基本介紹
- 中文名：冬季風
- 外文名：winter monsoon
- 風力：較夏季風強
- 多發地點：東亞
- 發源地：西伯利亞、蒙古
定義,形成原因,產生影響,東亞冬季風,活動異常研究,研究概況,產生影響,預測方法,厄爾尼諾現象的影響,
定義
冬季風，是指季風地區冬季由大陸冷高壓吹出的風。在北半球的冬季由於西伯利亞高壓與阿留申低壓的相互作用影響而盛行西北風，即冬季風。東亞的冬季風現象最為典型，風力較夏季風強。我國冬季風來自於陸地，風向為西北風，氣候特點是低溫少雨。
形成原因
風的形成（不管是夏季風還是冬季風）主要原因就是氣壓差：即因為氣溫高低，使得不同地理位置上的大氣產生壓力差，冷空氣壓力大，熱空氣壓力小。然後氣流從壓力大的地方向壓力小的地方流動，從而形成風。而所謂冬季風屬於季節性空氣流動。另外一點就是：陸地的比熱容比海平面小，所以冬季，相對海平面氣溫低，所以形成從大陸向海洋流動的空氣。受緯度位置和海陸位置的影響，我國大多數地區一年內的盛行風向隨著季節有顯著變化，形成了典型的季風氣候。冬季盛行偏北風。影響我國的冬季風主要來自亞歐大陸北方嚴寒的西伯利亞和蒙古一帶，冬季風帶來的氣流寒冷乾燥，影響我國北方大部分地區，是我國冬季南北溫差大的主要原因之一。東亞的冬季風現象最為典型，風力較夏季風強。盛行風向在中國華北及日本北部和中部為西北風，中國黃河以南、中南半島、印度半島及日本南部和沖繩為東北風。帶來乾冷的大陸氣團，強烈發展時，帶來寒潮天氣，氣溫急劇下降。但當冬季風到達中國長江以南及日本列島時，由於冷空氣流經海上，產生氣團變性，會造成雨雪天氣。如果冬季風活動強烈，容易造成寒潮。
產生影響
冬季風主要影響西北地區、東北地區、華北地區（包括華北平原、黃土高原等）、南方地區（秦嶺淮河以南）。青藏高原幾乎不受影響，原因是海拔較高，而且北部的崑崙山、阿爾金山、祁連山等可阻擋冷氣團南下。
亞洲冬季風最顯著的地區是中國的東岸，影響範圍經南海到馬來西亞和印度尼西亞一帶(如圖6.5)(LuJingxi，1972)。在700hPa以下這裡盛行強的偏北或東北風。印度冬季風也相當明顯，在盂加拉灣北部有明顯的北風分量，這相當於那裡的乾季。一般在9月初影響中國北方地區，10月中旬才在東亞完全建立，這時北半球的大氣環流也突然從夏季型轉為冬季型，夏季風完全撤出，冬季開始。
五個冬風(1980-1984年12月~2月)850hPa
五個冬風(1980-1984年12月~2月)850hPa利用東亞和孟灣近海1000hPa低層風場，定義了一個東亞和孟灣的冬季風指數，通過對比分析發現，孟灣冬季風指數溫度場和風場具有顯著的氣候意義。同時可以看到孟灣和東亞冬季風都具有年際和年代際變化，但其變化特徵有較大的不同，東亞冬季風有較明顯的15～20年的年代際變化，而孟灣冬季風50年來則表現為一致增強的趨勢。在此基礎上，進一步利用相關分析和合成分析方法分析了孟灣冬季風活動的跨季節影響，研究發現，孟灣冬季風對春、夏季氣候有較強的跨季節影響，孟灣冬季風指數與次年夏季中國的降水有較好的對應關係。
東亞冬季風
在冬半年歐亞大陸常為高氣壓控制,這個龐大的高氣壓在亞洲東部造成強勁的西北風,即東亞冬季風。東亞冬季風是氣候系統的重要成員，冬季風給大部地區帶來嚴寒,在與從低緯度來的暖濕氣流相遇時形成雨雪。秋季冬初以及冬末春初雨雪會自北向南掃過大半箇中國，濃冬時則主要在江南形成雨雪。冬季風不僅影響中國的氣候，其影響範圍還可能擴大到南半球。
活動異常研究
研究概況
