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[科普中国]-季风气候

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简介

季风指的是季节性的风,英文名称为monsoon,源自阿拉伯语mausem,是季节的意思,最早生活在印度洋一带的阿拉伯海沿岸的居民,认识到每年有半年盛行吹西南风、半年盛行吹东北风水手利用这种盛行风向随季节转换的自然现象,航海来往于印度半岛和东非之间,正因为此,凡提到季风大多指的是著名的印度季风、后来随着科学的发展和气象、海洋资料的不断丰富,人们进一步发现季风是一种大气和海洋的耦合环流系统,它不仅出现在印度半岛和东非之间,还覆盖了亚洲、非洲和澳大利亚以及邻近海洋的热带、副热带地区,至也出现在南美洲和北美洲。1

形成季风系统的作用是驱动南半球和北半球的大气交换,因此其具有大尺度特征并给其影响地区带来丰沛的降水。季风环流的形成有其特定的地理背景和热力学条件,其根本的驱动因素还是太阳辐射的季节变化及其在大气环流上的体现.

海陆热力差异海陆表面的热力差异导致海洋和陆地之间气压和风向的季节变化而形成的季风环流与具有日变化的海陆风是不同的,虽然都是海陆热力差异引起环流变化,但前者的空间尺度和周期要比海陆风大得多,海陆风是在沿海地区由气压的日变化引起的昼夜风向变化,以一天为周期,且仅局限在有限的沿海附近,而季风的风向和气压场转换周期为一年冬季大陆冷高压,海洋热低压夏季大陆为热低压,海洋为高压冷源.因此海陆热力作用的季节变化与季风演变之间有密切的关系,对中国东部季风区而言,冬季风盛行时,大陆影响大于海洋夏季风盛行时,海洋影响大于大陆,两者的相互转换主要取决于太阳辐射的变化,且海陆热力差异的季节变化最明显地体现在气压场的季节变化上.我国东部,6~8月为夏季风全盛期12~2月为冬季风强盛且稳定期.

行星风带位置的季节移动太阳辐射、温度、气压的季节变化引起整个大气环流场的夏北冬南的季节移动,从而出现风向的明显季节变化——季风现象,如信风的季节转化,在低纬度呈现十分明显的周期性的季节交替,低纬度地区,冬季为偏东风,夏季为偏西风.印度及其邻近海域的此种季风现象最为典型,即印度季风或西南季风。

海陆分布和行星风系的相互作用使季风有不同的特点.副热带季风或温带季风以海陆差异作用为主而赤道季风或热带季风则主要因行星风系的移动引起,规律性明显,多发生于两个行星风带相接的地区,当海陆差异、行星风系移动的作用一致时,季风增强反之,季风减弱.印度季风就属于这种类型,

大地形对季风环流的影响巨大而高耸的大地形,如青藏高原与周围自由大气之间同样存在着季节性热力差异,在冬季,高原是冷源,高原低层形成冷高压,盛行反气旋环流,其东南侧盛行北一东北风,与东亚冬季风一致在夏季,高原是热源,低层形成热低压,盛行气旋性环流,其东侧出现西南风,使夏季西南风加强.如夏季的青藏高原作为巨大的热源有助于高层南亚高压和东风急流的形成、维持。由于全球海陆分布和行星风系的移动规律及大地形的作用,在一些特定地区出现了大范围的气压场和风场的季节性变化,同时伴有降水的季节变化,这些区域被称为季风区,季风区可以根据气压场、风场和降水的观测资料来确定,包括东亚、南亚季风区,东非索马里、西非几内亚季风区,澳大利亚北部、东南部季风区,北美东南地区和南美巴西东岸季风区等,其中西非、东非、南亚、东南亚、东亚等地则为显著季风气候区,东亚-南亚季风区是世界上最著名的季风气候区。1

分类季风产生的主要原因和影响的区域是不同的,因此其对应的大气环流和气候特征也会有不同的表现.根据季风盛行的区域和产生的原因,可以将全球季风划分为不同的季风气候区,这些季风气候区有着各自的气候特征,

东亚季风区东亚季风系统的主要成员有低层的季风槽,即热带辐合带、锋面、低空西南风和东南风急流(也包括低层越赤道气流一西南季风)以及澳大利亚冷高压,中层为西太平洋副热带高压,高层则有南亚高压——青藏高压等。

东亚季风系统形成的主要原因是海陆热力差异和行星风带的季节性移动造成的风系的季节变化.20世纪80年代开始,国内一些学者先后提出在东亚存在一个东亚季风环流系统,它与印度季风环流系统既相互独立又存在某种相互作用,并且提出了副热带季风的概念,在夏季,环流系统由澳大利亚冷性反气旋·南海越赤道气流南海热带辐合带一副热带高压(南侧东风和北侧副热带高压转向的副热带西南季风)-副热带雨带(梅雨带)-中高纬度冷性偏西风组成。伴随着季风系统的季节变化,我国夏季雨带呈现规律性的北推和北跳,由南向北形成各地不同时期的汛期。

南亚季风区南亚印度季风是全球最强的季风系统,位于南半球的南印度洋副热带高压(马斯克林高压)随季节变化向北移近赤道,其低层气流以逆时针方向流出,与南印度洋东南信风汇合后穿越赤道,形成越赤道气流,该越赤道气流受到东非地形的影响,形成索马里急流.索马里急流在科氏力作用下形成西南气流,即印度半岛的西南季风,由于西南季风来自索马里急流,因此南亚的夏季季风相当强盛。

位于印度半岛北方的青藏高原不但阻挡了来自北边的其他天气系统,使它们不能影响印度半岛的夏季气候,同时也使得西南季风无法往北延伸,只能沿高原南部流动.因此,正是青藏高原的存在决定了南亚季风区西南季风风向稳定,由于青藏高原地表的温度比邻近地区大气温度高,因而在高层形成南压高压,南压高压的存在代表高层大气的辐散,有利于维持高原南边的低层低压系统,低层低压槽形成的大范围由南向北的气流在科氏力的作用下转变成西南风,这就是西南季风存在的原因之一,西南季风带来南部海洋充分的水汽,造成南亚地区夏季雨季大量的降水降水过程释放出的大量潜热可以加热高层大气,更有利于高压系统的维持,南亚高压辐散的北风受科氏力影响转为东风而形成强盛的热带东风急流,在印度季风系统控制下,该季风区的气候特征表现为冬季干燥、少雨,以东北风为主而夏季潮湿、多雨,以西南气流为主.其总体特征是冬季季风弱,夏季季风强。

其他季风区澳大利亚也属于季风区,并与亚洲季风是一个整体,其主要气候特征是冬季季风弱、夏季季风强.非洲东岸属于印度季风范畴,10~5月为东北季风,7~8月转为西南季风,西非地区也表现为西南季风与东北季风的交替,夏季四个月为西南季风,为越赤道流所致,湿润多雨其余时间为东北季风,气候干燥.北美地区季风现象相对较弱。1