(jīng)向正（負(fù)）方向。NCEP/ NCAR I資料中20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E三個(gè)區(qū)域的高壓中心樣本數(shù)分別為141、160和84，NCEP/DOE II資料中樣本數(shù)分別為70、70和46，JRA-55資料中樣本數(shù)分別為71、120和37。

圖4給出了以高壓中心為原點(diǎn)的新坐標(biāo)下，高壓中心位于20°～70°E、80°～120°E、120°～160°E區(qū)域時(shí)，200 hPa、500 hPa和850 hPa的位勢(shì)高度合成圖。當(dāng)高壓中心位于20°～70°E區(qū)域時(shí)，200 hPa上伊朗高原及其以西上空表現(xiàn)為一個(gè)較強(qiáng)的高壓中心；南亞高壓中心的下方，500 hPa上對(duì)應(yīng)伊朗副高的東北部的偏北氣流，850 hPa上對(duì)應(yīng)亞洲印緬槽的西北部。當(dāng)高壓中心位于80°～120°E區(qū)域時(shí)，200 hPa上青藏高原上空表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)大的高壓中心；南亞高壓中心的下方，500 hPa上對(duì)應(yīng)印緬槽中部，考慮到較高的青藏高原地形，沒有給出850 hPa位勢(shì)高度合成圖。當(dāng)高壓中心位于120°～160°E區(qū)域時(shí)，200 hPa上西太平洋上空表現(xiàn)為一個(gè)明顯的高壓中心；南亞高壓中心的下方，500 hPa和850 hPa上對(duì)應(yīng)著西太平洋副熱帶高壓的西部，有較強(qiáng)的偏南氣流。NCEP/DOE II和JRA-55資料顯示結(jié)果與圖4一致（圖略），6、7、8月不同月份各區(qū)域高壓中心的垂直結(jié)構(gòu)的也基本一致（圖略），由此可見不同區(qū)域的高壓中心的垂直環(huán)流結(jié)構(gòu)并不相同，其物理過程和影響因子也并不相同。

圖4 NCEP/NCAR I以高壓中心為原點(diǎn)的新坐標(biāo)下，高壓中心位于（a、b、c）20°～70°E，（d、e）80°～120°E和（f、g、h）120°～160°E區(qū)域時(shí)，200 hPa（左列）、500 hPa（中間列）和850 hPa（右列）位勢(shì)高度（單位：gpm）合成圖

圖5給出了三個(gè)區(qū)域高壓中心的渦度、散度和垂直速度隨高度變化合成圖。從渦度角度來看，三個(gè)區(qū)域高壓中心的渦度垂直分布的特點(diǎn)為：300～70 hPa都具有較強(qiáng)的負(fù)渦度，其中20°～70°E、80°～120°E區(qū)域的負(fù)渦度最強(qiáng)，約2×10?5～3×10?5s?1，120°～160°E區(qū)域負(fù)渦度較弱，約1×10?5～2× 10?5s?1，三個(gè)區(qū)域高壓中心負(fù)渦度值都在150 hPa達(dá)到最強(qiáng)，那里南亞高壓最強(qiáng)。另外在20°～70°E區(qū)域，700 hPa以下為較弱的正渦度，700 hPa上為負(fù)渦度，且隨高度增高而增強(qiáng)；在80°～120°E區(qū)域，500 hPa以上為負(fù)渦度，隨高度增加而增強(qiáng)，500 hPa以下為較弱的正渦度，最強(qiáng)正渦度位于南側(cè)；在120°～160°E區(qū)域，從地面到高空都表現(xiàn)為負(fù)渦度，這與圖4位高度場(chǎng)垂直分布特征一致。從散度和垂直速度角度來看，三個(gè)區(qū)域高壓中心的垂直運(yùn)動(dòng)并不相同，20°～70°E地區(qū)整層為下沉氣流，最強(qiáng)下沉氣流在400 hPa，達(dá)到0.02 Pa s?1，其中700～400 hPa為輻散，最強(qiáng)輻散在600 hPa，400～70 hPa為輻合，最強(qiáng)輻合在200 hPa；80°～120°E和120°～160°E區(qū)域整層都為上升運(yùn)動(dòng)，500 hPa以下為輻合，最強(qiáng)輻合在近地面層，500～70 hPa為輻散，最強(qiáng)輻散在150 hPa左右，其中80°～120°E的上升速度是120°～160°E區(qū)域的5～6倍。

