[科普中国]-副热带气旋

概念

副热带气旋是发生在副热带地区的一种气旋。既非锋面性质的温带气旋，又不是暖中心性质的热带台风，而是在对流层中最强大的冷中心性质的中层气旋。其最突出点是：在距中心160千米融内，地面气压梯度微弱，风力很小，雨量不大。由此向外，风、雨增强，并变成具有飑线性质。在地面气旋环流中心外边风雨最强，常伴有一条以上的飑线，或出现较窄的南北向的强烈对流区，易产生雷暴雨。1

研究历史最初，副热带气旋这一名词是Simpson用来命名科纳(Kona)风暴的，这种副热带气旋最多是出现在冬半年1~3月的太平洋中部和大西洋中部。它的移动路径很不规则，既可向西，又可向东，或多次打转。它对夏威夷群岛地区影响很大，那里干旱地区年雨量的一半以上，就来自2~3个这种冬季降水系统。夏威夷的渔民称之为科纳风暴。

在20年共76个科纳风暴中，约三分之二来自锢囚气旋，并由于暖高压的阻塞作用而留在较低的纬度。另外三分之一则来自于中、高层切断低压的斜压性发展(气旋生过程或在极槽南端切断)。副热带气旋的强度以中层(700~500毫巴)最明显，在地面层可以有气旋性环流，也可以没有反映。这种高空冷低压，在其发展过程中，可能会往下扩展直到地面，也可以一直只限于中层对流层。2

自Simpson提出副热带气旋这一名词以后，雷梅其(Ramage，1962)利用常规资料及早期的泰罗斯卫星照片，分析了一个个例，发现风速辐合及气压梯度，都在对流层中部400~600毫巴最强，天气分布比较对称，甚至有一个比较大的直径约200公里的眼区，明显的天气现象，分布在这个眼区之外。以内则云量较少，也没有什么天气现象，这些都是与温带气旋不同的。

1963年以后，国际印度洋探测发现，在印度西岸及阿拉伯海东北部，西南季风季节的降水，大部分是由于副热带气旋的发展。它们是一准静止的中层对流层气旋，生命史约1~3周，从发展到消亡都在孟买附近(雷梅其，1966)。密勒(Miller等，1967)仔细分析了一个个例，发现这种副热带气旋，大约在600毫巴附近最强，以下是冷心，而以上是暖心结构。辐合及气旋式涡度也在600毫巴附近最强，无辐散面在300毫巴以上，300毫巴以上相对涡度变为反气旋式。

对于这类副热带气旋的生命史，雷梅其(1966)提出过一种看法，认为它与印度西北、西巴基斯坦一带的热低压，有一种互相依存的复杂关系。热低压在中上对流层向阿拉伯海北部输出正涡度，遇到有来自东边或南边的暖湿空气到达阿拉伯海东北部，便会有副热带气旋发展，造成印度西岸季风雨的加强。而在副热带气旋中上升并由于凝结而加热了的空气向外辐散，在热低上空下沉，又导致热低的维持和加强。若湿空气来源被切断，副热带气旋便会填塞，季风雨终止，北边的热低压也削弱。若湿空气重新补充，又开始另一次副热带气旋生成。这两个系统及印度西岸的季风雨，就是这样出现一次次强弱变化过程。

对雷梅其的这种看法，某些印度的气象工作者也有不同的意见如达萨依(Desai)，他们仍然以气团对比、地形影响来解释印度西岸的季风降永，不过论据并不充分。

由前述可见，东北太平洋与印度西岸的副热带气旋，显然有些不同。后者地面是西南季风而高空是副热带东风，其出现依赖于北边的热低压与东边的湿空气输送，而不像前者与西风槽切断有关。另外，后者也无所谓眼区，而是中心区积云对流最为旺盛，天气最为恶劣。

