季風氣象學

季風氣象學是指對季風的性質特點、活動規律以及其相關的天氣系統的研究、分析以及預報的一門學科。

季風與人類活動關係密切。世界上有近一半的人口生活在活躍的季風活動區里。因而，季風是氣象學家們關心和研究得較早，爭論和問題也較多的一個領域。

以1978年底至1979年的夏季季風試驗為代表的觀測研究活動，使參加研究季風的人員越來越多，研究規模也越來越大，並取得了不少成果和進展。南亞和東亞為主要的季風區，季風對中國及日本梅雨期的開始與持續、雨量的多寡、印度雨季的開始與進退、西北太平洋颱風活動的活躍與寧靜等都有重要的關係。

基本介紹

• 中文名：季風氣象學
• 外文名：Monsoon meteorology
• 定義：對季風氣象研究分析的學科
• 最早研究時間：17世紀初
• 最早學說：季風海陸說
• 影響著作：（新）C·S·拉梅奇《季風氣象學》

概念

季風氣象學是指對季風氣象以及其相關的天氣系統的研究、分析以及預報的一門學科。季風區的氣候和天氣構成了大氣科學中的一個專門的區域性分支。季風區經受海洋一陸地溫度梯度的年度循環。在夏季與冬季雖則地面擾動稀少，但中部和上部對流層的擾動卻並非如此。在過渡性的春、秋兩季，季風區與其周圍地區的差別是最少的。就相同緯度而言，季風區內年變化的範圍和複雜程度要比季風區以外的地區為大。

發展簡史

人們對季風的研究可追溯到很早。17世紀初，季風海陸說就已問世，而原始的季風學說就更早了。本世紀以來，尤其在最近20～30年裡，季風研究的領域越來越廣泛，內容越來越深刻。季風的觀測研究、數值試驗、動力學等許多方面都取得較大進展。

季風活動造成的乾旱或洪澇直接影響人民的生活，所以研究季風活動規律對國民經濟和社會發展有密切的關係，一直受到氣象學家的高度重視。近20年來，季風氣象學有了很大的發展。20世紀70年代末以來，進行了一系列世界性的季風科學試驗，如1978～1979年冬、夏季風試驗一一MONEX，1985～1995年的熱帶海洋全球地區試驗～一TOGA就是兩次非常重要的研究計畫。通過這些工作，氣象學家們取得了豐富的研究成果，建立了許多關於季風成因，演變規律和天氣氣候變化的理論。其中最重要的是認識到季風活動不僅僅是一種局地現象，它聯繫著全球環流的變化。由此提出季風環流是全球地區環流系統的一個重要組成部分，季風的發生，短、中期振盪及季節內、年際變化等均與全球地區環流的變化有關。

從全球觀點看，熱帶是大氣環流的水汽、熱量和角動量源，而季風，特別是北半球夏季風活動的區域主要是在熱帶和副熱帶地區。因此季風活動對於地球大氣環流的維持，以及在高、低緯度相互作用中起著不可缺少的重要作用。

亞洲地區是世界上最重要的季風區。不僅它的季風特徵明顯，且與全球環流系統、天氣氣候都有十分密切的關係，因此成為近代熱帶氣象學的一個熱點。

研究內容

季風是冬夏季全球環流的主要能源，其重要性已由許多研究工作充分地揭示出來了一般的大氣環流模式，不能模擬季風環流的大尺度特徵，也不能模擬季風區外環流系統的許多實測特徵。但是，在這些大氣環流模式中適當引入海、陸地區的加熱作用之後，也就是說引入諸如地球表面的熱量平衡，淺層和深層對流以及真實的海一氣相互作用等部分的加熱作用後，就能成功而逼真地模擬出季風的許多大中尺度特徵。這些研究工作也非常逼真地重現了遠離季風區的很多實測特徵。

季風環流中輻度比較大的環流系統(例如北半球夏季的季風槽和西藏高壓)，對全球整個運動場的很多變化都有顯著的影響。而且，人們已認識到，全球運動場的許多變化(50%)，都來自熱帶緯向諧波量的準定常分量。對季風在數值預報中的重要性的認識，也來自短期數值天氣預報工作。使用在15°N或20°N有一個壁的半球模式作短期天氣預報時，壁北面的預報質量很快就會降低，三天以後幾乎就不行了。對於半球預報模式來說，必須需要包括整個季風帶以及有關的半球間的強流場。季風是多尺度現象，夏季季風期間，問題比較大的是季風雨，有各種各樣的引起降雨的季風擾動和其他有關的擾動。

南亞和東亞為主要的季風區，季風對中國及日本梅雨期的開始與持續、雨量的多寡、印度雨季的開始與進退、西北太平洋颱風活動的活躍與寧靜等都有重要的關係。

總的來說，季風氣象學的主要研究內容有：①季風的定義和範圍，例如季風指數、環流持續性等；②地面季風環流的區域氣候學，如大尺度的海岸影響、地面環流的年變化、季風期間洋面的熱量平衡等；③季風的天氣分量，如極地反氣旋、熱帶氣旋、季風低壓等；④降水與中尺度特徵，如季風降水特性、中尺度特徵等；⑤季節的變程，如喜馬拉雅一西藏山匯對季風的影響等；⑥季風的天氣分析和短期預報；⑦季風與大氣環流以及旱、澇與長期趨勢。

運用及意義

①南半球大氣環流是全球大氣環流的重要組成部分，也是影響氣候變化和亞洲季風系統的一個重要因素。中國氣象學家很早就注意到南半球大氣環流對東亞夏季風降水的影響。近年來，有關南半球氣候變率的研究當前正受到世界氣象學家越來越多的關注。南半球中高緯大氣資料的豐富及南極濤動的確定，使得認識南半球高中緯環流的年際變動規律及其與東亞氣候關係成為可能。本文主要介紹近年來有關南極濤動的年際變化與沙塵天氣發生頻次及東亞冬春季氣候的關係，古氣候資料揭示的南極濤動與華北降水的關係，以及南半球大氣環流與長江中下游夏季降水的關係和南極濤動變率的可預測性等方面的研究進展。並對未來研究方向作了初步的展望。

②東亞夏季風的時空分布變化直接關係到整個東亞及其周邊地區的人們生存與發展問題，因此東亞夏季風變率一直受到氣象學家的重點關注。特別是東亞夏季風的年際變化會引起該地區的氣溫和降水發生顯著的年際變化，繼而造成東亞地區的高溫酷暑、洪澇、乾旱等極端氣象災害的發生規律和頻次的不確定性。因此，研究東亞季風區雲、降水的年際變化等自然變率特徵及其影響因子(如人類活動排放的氣溶膠等)對理解東亞夏季風的變率特徵具有十分重要的科學意義，同時對人們防災減災具有十分重要的社會和經濟意義。