圖5 20°～70°E（左列）、80°～120°E（中間列）和120°～160°E（右列）區(qū)域南亞高壓中心（a、b、c）渦度（單位：10?5 s?1）、（d、e、f）散度（單位：10?6 s?1）和（g、h、i）垂直速度（單位：10?2 Pa s?1）隨高度變化合成圖（實(shí)線：NCEP/NCAR I；點(diǎn)線：NCEP/DOE II；長(zhǎng)虛線：JRA-55）

5 各區(qū)域南亞高壓中心熱力結(jié)構(gòu)特征

為討論各區(qū)域高壓中心的熱力結(jié)構(gòu)及其維持機(jī)制，圖6給出了20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E三個(gè)區(qū)域高壓中心的溫度緯向偏差廓線圖（圖6a–c）和非絕熱加熱廓線圖（圖6d–f）。由圖6a–c可見，三區(qū)域高壓中心溫度緯向偏差垂直廓線圖有較好的一致性，150 hPa以下（上）對(duì)應(yīng)著正（負(fù)）的溫度緯向偏差，200～300 hPa正的溫度緯向偏差最強(qiáng)。南亞高壓中心150 hPa以下為暖中心結(jié)構(gòu)，150 hPa以上對(duì)應(yīng)溫度場(chǎng)的低值區(qū)，因此南亞高壓在150 hPa強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)。三個(gè)區(qū)域?qū)Ρ葋砜?，?duì)流層中上層，20°～70°E和80°～120°E區(qū)域正溫度緯向偏差最強(qiáng)，達(dá)6°C左右，120～160°E地區(qū)較弱，為3°C左右；在近地面層，20°～70°E和80°～120°E地區(qū)都對(duì)應(yīng)著很強(qiáng)的正溫度緯向偏差，120°～160°E溫度緯向偏差為零，說明地面感熱與伊朗高原及其以西地區(qū)和青藏高原地區(qū)的南亞高壓有密切聯(lián)系。

溫度是大氣熱力狀況的表達(dá)，對(duì)流層大氣的溫度變化主要受到非絕熱加熱和絕熱加熱兩個(gè)過程的影響，非絕熱加熱是指所研究系統(tǒng)與外界之間的熱量交換，包括輻射加熱、潛熱加熱和感熱加熱；絕熱過程是指因大氣升降運(yùn)動(dòng)過程中引起壓強(qiáng)、體積的變化，對(duì)外界做功，而與周圍大氣發(fā)生的能量交換。要弄清高壓系統(tǒng)本身熱力結(jié)構(gòu)和維持機(jī)制，分別討論絕熱加熱過程和非絕熱加熱過程對(duì)南亞高壓的作用就非常必要。

圖6d–f給出了總的非絕熱加熱對(duì)不同區(qū)域南亞高壓中心的作用，這里的總非絕熱加熱是指深對(duì)流加熱率、淺對(duì)流加熱率、大尺度凝結(jié)加熱率、長(zhǎng)波輻射加熱率、短波輻射加熱率和感熱垂直擴(kuò)散加熱率6項(xiàng)的綜合作用。由圖可見：20°～70°E區(qū)域，700～150 hPa對(duì)應(yīng)較強(qiáng)的負(fù)非絕熱加熱，最大負(fù)值在500 hPa，近地面為正的非絕熱加熱，150～70 hPa為弱的正非絕熱加熱，這與圖6a正的溫度緯向偏差相矛盾，需要絕熱加熱過程來補(bǔ)充。80°～120°E和120°～160°E兩區(qū)域從地面到100 hPa都為正的非絕熱加熱，與圖6b、c較強(qiáng)的正溫度緯向偏差一致，120°～160°E加熱強(qiáng)度較弱。另外20°～70°E、80～120°E兩個(gè)區(qū)域地面都表現(xiàn)出了強(qiáng)的正非絕熱加熱作用，120°～160°E地表面的非絕熱加熱為零。因此非絕熱加熱是80°～120°E和120°～160°E兩個(gè)區(qū)域是南亞高壓中心熱力維持的最主要原因。

