5.3 低纬度天气系统

一、副热带高压

在南、北半球副热带地区，经常维持着沿纬圈分布的高压带，称副热带高压带。副热带高压带受海陆沿纬圈分布的影响，常断裂成若干个高压单体，称副热带高压，简称副高。副高呈椭圆形，长轴大致同纬圈平行，是暖性动力系统。它主要位于大洋上，常年存在，在北半球主要分布在北太平洋西部、北太平洋东部、北大西洋中部、北大西洋西部墨西哥湾和北非等地。南半球分布在南太平洋、南大西洋和南印度洋等。此外，夏季大陆高原上空出现的青藏高压和墨西哥高压，也属副热带高压。这些高压并不是同时都很明显，而是有强、有弱，有分有合。由于副高占据广大空间，稳定少动成为副热带地区最重要的大型天气系统。它的维持和活动对低纬度地区与中高纬度地区之间的水汽、热量、能量、动量的输送和平衡起着重要的作用，对低纬度环流和天气变化具有重大影响。

（一）结构和天气

1.结构

副高处于低纬环流和中纬环流的汇合带，是由于对流层中上层气流辐合、聚积形成。副高结构比较复杂，在不同高度以及不同季节、不同地区有所不同。从垂直剖面看，600—100hPa层以质量辐合为主，尤以200hPa附近质量辐合最突出。600hPa层以下质量辐散占优势，整层空气质量辐合大于辐散，有净质量堆积。

在对流层的中、下层，副高的强度是随高度升高而增强的，高压的中心位置随高度向暖区偏移，因而高压中心与高温中心并不完全重合，高压脊线也不垂直。夏季时，陆地增温显著，下层暖中心便移向高压脊线的陆地一侧（在北半球是北侧），冬季时，陆地冷却明显，暖中心便移到高压脊线的南侧。到对流层中、上层（500hPa以上），地表海陆热力差异的影响已大为减弱，高压中心与暖中心基本重合，高压脊线也大体垂直。副高的强度和规模随季节而有变化。夏季时北半球副高的强度、范围迅速增大，盛夏时增至最强，范围几乎占北半球的1/5—1/4。冬季时，北半球副高强度减弱，范围缩小，位置南移、东退。南半球副高的季节变化状况与北半球相反。

副高区内的温度水平梯度一般都比较小，而高压边缘由于同周围系统相交绥，温度梯度明显增大，尤其北部和西北部更大。这种温度梯度分布特点造成了副高脊线附近气压梯度小、水平风速小，而南北两侧气压梯度增大、水平风速增大的现象。

副高范围内盛行下沉气流，因而在低层普遍形成逆温层，尤其高压东部逆温层较厚、较低。逆温层阻挡着对流运动的发展和水分垂直输送，导致逆温层以下空气潮湿，相对湿度达80％以上；而逆温层以上空气干燥，相对湿度在50％以下。

2.天气

副高内的天气，由于盛行下沉气流，以晴朗、少云、微风、炎热为主。高压的北、西北部边缘因与西风带天气系统（锋面、气旋、低槽）相交绥，气流上升运动强烈，水汽比较丰富，因而多阴雨天气。高压南侧是东风气流，晴朗少云，低层潮湿、闷热，但当热带气旋、东风波等热带天气系统活动时，也可能产生大范围暴雨和中小尺度雷阵雨及大风天气。高压东部受北来冷气流的影响，形成较厚逆温层，产生少云、干燥、多雾天气，长期受其控制的地区，久旱无雨，出现干旱，甚至变成沙漠气候。 

（二）西太平洋副高

1.西太平洋副高的活动

太平洋副高多呈东西扁长形状，中心有时只有1个，有时有数个。夏季时一般分裂为东、西两个大单体，位于西太平洋的称西太平洋高压，位于东太平洋的称东太平洋高压。西太平洋高压除在盛夏时偶呈南北狭长形状外，一般呈东西向的椭圆形。

西太平洋副高的活动位置有多年变化。据分析，1880—1890年间，副高中心偏向平均位置的东南；1890—1920年偏向西北；1920—1930年又偏向东南。这种中心位置的变动必然会引起东亚甚至全球性气候振动。

西太平洋副高的季节性活动具有明显的规律性。冬季位置最南，夏季最北，从冬到夏向北偏西移动，强度增大；自夏至冬则向南偏东移动，强度减弱。图5·20给出了500hPa等压面上西太平洋副高脊多年平均位置。冬季，副高脊线位于15°N附近。随着季节转暖，脊线缓慢地向北移动。大约到6月中旬，脊线出现第一次北跳过程，越过20°N，在20°—25°N间徘徊。7月中旬出现第二次跳跃，脊线迅速跳过25°N，以后摆动于25—30°N之间，约在7月底至8月初，脊线跨过30°N到达最北位置。9月以后随着西太平洋副高势力的减弱，脊线开始自北向南迅速撤退，9月上旬脊线第一次回跳到25°N附近，10月上旬再次跳到20°N以南地区，从此结束了一年为周期的季节性南北移动。副高的季节性南北移动并不是匀速进行的，而表现出稳定少动、缓慢移动和跳跃三种形式，而且在北进过程中有暂时南退，在南退过程中有短暂北进的南北振荡现象。同时，北进过程持续的时间较久、移动速度较缓，而南退过程经历时间较短、移动速度较快。上述西太平洋副高季节性变动的一般规律，在个别年份可能有明显出入，而且这种移动特征在大西洋、亚洲大陆、北非大陆、北美大陆上的副高也同样存在，表明是全球性现象，是太阳辐射季节变化和副高强度的纬向不均匀分布以及随时间非均速变化的反映。

