南方氣旋

南方氣旋是指長江及其以南地區的氣旋，包括華南地區和東海海面，不僅是我國南方地區主要降水系統，同時它帶來暴雨和大風天氣。南方氣旋的發生髮展與南支槽、青藏高原槽、北支槽和南方地區的雲系分布有關。

基本介紹

• 中文名：南方氣旋
• 外文名：Southern cyclone
• 產生於：江淮流域、湘江地區
• 青藏高原類：可以分成A1、A2、A3、A4四類雲型
• 南支槽類：南支槽前捲雲區，雲色調較白
• 生成方式：青藏高原槽A型雲系與這雲繫結合
• 發展特徵：出現對流雲系，表示垂直運動加大

特徵

南方氣旋預兆階段的雲系特徵是指氣旋生成之前能指示氣旋生成的雲系分布，分析這類雲系能提早預告氣旋的發生髮展。根據高空槽南北位置的差異，南方氣旋預兆階段雲系可以分成下面三類：

這一類的雲系主要在青藏高原南側從孟加拉灣伸向我國西南地區的掃氣旋彎曲的，範圍較大，雲內有時出現對流性雲系；同時當青藏高原上有雲帶移向該雲區時，南方氣旋形成。這類南方氣旋生成的位置較南，通常影響我國華南地區，春初季節還時常帶來暴風雨天氣。

內容

這類雲系主要出現於青藏高原上，由它形成南方氣旋的例子較多，在預兆階段。

A1型雲系的特徵

這類雲系在青藏高原上出現成片的呈反氣旋彎曲的輻散狀的捲雲系，雲區中絲樓結構清楚，有時可見到反氣旋彎曲的渦旋結構；它出現於南支槽前西藏自治區南氣流的暖脊中，槽前暖平流和槽後冷平流均十分明顯；當這雲系移出高原，在700百帕和850百帕上有低渦出現，地面圖上有一華西倒槽或低壓，槽前ΔP3和ΔP24均為負值，華東地區為冷高或脊控制；華南一帶是一條不連續的中低雲區。

圖示1

A2雲型的特徵

圖示2

由西南方向東北有一條徑向度較大的捲雲帶，從低緯度伸至高緯度，其左界光滑整齊，緯度較高的地方反氣旋彎曲明顯，雲系處在副熱帶急流的南側、徑向度較大的青藏高原槽前的暖濕氣流中，高原東部500百帕上為24小時負變高；地面華西倒槽東伸，三小時變壓為負值。在高原以東地區為中低雲組成的不連續雲系。

A3雲型的特徵

青藏高原以東廣大地區為大片稠密的中低雲區，雲區內出現一條條反氣旋彎曲的、東北西南走向的捲雲線，昆時在亞洲東海岸500百帕上有低槽強烈發展，從高原東部到朝鮮半島是一個等高線輻合區；這一類中低雲是由850和700百帕上強暖平流沿靜止鋒面上滑造成的，而到500百帕上槽前暖平流就較弱，槽後冷平流明顯，從而形成不穩定。

圖示3

A4雲型的特徵

在青藏高原或其東側有逗點雲系，雲區北部向冷區凸起，雲中有時見到波狀雲，當雲區的西側有雲帶逼近它時，將顯著發展，這類雲第位於槽前暖中心或暖脊中。

圖示4

北支槽類：這類雲系表現為在青藏高原的北側地區有一條徑向度較大的螺旋雲帶，其前方有一低壓雲區隨青藏高原槽東移。由於螺旋雲帶逼近該雲區導致氣旋生成。

當青藏高原上空出現上述A型雲系後，南方氣旋雲系生成有以下三種方式：

從四川盆地到南嶺一帶地區，中低雲區逐漸向北推進、雲層變厚、範圍擴大，色調變白，這時當時，氣旋開始生成。

當青藏高原A型雲系東移時，偏南氣流加大向北推進，使原在華南一帶的中低雲帶減弱消失，而在其北側或江淮流域地區新生一條雲帶，並與A型雲系相結合，氣旋生成，這時雲的色調變白、結構密實，向冷區凸起。

在開始時，青藏高原以東地區是一大片無雲區，隨A型雲系東移，四川盆地及其以東地區常有中低雲區新生髮展，地面天氣圖上有華西低槽向東發展，此時A型雲系與這雲系相結合，氣旋形成。