圖6 （a、d）20°～70°E、（b、e）80°～120°E和（c、f）120°～160°E區(qū)域南亞高壓中心溫度緯向偏差（上；單位：°C）和總非絕熱加熱率（下；單位：K s?1）隨高度變化合成圖（實(shí)線：NCEP/NCAR I；點(diǎn)線：NCEP/DOE II；長(zhǎng)虛線：JRA-55）

圖7所示為非絕熱加熱各分量對(duì)不同區(qū)域南亞高壓中心維持所起的作用。對(duì)流加熱率是指深對(duì)流加熱率、淺對(duì)流加熱率、大尺度凝結(jié)加熱率三項(xiàng)之和，這里以深對(duì)流加熱率為主，淺對(duì)流加熱率、大尺度凝結(jié)加熱率非常小。20°～70°E區(qū)域，對(duì)流加熱幾乎為零，短波輻射加熱是該區(qū)域的主要熱源，長(zhǎng)波輻射加熱是該區(qū)域的主要冷源，其中長(zhǎng)波輻射冷卻效應(yīng)是短波加熱效應(yīng)的2～4倍，所以總非絕熱加熱為負(fù)值；近地面層以正的感熱垂直輸送的加熱為主導(dǎo)，是短波輻射加熱的1～10倍，是長(zhǎng)波冷卻效應(yīng)的2～3倍，不同資料差異倍數(shù)不同。80°～120°E區(qū)域，近地面以上到100 hPa主要為對(duì)流加熱，且以深對(duì)流加熱為主，其中深對(duì)流加熱率大約是短波輻射加熱率的2～4倍左右，是長(zhǎng)波輻射冷卻率的1.5倍左右，所以總非絕熱表現(xiàn)為較強(qiáng)正值；近地面層以正的感熱垂直擴(kuò)散加熱為主，是短波輻射加熱的3～10倍，是長(zhǎng)波輻射冷卻的2～4倍，所以近地表面為較強(qiáng)正非絕熱加熱。120°～160°E區(qū)域，從850 hPa到100 hPa，對(duì)流加熱作用最強(qiáng)，最大加熱位于300～400 hPa，是短波輻射加熱的2～3倍，總非絕熱加熱為正值；從海表面到950 hPa，對(duì)流加熱率和長(zhǎng)波輻射加熱率都為負(fù)值，垂直擴(kuò)散加熱率和短波輻射加熱率都為正值，正負(fù)加熱率強(qiáng)度相當(dāng)，總非絕熱加熱趨近零。

圖7 20°～70°E（左列）、80°～120°E（中間列）和120°～160°E（右列）區(qū)域南亞高壓中心（a、b、c）對(duì)流加熱率、（d、e、f）長(zhǎng)波輻射加熱率、（g、h、i）短波輻射加熱率和（j、k、l）垂直擴(kuò)散加熱率隨高度變化合成圖（實(shí)線：NCEP/NCAR I；點(diǎn)線：NCEP/DOE II）。單位：K s?1

由圖7可見，不同區(qū)域、同一區(qū)域不同高度，非絕熱加熱各分量對(duì)高壓中心維持所起作用并不相同。圖7為根據(jù)NCEP/NCAR I和CEP/DOE II數(shù)據(jù)所得結(jié)果，JRA-55結(jié)果與其類似（圖略），但NCEP/NCAR I和CEP/DOE II感熱垂直輸送比JRA-55強(qiáng)很多，這些影響主要在近地面層。

6 各區(qū)域南亞高壓中心與垂直運(yùn)動(dòng)關(guān)系

根據(jù)前面討論，非絕熱加熱并不能完全解釋所有區(qū)域高壓中心的暖中心結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)一步討論絕熱過程的影響，由于高壓中心水平風(fēng)速幾乎為零，所以絕熱過程主要以垂直運(yùn)動(dòng)項(xiàng)為主。

