高原低渦

高原低渦是指青藏高原500百帕上空出現的低渦，有從高原西側移入的，多數是因地形的動力和熱力作用在高原上生成的。

基本介紹

• 中文名：高原低渦
• 外文名：Plateau vortex
• 位置：青藏高原500百帕
• 類型：低渦
• 分類：冷性和暖性
• 產生原因：地形的動力和熱力作用

分類

高原上生成的低渦有冷性和暖性兩種。冷性低渦常生成於高原西南部或高原北側，尺度較大且較深厚，常發生在冬半年，天氣以陣性降水為主；暖性低渦基本上是夏季，在高原中部、南部及柴達木等地生成的，屬於淺薄系統，範圍小，移動慢，在源地無明顯降水。高原低渦不僅影響高原內部，當其移出高原後對中國東部地區的天氣也有很大影響。

研究情況

第二次青藏高原科學試驗之前的研究情況

20世紀60年代吳永森等及陳乾首先指出高原低渦的事實。葉篤正、高由禧先生在1979年指出高原低渦的水平尺度約500公里，垂直厚度約2-3公里。高原邊界層內淺薄系統遇有適宜的高空條件，它們也會發展移出高原。章基嘉、朱抱真、朱福康、孫國武、丁一匯、羅四維、錢永甫、錢正安等先生對此有較多的研究，得出了高原低渦的渦源、活動規律、影響高原低渦生成的因子、高原渦的結構及地形對高原西部低渦的影響等認識。陶詩言先生等指出了1975-1982年5-8月高原低渦移出高原的季節特徵。羅四維先生等指出了高原低渦在高原上消失的原因。劉富明先生等指出東移的高原渦在它的東部都具有高層質量輻散，低層輻合的特性。郭綿劍指出高原低渦東移可能與渦本身熱力結構有關，東移路徑與300hPa流場、副高位置、強度有關。上述研究反映：在第二次青藏高原科學試驗之前，己對高原上生、消的低渦作了系統的研究。也對一些高原低渦東移出高原的事實作了分析。

第二次青藏高原科學試驗之後的研究情況

在第二次青藏高原科學試驗的分析研究中，孫國武、陳葆德指出夏半年青藏高原低渦具有群發性；陳聯壽、馬鏡嫻、羅哲賢先生從數值研究指出高原大地形對高原區域低壓渦旋的運動路徑和強度有很大影響；陳忠明等研究指出西南低渦具有非對稱結構，它的活動受非平衡強迫制約；徐大海等模擬試驗指出部分西南低渦是高原下風動力渦旋波在真實大氣中的表現。在近期研究中，李國平指出在一定的引導條件下可使低渦移出高原。宋敏紅、錢正安指出高原中東部氣柱平均厚度可指示高原渦的移動。郁淑華指出高原渦在水汽圖像上能反映出水汽渦旋，水汽渦旋的活動對高原渦活動有指示意義。這些研究反映：自第二次青藏高原科學試驗以來，對在高原上與高原東南邊緣的低渦的動力研究加強了；對東移出高原主體的高原低渦的東移出高原的事實揭示較多。

國外對高原低渦的研究情況

國外對青藏高原及其邊側低渦研究也很重視,但大都注重對青藏高原東側低渦發展機理方面的研究。Kuo,Y.H用數值模式模擬指出了高原邊側低渦是造成 1981年7月的一次四川洪水過程的重要天氣系統。C.P.Chang and Lan Yi對東亞季風開始前後的一個擾動的發展作了模擬研究，得出了四川渦因鋒面與地形的相互作用而加強。Bin Wang用數值模擬指出了高原上邊界層中尺度擾動是高原邊側低渦的觸發因子。Bin Wang還研究了1979年兩個高原低渦發展的垂直結構特徵和成熟階段有利於東移的環流條件，指出高原低渦發展是大尺度環流和地形作用以及由於對流潛熱釋放的結果。Hideo TAKAHASHI指出冷空氣直接影響高原北部低壓發展；1992年6月下旬初梅雨鋒上的擾動來自高原北-東側。

存在問題

較缺少對東移出高原的高原低渦活動的研究，如對高原低渦東移出高原的大尺度條件和東移出高原後不消失而東移、發展的原因還不清楚。缺少使用第二次青藏高原科學試驗的觀測資料、衛星遙感資料及自動氣象站等新資料，對高原低渦活動的分析研究。對高原低渦活動的動力分析研究還需加強，如大尺度環境條件與中尺度高原渦的相互作用、深入進行數值模擬試驗等。

高原低渦東移出高原的平均環流場分析

青藏高原（下稱高原）低渦是夏季影響我國廣大地區產生暴雨、大暴雨等災害性天氣的重要天氣系統之一，已引起氣象工作者的重視。自1972年開始的“高原氣象科學研究協作組”組織會戰研究及第一次青藏高原科學試驗研究，已取得了重要進展，並對高原低渦的活動規律、影響高原低渦生成的因子、高原渦的結構、地形對高原西部低渦的影響等有了進一步的認識。1979年的相關研究指出：高原邊界層內淺薄系統遇有適宜的高空條件，它們也會發展移出高原。在一定的引導條件下可使低渦移出高原。高原中東部氣柱平均厚度可指示高原渦的移動等。這些研究豐富了對高原低渦東移的認識，但對東移出高原低渦的研究多數是個例分析，對高原低渦東移出高原的平均環流特徵還缺少分析。

研究將對高原低渦東移出高原多的年、月與少的年、月平均環流場作比較分析，探討高原低渦移出高原的平均環流場特徵，得出高原低渦移出高原的氣候背景。

方法與資料

普查、分析1998—2004年高原低渦移出高原的活動過程，統計得出1998—2004年各年、月高原低渦活動的特徵。使用美國國家環境預測中心（NCEP）提供的1998—2004年每日4時次的再分析資料，其解析度為2.5°X2.5°，作出高原低渦移出高原多的年、月與少的年、月的500，200Lpa高度、溫度、流場的平均場，對平均場進行比較分析。