相當多數的南方氣旋出現波動以後並不進一步發展，往往波動形成後就消失了，只有少數能繼續發展，表現有完整的氣旋過程，那么在什麼情況下氣旋進一步發展。

雲圖分析發現，當出現下面情況時，氣旋會進一步發展。

在氣旋生成後的雲區內，則氣旋將進一步發展；

在氣旋雲區的西北方向上有東北西南走向的雲帶移近該雲區，則氣旋將發展；

如果氣旋雲區十分密實（垂直運動強），且明顯向冷區凸起（偏南氣流加大），雲區北界出現向東北方向伸出的纖維狀捲雲羽或反氣旋彎曲的捲雲區，表示高空有強烈的輻散，則氣旋進一步發展。

南方氣旋活動特徵及其對長江流域降水的影響

我國大部分地區處於溫帶，溫帶氣旋是影響我國氣候變化的一種重要天氣系統，溫帶地區的降水大部分同氣旋活動有關，產生於我國的江淮流域、東海和日本南部海面廣大地區的氣旋，又稱南方氣旋。它不僅是我國南方地區的主要降水系統，提供農業生產不可缺少的水源，同時又帶來暴雨和大風天氣，甚至造成嚴重的危害。因此，加強對溫帶氣旋活動規律的認識和了解，並進行預測和預報，對減輕因氣旋活動所造成的重大氣候災害損失具有重要意義。

為了獲得東亞地區溫帶氣旋較為詳細的資料記載，做到對任何年、月的查閱，內蒙古氣象科學研究所根據中國國家氣象局的《歷史天氣圖》建立了“東亞溫帶氣旋資料庫管理系統”，並出版了亞洲及西太平洋溫帶氣旋氣候圖集，分析了東亞一西太平洋地區溫帶氣旋的氣候學特徵。相關文獻對北方氣旋研究較多，對南方氣旋的活動規律探討很少，對南方氣旋的時空分布等氣候學特徵的研究更不多見。研究採用55a的NCEP/NCAR分析逐日海平面氣壓場資料，按照一定的氣旋識別方法，對南方氣旋進行統計分析，並探討其活動和中國降水的關係。

資料和方法

研究所用資料為1953—2007年共55a的NCEP/NCAR逐日海平面氣壓場資料。利用NCEP格線點資料，定義氣旋的識別方法為：如果一個格線點的氣壓值小於與其相鄰的周圍8個格線點的氣壓值並小於某一個臨界值，則認為在此格線上氣旋出現一次，稱為活動頻數。

該臨界值的取值隨所研究的時間段變化，即取其在這個時間段內多年平均的氣壓值。如研究某月份，則臨界值取為該月份多年平均的氣壓值。氣旋活動頻數數值的大小，代表了氣旋在某個地區出現頻率的高低。本文氣旋活動的統計範圍為110°-160°E，20°-40°N(稱南方氣旋)。此外，為了分析氣旋活動頻數對我國降水的影響，還利用了國家氣候中心提供的160站月降水資料。

時空分布特徵

（1） 年際變化

圖1是南方氣旋活動年頻數距平值的變化曲線，圖中直線代表線性回歸趨勢。圖中顯示：南方氣旋活動頻數最多發生在1989年，最大頻數正距平值為50；最少在1968年，最小頻數負距平值為-67，年際間的差異較大。由線性趨勢看，南方氣旋活動頻數有逐年增加的趨勢，進一步計算年頻數與年代的相關係數達0.64，超過了0.001信度檢驗。

圖1 南方氣旋年頻數距平

（2） 月際變化

為了分析南方氣旋活動頻數的月際變化特徵，計算了多年逐月平均值。結果表明，南方氣旋頻數的月際變化很明顯，5～9月氣旋活動頻數較多，尤其是6—8月，最高值在8月，最低值在12月。

初步分析表明，由於東亞地區冬季受強盛的西伯利亞冷高壓的穩定控制，氣旋活動弱，因而南方氣旋活動頻數偏少。總的來看，在夏季的活動頻數偏多。氣旋峰值的出現特徵與大氣環流的季節變化息息相關，南方氣旋活動頻數的最高值在8月，除了有利溫帶氣旋形成的大氣環流條件外，還有一部分是熱帶氣旋在移動過程中進入到中緯度地區變性為溫帶氣旋。由於熱帶氣旋最活躍時期是在8月，因此促成了40°N以南地區8月份峰值的出現。