為了與圖6d–f正算法所得的非絕熱加熱率進(jìn)行對(duì)比，圖8a–c實(shí)線給出了由公式（1）倒算法所得各區(qū)域高壓中心非絕熱加熱率合成圖，兩圖分布基本一致，圖中沒有顯示的層次是考慮到地形因素。圖8a–c虛線給出了不同區(qū)域高壓中心位置垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率隨高度的變化特征，20°～70°E區(qū)域高壓中心對(duì)應(yīng)下沉增溫，外界對(duì)其做功，溫度增高，此區(qū)域負(fù)的非絕熱加熱率主要由正的垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率來補(bǔ)償。80°～120°E以及120°～160°E區(qū)域的高壓中心對(duì)應(yīng)上升降溫過程，兩區(qū)域正的非絕熱加熱率主要由負(fù)的垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率來消耗。另外在此，西太平洋120°～160°E區(qū)域的高壓中心的熱力結(jié)構(gòu)與西太平洋副熱帶高壓的熱力結(jié)構(gòu)存在較大差異，關(guān)于兩者之間的關(guān)系仍有待于進(jìn)一步研究。

從水平分布來看（圖8d–f），20°～70°E區(qū)域的高壓中心對(duì)應(yīng)正的垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率，最大值位于高壓中心西部偏北地區(qū)。80°～120°E的高壓中心對(duì)應(yīng)負(fù)的垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率，向南10個(gè)緯度為最大負(fù)值區(qū)，對(duì)應(yīng)孟加拉灣地區(qū)，沿高壓中心向西20個(gè)經(jīng)度轉(zhuǎn)變?yōu)檎祬^(qū)，向東整個(gè)區(qū)域?yàn)樨?fù)值區(qū)。120°～160°E的高壓中心對(duì)應(yīng)負(fù)的垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率，強(qiáng)度偏弱，沿中心向東（西）強(qiáng)度逐漸減弱（增強(qiáng)），沿中心向南向北都逐漸減弱。

圖8 采用NCEP/NCAR I資料，由倒算法所得（a、d）20°～70°E、（b、e）80°～120°E和（c、f）120°～160°E區(qū)域南亞高壓中心（a、b、c）總的非絕熱加熱率（實(shí)線；單位：K s?1）和垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率（虛線；單位：K s?1）隨高度變化合成圖以及以高壓中心為原點(diǎn)的新坐標(biāo)下，各區(qū)（d、e、f）整層大氣垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率質(zhì)量加權(quán)垂直積分（單位：105 J m?2 s?1）

下沉增溫是伊朗高原及其以西地區(qū)高壓中心維持的主要原因，錢永甫等（2002）研究指出，青藏高壓是熱力性的高壓，高壓中心區(qū)從上到下都是上升運(yùn)動(dòng)，伊朗高壓是動(dòng)力性為主高壓，高壓中心區(qū)從上到下都是下沉運(yùn)動(dòng)。用1948～2013年7月（27.5°～30°N，40°～70°E）區(qū)域平均的整層垂直運(yùn)動(dòng)絕熱加熱率的時(shí)間序列，回歸200 hPa位勢(shì)高度高度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)（圖略），發(fā)現(xiàn)當(dāng)伊朗高原及其以西地區(qū)下沉增溫增強(qiáng)時(shí)，從伊朗高原向東出現(xiàn)了反氣旋—?dú)庑礆庑獨(dú)庑漠惓２校沟靡晾实貐^(qū)南亞高壓增強(qiáng)，青藏高原地區(qū)南亞高壓減弱，我國(guó)東部地區(qū)南亞高壓增強(qiáng)，西太平洋地區(qū)南亞高壓減弱，因此不僅高壓內(nèi)部的非絕熱加熱各因子能引起高壓本身形態(tài)的變化，絕熱過程同樣也可以引起高壓本身形態(tài)的變化。

7 各區(qū)域高壓中心活動(dòng)與局地深對(duì)流降水關(guān)系

深對(duì)流與青藏高原地區(qū)、我國(guó)東部地區(qū)以及西太平洋地區(qū)南亞高壓中心維持有密切關(guān)系，從各區(qū)域高壓中心對(duì)應(yīng)的深對(duì)流加熱率500～200 hPa垂直積分和降水的水平分布來看（圖9），20°～70°E區(qū)域高壓中心深對(duì)流加熱和降水幾乎為零；80°～120°E區(qū)域高壓中心對(duì)應(yīng)較強(qiáng)深對(duì)流加熱，最強(qiáng)深對(duì)流加熱和降水中心位于高壓中心南部；120°～160°E區(qū)域高壓中心也對(duì)應(yīng)著深對(duì)流加熱和降 水，強(qiáng)度偏弱，越往南深對(duì)流加熱和降水強(qiáng)度越強(qiáng)。