类似副热带气旋的系统，在其他地区也曾见到。由上述来看，所谓副热带气旋，情况还是比较复杂的。在副热带地区，由于中低纬度复杂的相互影响，出现某些与典型的中纬或低纬情形不同的，混杂着两者特点的某些系统，是很自然的事。国外文献上，还曾经提到过所谓“半热带气旋”或“中性气旋”，也是这么一类，反映了中低纬度相互作用的系统。它们又具有不同于副热带气旋的特点，如环流随高度减弱，风力可达台风强度等。从现象看来，它们也许有各种表现，但从根本上说，这类系统都具有两种能量来源，即斜压性能量的释放和凝结潜热释放。在这类系统的整个生命史中，或者先后，或者同时从这两种能源得到能量，这点看来是共同的。3

特征副热带气旋是在低纬地区活动的冷性低压系统， 它主要出现在冬末春初。由于这段时期冷空气十分活跃，有时一个强烈发展的高空长波槽， 常常可以在较低的纬度切断，分裂出一个高空冷性涡旋。这时如有副高西伸和长波槽北段东移的过程， 则高空的切断冷涡就被孤立在低纬热带洋面上空， 冷祸逐渐下传，最后在地面也出现气旋性环流。在这种气旋性环流的范围内， 斜压性很小， 这是它区别于温带气旋之处。它虽处热带， 但中心又比四周环境冷。而且，它出现时也会产生明显的降水。4

副热带气旋中心一般为一个半径约150公里的少云、风微的眼区，周围是大约宽300公里的云区和降水带。它多半于冬末和春初出现于太平洋中部和大西洋中部，并带来降水。如夏威夷群岛的年降水量有一半就是来自此类气旋的降水。

副热带气旋的水平尺度较小，约为数百公里到1000公里，铅直伸展高度在8公里以下，平均厚度4～5公里，下部呈冷性（中心温度较四周低），上部呈暖性（中心温度较四周高）。一般在其中心附近无降水或雨量很小，强降水多分布于其外围。副热带气旋多出现在西南季风区以及北太平洋中部和北大西洋中部地区。西南季风区的副热带气旋发生于夏季西南季风中，经常出现在阿拉伯海西北部、孟加拉湾北部、中南半岛南部和南海地区。由于它发生于既有强铅直切变又有强纬向切变的气流中，所以一般认为它是由正压（见正压大气）和斜压（见斜压大气不稳定机制共同造成的。北太平洋和北大西洋中部的副热带气旋，通常发生于冬季，当西风带低压槽南伸到副热带纬度时，其南端常被切断，形成一个闭合的气旋式涡旋，即为副热带气旋。在夏威夷地区称它为科纳风暴(Kona storm)，是产生夏威夷冬季大雨的主要系统。它可由对流层中部切断低压（见阻塞高压和低空锢囚气旋叠加或低压本身具斜压不稳定而发展起来。5

发展趋势副热带气旋可以看成是一种发源于对流层中部的中型扰动，由于它的热力条件不如热带气旋（见台风），斜压不稳定条件不如温带气旋，所以它有三种发展前途：①一部分气旋逐渐减弱消失；②大多数气旋移入西风带的锋生区，再次增强，成为温带气旋；③少数气旋由于中心部分降水增强，水汽凝结释放潜热而使中心变暖，最后发展为台风。由于副热带气旋既受东风气流的影响，也受西风气流的影响，所以它的移动路径很不规则，向各个方向移动的可能性都有，并有可能在某区域内打转，预报比较困难。6

应用及影响1、尽管关于温带气旋发展和演变的观点不尽相同，但目前普遍被接受的两种模型是：挪威气旋模型、Shapiro和Keyser模型。以FY-2E卫星云图为基础，先给出8个温带气旋过程实例，然后结合常规高空、地面观测及NCEP的1°×1°再分析场等资料，通过个例分析，对暖锋后弯气旋发生发展的环流背景、结构及成因进行分析。7

2、副热带高压南侧东风气流中的热带气旋及其频散生成高值系统与副热带高压的相互作用，可以形成台风北上副热带高压断裂后的纬向非对称流型和脊线与纬圈斜交的现象。8