西太平洋副高还有非季节性的中短期变动，主要表现为半个月左右的副高偏强或偏弱趋势及一周左右的副高西伸东退、北进南缩的周期变化。非季节性中、短期变动大多是受副高周围天气系统活动影响而引起的，例如夏季青藏高压、华北高压东移并入西太平洋副高时，副高产生西伸，甚至北跳，而当热带风暴或台风移至西太平洋副高的西南边缘时，副高随之东退，热带风暴沿副高西缘北移时，副高继续东退，当风暴越过高压脊线进入西风带时，副高又开始西伸。此外，西风带的小槽小脊、长波槽、脊都对副高变动有不同程度的影响，同时副高又对周围天气系统有明显影响，彼此相互联系、相互制约。

2.西太平洋副高对我国天气的影响

西太平洋副高是对我国夏季天气影响最大的一个天气系统。在它控制下将产生干旱、炎热、无风天气。它还通过与周围天气系统相互作用形成其它类型天气。因而，西太平洋副高的位置、强度的变化对我国（主要是东部）的雨季、旱涝以及台风路径等产生重大影响。西太平洋副高是向我国输送水汽的重要天气系统。我国夏季降水的水汽来源，虽然主要是依靠西南气流从孟加拉湾、印度洋输送来，但西太平洋副高的位置和强度关系着东南季风从太平洋向大陆输送水汽的路径和数量，而且还影响着西南气流输送水汽的状况。同时，西太平洋副高北侧是北上暖湿气流与中纬度南下冷气流相交绥的地带，气旋和锋面系统活动频繁，常常形成大范围阴雨和暴雨天气，成为我国东部地区的重要降水带。通常该降水带位于西太平洋副高脊线以北

5—8个纬距，并随副高作季节性移动。平均而言，每年2—5月，主要雨带位于华南；6月份雨带位于长江中下游和淮河流域，使江淮一带进入梅雨期；7月中旬雨带移到黄河流域，而江淮流域处于高压控制下，进入伏旱期，天气酷热、少雨，如果副高强大；控制时间长久，将造成严重干旱。副高南侧为东风带，常有东风波、热带风暴甚至台风活动，产生大量降水，因此7月中旬后，华南又出现一次雨期。从7月下旬到8月初，主要雨带移至华北、东北地带。从9月上旬起副高脊线开始南撤，降水带也随之南移。

上述情况仅是西太平洋副高活动对我国东部地区天气影响的一般规律。实际上西太平洋副高的季节性南北移动经常出现异常，往往造成一些地区干旱而另一些地区洪涝。例如 1956年，西太平洋副高压脊第一次北跳偏早，第二次北跳又偏晚，结果梅雨期较长，致长江中下游雨量过多。1954年副高持久地稳定在20°—25°N间，长江流域梅雨持续时间长达40天之久，造成江淮流域几十年罕见的大水。1958年副高脊线第一次北跳偏晚，第二次北跳偏早，形成了这一年的空梅，造成江淮流域干旱。1959—1961年梅雨期都很短，结果长江中下游地区连续几年（1958—1961年）严重干旱（表5·4）。

（三）青藏高压

又称南亚高压，是暖季出现在亚洲大陆南部青藏高原上空对流层顶部的大型暖高压系统。它主要是由于高原的加热作用形成的，因而其结构、性质和形成过程都与海洋上的副热带高压有很大差异。它在500hPa以下是热低压，在500hPa以上的高空才表现为高压，而且越向高空高压强度越大，到200—100hPa高度强度最大，成为北半球上空强大的高压体。其中心区有上升气流，多对流活动，是我国夏季雷暴发生最多的地区。青藏高压的水平尺度达万千米以上，属超长波系统。高压中心常作东西向摆动，当其向东摆动并与西太平洋副高压脊叠加时，可使西大平洋副高加强，导致其西伸或北跳。北半球海洋上副热带高压的强度之所以夏季强于冬季是同青藏高压的存在及其作用有密切关系。青藏高压的中心位置和它在我国东部的脊线位置对长江中、下游梅雨异常也有影响。

墨西哥高压是形成于美洲大陆南部高原上空的暖性高压，其形成、结构、特性与青藏高压相类似。

 

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