圖9 以高壓中心為原點(diǎn)的新坐標(biāo)下，高壓中心分別位于20°～70°E（左列）、80°～120°E（中間列）和120°～160°E（右列）區(qū)域時(shí)，500～200 hPa（a、b、c）大氣深對(duì)流加熱率質(zhì)量加權(quán)垂直積分（單位：105 J m?2 s?1）和（d、e、f）降水量（單位：mm d?1）合成

圖10 20°～70°E（左列）、80°～120°E（中間列）、120°～160°E（右列）區(qū)有無高壓中心時(shí)，（a、d、g）200 hPa、（b、e、h）500 hPa和（c、f、i）850 hPa位勢(shì)高度合成差值（單位：gpm；陰影區(qū)通過95％信度檢驗(yàn)）

深對(duì)流和降水的氣候平均圖（圖11a、b）指出夏季熱帶、副熱帶亞非地區(qū)分布著強(qiáng)盛的深對(duì)流和降水，明顯的分為幾個(gè)不同區(qū)域，包括北非南部區(qū)、印度季風(fēng)區(qū)、孟加拉灣和青藏高原地區(qū)、以及南海、我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)和菲律賓以東的西太平洋地區(qū)，南亞高壓是其上空唯一的強(qiáng)大反氣旋系統(tǒng)，南亞高壓中心位置與局地中低層環(huán)流調(diào)整及降水、深對(duì)流的關(guān)系值得進(jìn)一步探討。

20°～70°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)高低層位勢(shì)高度和環(huán)流合成差值場(chǎng)表明，當(dāng)20°～70°E區(qū)域有高壓中心時(shí)，200 hPa，80°E以西地區(qū)，15°N以北為異常高壓，中心位于（40°N，50°E），強(qiáng)度達(dá)45 gpm，15°N以南為位勢(shì)高度場(chǎng)負(fù)異常，15°～30°N為密集的緯向等高線，青藏高原上空僅表現(xiàn)為弱脊（圖10a）；200 hPa環(huán)流差值場(chǎng)上，（40°N，50°E）為顯著的異常反氣旋中心，30°N以南到赤道的北非—沙特阿拉伯上空表現(xiàn)為寬廣的異常東風(fēng)（圖略）；低層500 hPa和850 hPa位勢(shì)高度差值圖（圖10b、c）表明，30°N以南的北非—沙特阿拉伯—印度北部地區(qū)表現(xiàn)為顯著異常低壓，30°N以北西歐地區(qū)表現(xiàn)為異常高壓，500 hPa青藏高原上空位勢(shì)高度場(chǎng)正異常，對(duì)應(yīng)的500 hPa和850 hPa環(huán)流場(chǎng)差值圖上（圖略），30°N以南為顯著異常氣旋環(huán)流，以北為異常反氣旋環(huán)流，20°N以南到赤道從西大西洋東部—北非—沙特阿拉伯—印度北部為強(qiáng)西風(fēng)帶，為北非—沙特阿拉伯帶來較多水汽（圖略）。20°～70°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)，850 hPa和200 hPa輻合輻散風(fēng)分量合成差值場(chǎng)表明（圖略）：80°E以西地區(qū)，30°N以南低層輻合，高層輻散，整層表現(xiàn)為顯著的上升運(yùn)動(dòng)，而在30°N以北高層輻合，低層輻散，整層下沉運(yùn)動(dòng)。當(dāng)20°～70°E區(qū)域有高壓中心時(shí)，局地的環(huán)流配置使得10°N以北北非地區(qū)和印度西北部對(duì)流和降水增加（圖11c、d）。

