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MPV(湿位涡)指数在南海和印度都应用过,但如果将亚洲广大区域划分得再小些,如在30°N以南的热带地区划出Arabia,India,Bengal,Indochina,SCS,Philippines等更小的关键区时,那各子区域的湿位涡随时间的变化情况是怎样的呢?各个区域之间季风爆发的时间和一般特征又是如何的呢?以及湿位涡这个物理量是否适合用来定义夏季风爆发的日期和强度?另外湿位涡在亚洲地区的传播特征又是怎样的呢?本文基于以上几点的疑问进行了一些初步的探讨和研究。
本文主要使用美国NCEP/NCAR1948~2002年逐候再分析资料以及1988~2002年的逐日资料,对亚洲热带广大地区(赤道至30°N以南)夏季的MPV(湿位涡)距平进行EOF展开,发现的湿位涡距平的空间场明显以10°N为分界呈现南北反相的分布状态,且第一模态空间场中最大负、正中心位于阿拉伯海的南北部,虽然第二模态空间场的最大正中心仍处在阿拉伯海的北部,但最大负中心则位于南海中部。因此可以得知亚洲地区湿位涡距平的最强信号主要出现在阿拉伯海。虽然EOF分解的第一、第二时间系数逐年5~6月系数值变号时间均与阿拉伯海夏季风爆发时间序列相关很高,相关系数超过了0.9(通过了99.9%的信度检验),但只有第一时间系数变号的具体时间与印度夏季风爆发时间比较一致。然后结合一点相关分析法找出了亚洲夏季风爆发的关键区域,其中苏门答腊夏季风爆发时间最早为25候左右,中南半岛平均为27候,南海和孟加拉湾平均为28候,夏季风在阿拉伯海爆发时间则要晚些为31候附近。虽然每个关键区夏季风爆发时间具有差异,但撤退时间都比较一致。对低层风场的分析发现,10°N以北的中南半岛和南海等地虽然在19候以前就已经吹西南风,但从环流场分布情况来看这并非属于夏季风西南气流,而仅是西太平洋副热带高压西侧的边缘西南气流,而在10°N以南的近赤道地区因为处于西风带,偏西气流一直很强盛,所以用风场来判断近赤道地区季风爆发的特征时主要通过南风气流的突然增大作为夏季风爆发的标志。近赤道地区首先在苏门答腊于25候南风突然不断增强,标志该地区季风的爆发,西南季风然后不断向东北发展,随后中南半岛和南海分别于27候、28候爆发夏季风,索马里越赤道西南急流于31候扩展到整个阿拉伯海域,使得该地区夏季风气流不断增强。
用湿位涡季风指数(Ipj)计算了研究区域内每个格点多年平均夏季风爆发时间并结合关键区的超前滞后分析发现,湿位涡的传播与季风的传播并不相同,在东亚季风区,从爆发时间来看季风主要是向东传,且起源于苏门答腊地区,但湿位涡的传播方向却是向西,从西太平洋向南海再传到90°E以东。但无论是季风的推进还是湿位涡的传播都主要是在纬向上进行的,经向上的传播仍然被10°N分界线所阻隔。另外在南亚,湿位涡的传播并不明显,阿拉伯海至印度次大陆的湿位涡具有相对独立性,两者大致以75°E为界线。其次在印度地区湿位涡可最远东传到90°E附近,因此东亚和南亚两大季风系统的界线可大致定在90°E附近。这说明两大季风系统的发展是相对独立的,东亚夏季风环流系统在纬向上主要是受热带西太平洋以及澳大利亚越赤道气流的影响,而较少受印度地区的环流影响,南亚夏季风环流系统在纬向上主要为索马里越赤道的暖湿西南气流向东北方向推进的结果。
本文最后对苏门答腊夏季风的爆发时间和强度指数Ia与中国夏季降水异常的关系进行了讨论,通过相关分析发现若上年华北夏季降水偏多,则当年苏门答腊夏季风爆发偏早;若上年东北夏季降水偏多,则当年苏门答腊夏季风的强度偏强;若当年苏门答腊夏季风爆发偏早,则同年华北夏季降水偏多,而长江中下游夏季降水偏少;若上年青藏高原或东北北部夏季降水偏多,则次年苏门答腊夏季风偏强;若当年苏门答腊夏季风偏强,则同年华北中东部和长江中下游的夏季降水偏多。
综上所述因此Ipj指数能很好地反映季风爆发前后风场和湿度场的变化,从而能很好地反映季风爆发、撤退时间及其强度。在季风爆发前后Ipj指数存在非常明显的转变,一般不会出现指数反复变号的情况,该指数的这一特点有利于确定季风爆发时间以及研究其爆发时间和强度的季节变化和年际变化。