各年、月移出高原的高原低渦的活動情況

移出高原的渦是指500Lpa等壓面上反映的生成於高原，後又移出高原的有閉合等高線的低壓或有3個站風向呈氣旋式環流的低渦，它不同於西南低渦規定在700Lpa等壓面上。

表1給出了1998—2004年5~9月各年、月移出高原的高原低渦的活動次數，由表1看出：（1）在近7年中，1998年和1999年夏季高原低渦移出高原的次數最多，為12次；其次是2003年為10次。高原低渦移出高原次數最少的年份是2000年和2004年，為3次。1998，1999和2003年移出高原的高原低渦活動次數多，分別造成了長江流域的嚴重洪澇、西南地區洪澇及黃準大水，說明移出高原的高原低渦是影響我國夏季大水的重要天氣系統之一。（2）6~8月是高原渦移出高原的主要時段，且6~8月各月移出個數相近。這與高原渦活動的多、少月及西南渦移出的多、少月不完全一致，即在高原上活動的是5月最多，8月份較少；西南渦7月份移出的比8月份移出的多一倍多。

高原渦東移出高原多、少月平均環流比較

天氣系統的移動是受環流形勢制約的，高原低渦也不例外。由上述分析可看出，l998—2004年5~9月中，6~8月高原渦移出高原多，5，9月高原渦移出高原比6~8月的少一倍。6~8月高原渦移出高原多的月平均場與5，9月移出高原少的月平均場有何不同，我們作如下分析。

（1）500hPa平均環流場

由l998—2004年5~9月各月的多年500hpa平均高度、溫度場看出（圖1）：（1）高原低渦移出高原多的6~8月與移出高原少的5，9月多年平均高度場差異明顯，主要在6~8月孟加拉灣季風槽、季風低壓明顯，且已影響到高原；高原北部受高壓脊影響；有切變線從我國東北伸向高原東部，提供了有利於低渦活躍、移出的環境條件。5，9月高原上空氣流較平直。（2）6~8月與5，9月多年平均溫度場差異主要在6~8月高原上空暖區比5，9月強，6~8月切變線有冷平流侵入。由於6~8月有冷平流侵入切變線，使切變線加強，更有利於低渦活動。

圖1

由1998—2004年5~9月各月的500hpa多年平均風場看出（圖2）：（1）6，7月有來自孟加拉灣的暖濕西南氣流，8月有來自孟加拉灣和南海的西南氣流，它們與北面的西北氣流在高原東部交匯，這與移出高原的高原低渦多形成高原東部相一致。5月高原為西風氣流控制，9月高原為來自孟加拉灣和南海的西南氣流控制，5，9月高原沒有與北面的西北氣流有交匯現象，反映了6~8月高原東部具有流場輻合、氣旋性渦度強的有利於低渦活動的物理條件，而5，9月的差。（2）5，9月分別有西、西北風風速212m/S較大的區域，而6月只有很小的區域，7，8月則沒有。說明5，9月500hpa西風帶勢力明顯比6~8月強，5，9月高原東部缺少低渦活動的輻合流場的環境條件。

圖2

從上述分析可看出，500hpa6~8月高原渦移出高原多的月平均場與5，9月移出高原少的月平均場明顯不同，6~8月孟加拉灣季風槽、季風低壓明顯，且己影響到高原，有切變線從我國東北伸向高原東部，西南氣流與西北氣流在高原東部交匯。5，9月高原上空氣流較平直，在高原沒有南、北氣流交匯。另外，6~8月高原上空暖區比5，9月的強，6~8月高原東部切變線有冷平流侵入；5，9月西風帶勢力明顯比6~8月強。在200hpa6~8月高原渦移出高原多的月平均場與5，9月移出高原少的月平均場有明顯不同，即6~8月高原東部為南亞高壓脊前西北氣流控制，南亞高壓較強，12520gpm等值線的東伸明顯。5，9月高原為西風氣流，南亞高壓較弱，無12520gpm等值線。5，9月200hpa西風帶勢力明顯比6~8月強。

圖3

（2）200hpa平均環流場

由1998—2004年5~9月各月的多年200hpa平均高度和風場看出（圖3）：（1）6~8月高原東部為南亞高壓脊前西北氣流控制，5月高原為平直西風氣流，9月高原絕大部分為西風。（2）6~8月南亞高壓12520gpm等值線的東伸明顯，而5，9月無12520gpm等值線，說明6~8月南亞高壓較強。（3）5，9月西風風速230m/S區域比6~8月的大，6月西風風速230m/s的區域還不足7月的1/5。說明5，9月200hpa西風帶勢力明顯比6~8月強。6~8月高原東部上空對流層高層具有利於低渦發展的高空輻散條件，而5，9月的差。

研究結論

通過對1998—2004年5~9月各年、月移出高原的高原低渦的活動次數統計分析，對1998—2004年高原渦移出高原多、少年、月的平均環流進行了比較分析，得出如下認識：

（1）6~8月是高原渦移出高原影響我國東部天氣的主要時段。6~8月各月高原渦移出個數相近。

（2）高原低渦移出高原多的500hpa月平均場特徵是：孟灣季風槽偏北或副高西伸明顯，西南氣流可影響到高原東部；西南氣流與西北氣流交匯或低槽、切變線在高原東部活動，且有冷平流侵入。

（3）高原低渦移出高原多的200hpa月平均場特徵是：南亞高壓東伸明顯、強大；西風勢力明顯偏強；高原東部為南亞高壓脊前西北氣流控制。