80°～120°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)高低層位勢(shì)高度和環(huán)流合成差值場(chǎng)表明：當(dāng)80～120°E存在高壓中心時(shí)，200 hPa，20°N以北從青藏高原中東部到我國(guó)東部為異常高壓，中心位于（37.5°N，100°E）（圖10d），對(duì)應(yīng)較強(qiáng)異常反氣旋環(huán)流，其北側(cè)西風(fēng)急流北移增強(qiáng)，最強(qiáng)西風(fēng)位于40°N左右，南側(cè)東風(fēng)急流增強(qiáng)，最強(qiáng)東風(fēng)位于青藏高原南緣（圖略）；500 hPa青藏高原和伊朗高原上空為顯著的異常低壓（圖10e），對(duì)應(yīng)著顯著的異常氣旋環(huán)流，同時(shí)印度北部還存在一較弱異常反氣旋環(huán)流（圖略）；低層850 hPa，我國(guó)大陸—青藏高原南側(cè)（青藏高原主體高度高于850 hPa）表現(xiàn)為異常低壓（圖10f），20°N以北的60°～120°E區(qū)域表現(xiàn)為顯著異常氣旋環(huán)流，氣旋南部較強(qiáng)的西南氣流從75°E向東繞過青藏高原，沿我國(guó)大陸東部一直向北到長(zhǎng)江中下游及其偏北地區(qū)，同時(shí)我國(guó)東部西太平洋上表現(xiàn)出顯著的異常反氣旋性環(huán)流，其西側(cè)的東南氣流向長(zhǎng)江流域及其以北地區(qū)輻合（圖略）。80°～120°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)，850 hPa和200 hPa輻合輻散風(fēng)分量合成差值圖（圖略）表明：沿30°N帶狀區(qū)域的青藏高原—我國(guó)長(zhǎng)江流域—日本中北地區(qū)表現(xiàn)為顯著的上升運(yùn)動(dòng)，其南部孟加拉灣—我國(guó)華南—西太平洋地區(qū)表現(xiàn)為顯著的下沉運(yùn)動(dòng)。這樣的環(huán)流局地配置使得青藏高原－30°N左右江淮流域—日本東北部深對(duì)流和降水明顯偏多，而孟加拉灣—我國(guó)華南、南海以及東部菲律濱和臺(tái)灣以東的西太平洋深對(duì)流降水明顯減弱（圖11e、f）。

120°～160°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)高低層位勢(shì)高度合成差值場(chǎng)表明：120°～160°E存在高壓中心時(shí)，200 hPa上，西太平洋10°N以北為異常高壓，中心位于（40°N，140°E），強(qiáng)度達(dá)50 gpm，青藏高原及其以西表現(xiàn)出明顯的正位勢(shì)高度場(chǎng)異常，異常程度在10 gpm以上（圖10g）；500 hPa和850 hPa上，西太平洋上空30°N及其以南表現(xiàn)為顯著異常低壓，30°N以北表現(xiàn)為顯著的異常高壓（圖10h、i）。120°～160°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)高低層環(huán)流差值場(chǎng)（圖略）表明：當(dāng)120°～160°E存在高壓中心時(shí)，200 hPa西太平洋上空，10°N以北為顯著異常反氣旋環(huán)流，中心偏北位于（40°N，140°E）；850 hPa上，西太平洋30°N以北對(duì)應(yīng)著異常反氣旋環(huán)流，30°N以南對(duì)應(yīng)著異常氣旋環(huán)流。120～160°E區(qū)域有無高壓中心時(shí)，850 hPa和200 hPa輻合輻散風(fēng)分量合成差值場(chǎng)（圖略）表明：30°N及其以南地區(qū)低層輻合，高層輻散，整層為顯著的上升運(yùn)動(dòng)，30°～40°N低層輻散，高層輻合，整層為顯著的下沉運(yùn)動(dòng)（圖略），120°～160°E區(qū)域南亞高壓中心調(diào)整著局地高低層環(huán)流，使得10°～25°N間中南半島—華南南?！魈窖蟮貐^(qū)的深對(duì)流和降水的明顯增強(qiáng)，30°～40°N我國(guó)東部地區(qū)一直到日本海以東地區(qū)的深對(duì)流和降水顯著減弱（圖11g、h）。

圖11 （c、d）20°～70°E、（e、f）80°～120°E、（g、h）120°～160°E有無高壓中心時(shí)，500～200 hPa（c、e、g）深對(duì)流加熱率質(zhì)量加權(quán)垂直積分（單位：105 J m?2 s?1）和（d、f、h）降水量（單位：mm d?1）合成差值（陰影區(qū)通過95％信度檢驗(yàn)），以及（a、b）兩者對(duì)應(yīng)的夏季氣候平均

