[科普中国]-高空急流

定义

高空急流是围绕地球的强而窄的气流。它集中在对流层上部或平流层中，其中心轴向是准水平的，具有强的水平切变和垂直切变，有一个或多个风速极大值，叫急流带。通常急流长几千公里，宽几百公里，厚几公里，风速垂直切变为5－10m/s,水平切变为每百公里5m/s。急流轴上风速的下限为30m/s。

急流种类温带急流又称，北支西风急流；

位置：冬季靠南，在40～60°N；夏季靠北，在70°N附近。

高度：极地对流层顶附近或极地对流层顶以下1~2km处；夏季高度偏高。

风速：冬季强；夏季弱。

副热带急流又称，南支西风急流；

位置：副热带高压北部，冬季靠南，在25-32°N之间；夏季向北推移约10～15个纬度。中国的急流以副热带急流为主。

高度：平均12-14km。

风速：冬季强夏季弱。

热带东风急流位置：热带对流层顶附近或平流层，副热带高压南部。

高度：14-16km。

风速：夏季强冬季弱。

极地平流层急流位置：50－70°；

风向风速：冬季西风，夏季东风。

高空急流与沙尘暴的关系

近些年来，随着对沙尘暴天气的关注和研究，高空急流出现在有关文献中，引起沙尘暴的大风除了地转偏差外，高空急流的动量下传对低层风速的加大作用也是不容忽视的一个重要因素，而高空急流的存在是动量下传产生沙尘暴的必要条件。1

美国的研究2012年3月27日清晨，一枚火箭从美国弗吉尼亚州瓦勒普斯发射场发射升空。美国航天局27日清晨在5分多钟内接连发射5枚亚轨道探空火箭，用于研究地球上空的高空急流。2

新华网华盛顿3月19日电（记者任海军）美国航天局19日晚宣布，将在21日晚某时刻约5分钟内连续发射5枚亚轨道探空火箭，用于研究地球大气中的高空急流。

亚轨道飞行的距离不满一整圈太空轨道，其最大飞行高度不超出地球大气层。美国航天局说，尽管轨道不同，但5枚火箭升空后将几乎同时释放出名为三甲基铝的示踪剂，在大气急流中形成白色“示踪云”，供地面研究人员观测。这一名为“异常传送火箭实验”的项目，总成本约400万美元。据介绍，美国部分地区的居民可以清晰地看到这些“示踪云”。高空急流是地球上空90多公里至100余公里之间的一条宽度较窄的高速气流带，主要集中在大气对流层上部和平流层中。参加这一项目的科研人员拉森指出，研究者目前还不清楚为何在上述高度存在如此强劲的气流，这一实验将有助于解答这一问题。34

相关影响有统计表明，沙尘暴与高空急流总是相伴出现，高空急流造成的沙尘暴可分为2类，单急流型和双急流型。大范围的强沙尘暴多与双急流相伴出现。统计中还发现，在一些双急流中存在急流异变，急流异变对沙尘暴的发生和发展具有重要作用。

Tao等(1987)指出，200 hPa高空西风急流是影响东亚天气、气候的重要系统。Matsumoto等(1971)根据高空急流的位置，认为暴雨主要发生在高空急流轴南侧300 km附近。Whitney(1977)通过研究1975年春季的5个局地风暴和副热带高空急流的关系，认为强雷暴天气发生在高空急流轴的南侧。Chen(1982)则研究了重力惯性波的不稳定性和低空急流与暴雨的关系，认为如果在高空急流入口区满足重力惯性波不稳定的条件，则会在高空急流入口区激发强热力直接环流，导致高空急流入口区南侧产生强上升运动。Brill等(1985)通过个例研究表明，在高空急流出口区产生的次级环流，可导致700—400 hPa深厚的垂直运动。Uccellini等(1984)通过研究1979年2月18—19日发生在美国东海岸的暴雪天气过程，认为与高空急流相伴随的辐散场和次级环流为该次暴雪提供了强烈的上升运动。Hakim等(1992)通过研究1989年3月17日美国中北部的一次暴雪过程，认为该次过程受南北两个高空急流的影响，当南部的高空急流间接力管环流圈的上升支与北部高空急流直接力管环流圈的上升支叠加时，暴雪过程明显增强。Shin等(2005)通过研究2002年8月6—7日发生在朝鲜半岛中部的暴雨天气过程，认为暴雨发生在高空急流入口区的右侧强辐散区下方。Prezerakos等(2006)通过研究1998年3月12日一次气旋发展过程，认为副热带急流出口区左侧间接环流的上升支在气旋发展中有重要的作用。Lee等(2008)对1998年8月17—31日影响韩国南部地区的暴雨过程进行了分析研究，揭示出暴雨主要发生在高空急流的南侧，高空急流及其相伴随的次级环流的上升支使得暴雨强度增强。Hassan等(2011)以1974年2月21—23日天气为例，研究了副热带急流及与其相伴随的次级环流在地中海中部深厚气旋形成中的作用。最近，Hirahara等(2012)通过数值模拟试验，也发现对流层高层西风急流对降水有重要影响。5

上述研究表明，高空急流及其附近散度场和与高空急流相伴随的次级环流对低层气旋、强对流、暴雨、暴雪以及强上升运动等均有重要的影响。5