研究表明，東亞冬季風活動異常也與同期北大西洋區外強迫信號（海冰、海溫異常等）存在密切關係。相關研究研究表明，冬季喀拉海、 巴倫支海海區海冰偏多，則500hPa高度場容易出現歐亞（EU）遙相關型 ，亞洲大陸上的冷高壓減弱，致使東亞冬季風偏弱，反之亦然，曾剛等的研究也表明， 冬季戴維斯海峽海冰偏多，在歐亞大陸易於出現EU型遙相關，西伯利亞高壓減弱，致使東亞冬季風偏弱，反之亦然。王會軍和姜大膀 的研究也指出，強東亞冬季風年份北大西洋東部大部分海域和挪威海域海表溫度顯著偏低，北大西洋西部局部海域海表溫度偏高，此外，北太平洋北部大部分海域海表溫度偏低。在東亞冬季風預測方面，有關北大西洋區前期信號的研究則較少，需要進一步探索。
產生影響
東亞冬季風的異常活動不僅決定了東亞地區寒潮降溫、降雪等災害性天氣的頻次，而且會通過西風急流對全球氣候產生影響。
對春季北方沙塵的影響
基於1981～2010年台站沙塵觀測資料和NCEP/NCAR再分析資料分析了我國北方春季沙塵日數的時空分布。相關分析發現,春季北方沙塵日數與前冬冬季風環流系統關係密切。春季沙塵日數偏多時,前冬東亞大陸陸地-西太平洋氣壓差較常年偏大,東亞大槽偏深,低層我國北方地區-蒙古國北風分量偏強,高層的東亞副熱帶緯向急流偏強、高緯度急流偏弱。上述環流型對應於強冬季風特徵,反之亦然。進一步分析指出,冬季風強(弱)年,我國北方大部分地區春季低層輻散(輻合),降水偏少(多),低層北風偏強(弱),促使(抑制)春季沙塵的發生。
對南方汛期旱澇的影響
根據廣東48個站1954~2004年前汛期(4~6月)降水資料,用區域旱澇指數W對廣東前汛期旱澇等級進行劃分。51年內廣東有9年前汛期出現大澇(或特澇),11年出現大旱(或特旱),旱澇發生頻繁。冬季風異常對廣東前汛期降水的影響比較大,強冬季風年後廣東前汛期出現大旱的可能性較大,而出現大澇的可能性很小。
對西北太平洋海溫影響的區域性特徵
分析東亞冬季風異常對西北太平洋海溫的影響,結果表明其影響存在顯著的區域性特徵。冬季風強(弱)年,黑潮流域及我國近海區出現明顯的降溫(升溫),而太平洋暖池區北部和親潮區海溫出現一定的上升(下降)趨勢。進一步的物理機制分析和數值模式的結果表明,東亞冬季風對影響西北太平洋海溫變化的熱力因子與動力因子都有十分顯著的影響,區域性特徵的成因主要是各海區的大氣和海洋對冬季風異常的回響方式存在差異。
預測方法
劉實等人利用1961～2008年NCEP再分析和NOAA延長重構的月平均海溫資料,基於海氣系統關鍵區的前期信號分析,建立了一個東亞冬季風強度的統計預測方法。東亞冬季風強度與前期(9～10月)黑潮及其延伸區和熱帶西印度洋海溫異常(SSTA)密切相關。強東亞冬季風活動與黑潮及其延伸區正SSTA和熱帶西印度洋負SSTA相對應。東亞冬季風強度還和一個前期(10月)北半球環流型存在顯著相關,其中環流型的活動中心分別位於北太平洋中部、太平洋東北部、北美和北大西洋。文中探討了這三個預測因子對東亞冬季風強度的預測意義,並揭示了其影響東亞冬季風活動的可能物理過程。該預測方法的歷史擬合率和試報準確率較高,可用於東亞冬季風強度的定性預測。
厄爾尼諾現象的影響
2014/2015年東亞冬季風強度較常年同期略偏弱,季內冬季風強弱轉換階段性特徵明顯,初冬強度偏強,隆冬和後冬轉為偏弱。受其影響,冬季全國大部分地區氣溫較常年同期偏高,但季內變化顯著,初冬冷、隆冬和後冬暖。進一步研究表明,冬季風強度偏弱與2014年9月北極海冰範圍偏大(去線性趨勢)有關,前期北極海冰偏大不利於西伯利亞高壓偏強,進而導致冬季風偏弱和冬季氣溫偏高。中部型尼爾尼諾(El Nino)和太平洋十年振盪(PDO)暖位相的配合是造成冬季風強度偏弱的另一個重要外強迫。PDO位相在El Nino事件對東亞冬季風的影響中起調製作用,赤道中太平洋暖海溫有利於偏南風距平控制我國東部及東部沿海地區,東亞冬季風強度偏弱,當PDO暖位相和El Nino事件協同作用時,東亞地區大氣環流對El Nino事件的回響更加顯著。東亞冬季風的季內變化則與大氣對中部型El Nino事件的回響過程有關。