因此當(dāng)20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E地區(qū)高層存在南亞高壓中心時(shí)，對(duì)應(yīng)的中低層環(huán)流也發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整，這樣局地的環(huán)流配置可能使得當(dāng)20°～70°E區(qū)域存在高壓中心時(shí)，10°N以北北非地區(qū)和印度西北部對(duì)流和降水增強(qiáng)；80°～120°E高壓中心存在時(shí)，青藏高原中東部以及30°N江淮流域深對(duì)流降水增強(qiáng)；120°～160°E高壓中心存在時(shí)，菲律賓以東西太平洋深對(duì)流和降水增強(qiáng)。

8 結(jié)論

本文通過NCEP/NCAR I、NCEP/DOE II和JRA-55三套再資料分析了夏季南亞高壓多中心的結(jié)構(gòu)特征，揭示了不同區(qū)域南亞高壓中心的動(dòng)力和熱力結(jié)構(gòu)，及其與不同地區(qū)熱源關(guān)系。結(jié)論如下：

（1）夏季南亞高壓存在明顯的多中心特征，最多可達(dá)5～6個(gè)，根據(jù)高壓中心個(gè)數(shù)分為單中心類，雙中心類，三中心類，四中心類等，其中雙中心類南亞高壓所占比例最多，達(dá)二分之一，三中心類南亞高壓所占比例次多，達(dá)三分之一，單中心類和四中心類分別僅占了約10%的左右，5～6個(gè)中心類的南亞高壓個(gè)例很少，只有幾個(gè)。

（2）不同類南亞高壓中心的緯向位置分布存在顯著的區(qū)域性，單中心類南亞高壓的中心主要分布在50°～100°E；雙中心類南亞高壓的一個(gè)中心分布在75°E以西，另一個(gè)中心主要分布在80°E以東；三中類南亞高壓三個(gè)中心絕大部分分別同時(shí)出現(xiàn)在30°～80°E、80°～120°E和120°～150°E三個(gè)區(qū)域，占了該類的60%以上比例。

（3）無論哪類南亞高壓，不同區(qū)域南亞高壓中心的強(qiáng)度、動(dòng)力結(jié)構(gòu)、熱力結(jié)構(gòu)并不相同，大致可以分為20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E三個(gè)區(qū)域。20°～70°E區(qū)域高壓中心位于南亞高壓的西部，高壓中心下方，500 hPa對(duì)應(yīng)伊朗副高東北側(cè)的偏北氣流，850 hPa對(duì)應(yīng)印緬槽西北部，整層為下沉運(yùn)動(dòng)；80°～120°E區(qū)域高壓中心位于南亞高壓的中部，高壓中心下方，500 hPa對(duì)應(yīng)印緬槽中部，低層正渦度高層負(fù)渦度，整層為上升運(yùn) 動(dòng)；120°～160°E區(qū)域高壓中心位于南亞高壓的東部，高壓中心下方，500 hPa和850 hPa都對(duì)應(yīng)西太平洋副熱帶高壓西部的偏南氣流，整層為負(fù)渦度，為上升運(yùn)動(dòng)。20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E三個(gè)區(qū)域高壓中心都對(duì)應(yīng)暖中心結(jié)構(gòu)，150 hPa以下（上）對(duì)應(yīng)著正（負(fù)）的溫度緯偏值，200～300 hPa為最暖層。不同區(qū)域高壓中心維持機(jī)制并不相同，20°～70°E高壓暖中心結(jié)構(gòu)主要以下沉增溫為主導(dǎo)，對(duì)流加熱率為零；80°～120°E和120°～160°E區(qū)域的暖中心結(jié)構(gòu)主要以深對(duì)流加熱為主導(dǎo)，另外西太平洋地區(qū)的深對(duì)流加熱強(qiáng)度明顯偏弱。

