水汽通量特征分析

康瀠文 蘆濤 劉青 李昱銳 丁敏

摘要 分析了2018年8月NCEP/NCAR逐日再分析資料中的比濕場資料和經向風場資料發現：（1）緯向水汽水平通量在中緯為正值，赤道附近為負值，極大值中心不連續;（2）經向水汽水平通量在赤道附近為正值，中緯度地區為負值，最強中心位于海洋和大陸的邊緣，且總的經向水汽水平通量的值比總的緯向水汽水平通量的值小2～3倍;（3）定常經向環流輸送（MMC）對水汽輸送作用在中低緯地區最為明顯，體現出哈德來環流將水汽向低緯度地區輸送和費雷爾環流將水汽向高緯地區輸送;而瞬變部分輸送（TE）和定常波輸送（SE）主要將水汽向高緯地區輸送，它們的量級遠小于定常經向環流輸送（MMC）對水汽輸送的作用，但是瞬變部分輸送（TE）作用略小于定常波輸送（SE）的作用。

關鍵詞 緯向水汽水平通量;經向水汽水平通量;水汽輸送

中圖分類號：P426.61+4 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）09–0029–02

水汽通量的輸送特征是氣象學界研究的熱點問題之一，李永華等[1]研究指出：大氣環流中的水汽輸送特征對全球水汽的分布有至關重要的影響。黃玉霞等[2]研究表明：整層水汽通量在青藏高原地區夏季呈現自西向東的增加趨勢。齊慶華[3]研究發現：西北太平洋水汽輸送通量場具有3個主要的空間型，分別為經向型、輻散型和緯向型。楊瑋等[4]研究表明：我國水汽通量的高值區位于南方地區，來源于南海和孟加拉灣的西南風水汽輸送異常增強，在我國川、滇、黔交界處及粵、閩、贛一帶輻合時，長江以南大部分地區多雨;我國大陸東部有來源于西太平洋的水汽輸送異常增強，在廣西—浙江沿線區域輻合時，長江中下游流域多雨，但廣西、廣東和福建三省少雨。

1 資料和方法

1.1 資料選取

選取2018年8月NCEP/NCAR逐日再分析資料中的比濕場資料和經向風場資料，分辨率為2.5°×2.5°。

1.2 研究方法

主要研究了總的水汽水平通量的經緯向特征，其中，Ps、Pt分別是地面和大氣柱頂層氣壓。

2 研究內容

圖1為總的水汽水平通量，可以明顯看出在赤道附近為正值，中緯度地區為負值，最強中心位于海洋和大陸的邊緣，反映了對流層下部大氣環流的主要特征，也反映了地表面不均勻性的影響;在中緯為正值，赤道附近為負值，極大值中心不連續，這與平均緯向氣流的分布，即中緯西風帶和熱帶東風帶是一致的;并且值比值小2～3倍。

TOTAL為總輸送;MMC為定常經向環流輸送;SE為定常波輸送;TE為瞬變部分輸送，包含瞬變經向環流與瞬變渦動輸送兩部分。計算總的經向輸送（TOATAL）、定常經向環流輸送（MMC）以及定常波輸送（SE），利用算式：TOTAL=MMC+SE+TE，得到瞬變環流經向輸送與瞬變渦動之和（TE）。各項的垂直剖面圖見圖2，由圖2（TOTAL）可以發現，水汽主要集中在850 hPa以下的低層大氣，常經向環流輸送（MMC）的垂直剖面圖可以看出水汽的定常經向環流輸送量級最大，接近總的水汽輸送（TOTAL）。水汽的定常經向環流輸送（MMC）主要作用范圍在低緯地區，北半球赤道到30°N附近是一個強的負值區，南半球赤道到30°S附近存在一個強的正值區，這些區域正是哈德來環流所在區。因此，水汽定常經向環流輸送（MMC）主要是哈德來環流將赤道暖濕空氣向低緯地區輸送，此外，還有中緯度的費雷爾環流將中緯度的水汽向高緯度地區輸送，進而維持全球的水汽平衡。

定常波輸送（SE）的作用與水汽的定常經向環流輸送（MMC）相比，相對較小。在南半球赤道附近和中低緯地區為負值中心，而北半球中緯地區尤其在北緯30°N附近為一個正值中心，因此南、北半球定常波輸送（SE）都起到了向極地的輸送水汽的作用。

瞬變部分輸送（TE）主要表現在中高緯地區，它的值略小于定常波輸送（SE），輸送主要來自中低緯向極地移動的暖空氣和極地地區向中低緯輸送的冷空氣，其中北半球高緯地區為一個正值中心，南半球高緯地區為一個負值中心，表明南、北半球都存在向極地輸送的水汽。

3 結論

（1）使用2018年8月NCEP/NCAR逐日分析資料，計算了總的緯向水汽水平通量、經向水汽水平通量、總的經向輸送（TOTAL）、定常經向環流輸送（MMC）、定常波輸送（SE）以及瞬變部分輸送（TE）。

（2）通過分析發現緯向水汽水平通量在中緯為正值，赤道附近為負值，極大值中心不連續;經向水汽水平通量在赤道附近為正值，中緯度地區為負值，最強中心位于海洋和大陸的邊緣，且總的經向水汽水平通量的值比總的緯向水汽水平通量的值小2～3倍。

（3）定常經向環流輸送（MMC）對水汽輸送作用在中低緯地區最為明顯，體現出哈德來環流將水汽向低緯度地區輸送和費雷爾環流將水汽向高緯地區輸送;而瞬變部分輸送（TE）和定常波輸送（SE）主要將水汽向高緯地區輸送，它們的量級遠小于定常經向環流輸送（MMC）對水汽輸送的作用，但是瞬變部分輸送（TE）作用略小于定常波輸送（SE）的作用。

參考文獻

[1] 李永華，徐海明，高陽華，等.西南地區東部夏季旱澇的水汽輸送特征[J].氣象學報，2010，68（6）：932-943.

[2] 黃玉霞，王寶鑒，王鵬祥.青海高原夏季降水異常及其水汽輸送特征分析[J].氣象， 2006（1）：18-23.

[3] 齊慶華.西北太平洋水汽輸送異常及其與中國夏季降水的耦合模態[J].海洋科學，2009，33（9）：35-41.

[4] 楊瑋，何金海，王佳，等.“0801南方雪災”水汽通量與降水關系的SVD分析[J].熱帶氣象學報，2011，27（5）：697-702.

責任編輯：黃艷飛