（3） 地域分布

圖2給出了南方氣旋多年平均年頻數值的地理分布。可以看出：南方氣旋活動主要集中在我國東部沿海地區及日本南面的海面上，南方氣旋頻數區向南延伸比較明顯，主要中心一個位於江淮流域，中心最大頻數值為18，還有一範圍較大的海上氣旋活動區，位於日本列島的南部，中心頻數值大於24。與北方氣旋不同的是，南方氣旋活動主要集中在海上及沿海地區。

圖2 南方氣旋年頻數的地理分布

（4） 夏季地理分布

由前面分析可以看出，南方氣旋的活躍期主要在夏季，集中在我國江淮流域和日本南部海面。為進～步探討兩大活動區在6～8月的變化情況，圖3給出了6—8月和整個夏季南方氣旋活動頻數的地域分布圖。由圖3可以看出，氣旋活動頻數的地域分布大致呈現出兩塊頻數集中區，一個是位於我國東部沿海(中心位於江淮流域)的氣旋活動區；一個位於海上(中心位於日本南部)的氣旋活動區。這在整個夏季的總頻數分布圖上表現得尤為明顯。在6～8月的分布圖上，兩活動區的範圍稍有差異，沿海活動區的中心位置幾乎不變，但海上活動區的範圍變化比較大。從逐月分布圖來看，7月相比較6月而言，沿海氣旋活動區中心頻數值有所增加，由3增加到4，而海上頻數卻有所減少，這主要是由於該月長江流域梅雨鋒氣旋活動頻繁，西太平洋副熱帶高壓勢力強而向西伸展，限制了大陸上的氣旋向海上活動。到了8月，沿海氣旋頻數稍有減少，而此時海上活動頻數增加，出現高頻數中心，可能是由於熱帶氣旋活動進入到中高緯海域所造成的影響。

圖3 夏季南方氣旋活動頻數的地域分布

總體來看，7月份沿海氣旋活動頻數最多，8月份日本南部海面氣旋活動最頻繁。

夏季沿海氣旋頻數與降水

南方氣旋活動的高頻數區主要位於我國東部沿海的江淮流域以及日本南部海面，尤其在夏季，由於西太平洋副高較強向西伸展，在一定程度上限制了沿海氣旋向海上活動。因此，和其他季節比較，夏季我國東部沿海的氣旋活動最為頻繁，東部地區夏季降水很大一部分為氣旋帶來的降水。圖4給出了125°E以西我國沿海氣旋月平均頻數分布曲線。可以看出，沿海氣旋頻數最多在7月，其次為6月，因此夏季6、7月沿海氣旋活動頻繁。

圖4 125°E以西我國沿海氣旋月平均頻數分布

從7月份500hPa平均高度場可見：中國大部分地區處於槽前暖平流區，南來的暖濕氣流源源北上，同時槽後冷平流也促使北方冷空氣頻頻南下，冷暖氣流在長江流域交綏產生鋒面和氣旋活動，造成長期的陰雨天氣及一次次的大一暴雨過程，該時期氣旋活動頻數越多，我國長江中下游地區降水越多。6，7月份沿海氣旋活動頻數與長江中下游平均降水的相關係數為0.27，通過了0.05信度檢驗。

夏季沿海氣旋活動頻數與我國東部地區夏季降水相關的空問分布表明，能夠通過α=0.05信度檢驗的區域，主要集中在長江中下游流域，最大相關係數達0.4。即夏季6，7月沿海氣旋頻數越多，我國長江中下游地區降水越多，反之越少。從而證明了沿海氣旋活動頻數對研究區域降水具有一定的表征能力。

研究結論

(1)南方氣旋活動頻數年際間差異較大，有逐年增加的趨勢；頻數的月際分布明顯，呈現明顯的峰值和谷值，分別在8月和12月，這種月際分布特徵是和大氣環流的季節變化相聯繫的，同時和熱帶氣旋的活動有關。

(2)南方氣旋活動頻數的地域分布大致呈現出兩塊頻數集中區，一個位於我國東部沿海，另一個位於口本南部的海面，由於夏季氣旋活躍，其中7月份我國東部沿海氣旋活動頻繁，8月份口本南部海面氣旋活動頻繁。

(3)由於夏季西太平洋副高強勢西伸，一定程度上限制了沿海氣旋向海上活動，和其他季節比較，夏季我國東部沿海的氣旋活動最為頻繁，尤其與我國夏季降水關係密切，夏季6，7月份沿海氣旋頻數越多，我國長江中下游地區降水越多。