（4）當(dāng)20°～70°E、80°～120°E和120°～160°E地區(qū)存在南亞高壓中心時(shí)，南亞高壓強(qiáng)度增強(qiáng)、反氣旋環(huán)流增強(qiáng)，中低層環(huán)流也發(fā)生變化，使得局地整層環(huán)流配置、降水和深對(duì)流發(fā)生調(diào)整，當(dāng)20°～70°E南亞高壓環(huán)流的增強(qiáng)有利于10°N以北北非地區(qū)和印度西北部對(duì)流和降水；80°～120°E南亞高壓環(huán)流的增強(qiáng)有利于青藏高原及30°N江淮流域?qū)α骱徒邓?20°～160°E南亞高壓環(huán)流的增強(qiáng)有利于菲律賓以東西太平洋對(duì)流和降水。由于篇幅的限制關(guān)于高壓中心與不同地區(qū)對(duì)流降水相互作用反饋過程仍有待于進(jìn)一步探討。

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Analysis on the Multi-center Structure of Summer South Asia High and Its Thermal Influence Factors

PENG Lixia, SUN Zhaobo, CHEN Haishan, ZHU Weijun, ZENG Gang, and NI Donghong

210044

The multi-center characteristic of the summer South Asia high (SSAH) is analyzed based on circulation fields and diabatic heating fields extracted from the NCEP/NCAR I, the NCEP/DOE II and the JRA-55 (Japanese 55-year Reanalysis Project) reanalysis datasets. Moreover, the vertical dynamic and thermodynamic structures of the SSAH centers in different areas and their relationships with heat sources at different regions are studied. Results show that: (1) The SSAH demonstrates an obvious multi-center feature. It can have up to five to six centers simultaneously. Among all the multi-center cases, two-center and three-center cases account for the largest proportion (about 70%–80%) of the total, while one-center and four-center cases only account for about 10% of the total cases. (2) No matter how many centers the SSAH has, the dynamic and thermodynamic features of these SSAH centers show different characteristics in different regions. These regions can be divided into three areas, i.e. 20°–70°E, 80°–120°E and 120°–160°E. For the SSAH centers over the Iranian plateau and its west region within 20°–70°E, the middle levels of the SSAH centers correspond to northeastern Iranian subtropical high and the lower levels correspond to northwestern India-Burma trough, where a strong descending motion occupies the entire troposphere. For the SSAH centers located from the Tibetan Plateau to eastern China within 80°–120°E region, their lower levels correspond to central-northern India-Burma trough, where a strong ascending motion occupies the entire troposphere with anticyclonic circulation in the upper levels and cyclonic circulation in the lower levels. For the SSAH centers over the western Pacific within 120°–160°E region, their middle and lower levels correspond to the western Pacific subtropical high, where an ascending motion is significant with anticyclonic circulation throughout the entire troposphere. (3) All the SSAH centers in the three regions display a warm-high structure. Subsidence heating is the main reason for the formation and maintenance of the SSAH centers within 20°–70°E region, while the deep convective heating is the main reason for the formation and maintenance of the SSAH centers within 80°–120°E and 120°–160°E regions. (4) The enhanced SSAH has significant impacts on local circulation, deep convection and precipitation in all the three areas, i.e. 20°–70°E, 80°–120°E and 120°–160°E, where the SSAH centers are located.

South Asia high, Multi-center, Convective heating, Tibetan Plateau

1006-9895(2016)05-1089-18

P461

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1601.14310

2014-11-10；網(wǎng)絡(luò)預(yù)出版日期 2016-01-29

彭麗霞，女，1978年生，博士，講師，主要從事短期氣候變化及預(yù)測(cè)、海氣相互作用研究。E-mail: penglixia@nuist.edu.cn

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目41105059、61103142、41230422、41575070、41205066、41575102、41475088，科技部公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)GYHY201306028、GYHY201206017，江蘇省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目11KJB170006，江蘇省自然科學(xué)基金——杰出青年基金項(xiàng)目BK20130047，“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”

Funded by National Nature Science Foundation of China (Grants 41105059, 61103142, 41230422, 41575070, 41205066, 41575102, and 41475088), Special Scientific Research Fund of Meteorological Public Welfare Profession of China (Grants GYHY201306028, GYHY201206017), Natural Science Foundation of the Jiangsu Higher Education Institutions of China (Grant 11KJB170006), Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Grant BK20130047), and “the Program for New Century Excellent Talents”