东亚季风监测指数指标说明

东亚季风系统既包含南海-西太平洋的热带季风,又包括大陆-日本的副热带季风,我国位于东亚季风区,气候变化受季风进退和强度异常的年际变化影响显著,尤其是夏半年的汛期(5-9月)我国东部地区的降水和雨带位置的变化是与夏季风活动密切相关的。我们利用实时接收的大气资料、卫星观测资料(OLR)和中国大陆地区的台站降水资料,对东亚夏季风的活动情况(包括夏季风爆发、推进、强度等)和我国大陆地区雨带位置和降水异常状况进行实时监测。

以下分别从监测资料、南海夏季风监测、季风推进过程监测、东亚副热带夏季风监测、雨带位置和异常变化监测等几个方面对东亚季风监测指数指标进行介绍。

一:监测资料

  季风监测系统中监测所用资料主要来源于以下几个部分:

A:全球高空实时资料(包括逐日和逐月)(200hPa,500hPa,850hPa)来自国家气象中心12Z客观分析资料,保存资料网格点距为2.5°´2.5°。全球高空历史资料来自美国国家环境预测中心(NCEP),多年平均基准为1971~2000年,网格点距为2.5°´2.5°。

B:全球月平均海平面气压场资料来自国家气候中心气候系统诊断预测室分析处理的576格点的资料。多年平均基准为1971~2000年,网格点距为2.5°´2.5°。

C:全国322个测站逐日降水资料来自国家气象信息中心,多年平均基准为1971~2000年。

D:OLR日平均资料和历史资料均取自美国国家环境预测中心(NCEP),网格点距为2.5°´2.5°。多年平均基准为1974~2003年,网格点距为2.5°´2.5°。

   候资料是由逐日资料加工处理而成,其中 1年72候,每月6候。

   季资料是由逐月资料加工处理而成。冬季为上年12月-当年2月平均,春季为3-5月平均,夏季为6-8月平均,秋季为9-11月平均。

二:南海夏季风监测指标说明

南海是东亚夏季风爆发最早的地区之一。研究表明,5月中旬前后南海夏季风的突然爆发,标志着东南亚和东亚夏季风的到来和雨季的开始。对南海夏季风的监测包括南海夏季风的爆发、强度变化以及撤退等。以下介绍南海夏季风爆发时间的监测指标,以及南海夏季风强度指数等。

1.南海季风监测区选为: 10-20°N,110-120°E

2.南海夏季风起止时间的判定指标:

以南海季风监测区内平均纬向风和假相当位温为监测指标,当监测区内平均纬向风由东风稳定转为西风以及假相当位温稳定地大于340°K的时间,为南海夏季风爆发的主要指标。同时参考200hPa和850hPa,500 hPa位势高度场的演变。

    3.  南海夏季风强度逐候变化

以南海季风监测区内平均纬向风逐候变化和同时段气候平均值比较,考察南海夏季风强度的逐候变化。

4.   近30年南海夏季风强度指数变化(1)

南海夏季风爆发到结束期间纬向风(考虑西风)强度累积值的标准化距平值为当年南海夏季风强度指数(气候值为1971-2000 )。监测系统中给出近30年南海夏季风强度指数变化曲线图。历史数据件文件 scs-smidx.txt

5. 南海季风指数

 根据何敏等定义(He Min,1997; 何敏等,2002)计算了南海季风指数。该指数定义为100-130°E、0-10°N范围内,850hPa和200hPa平均纬向风距平差,该指数表示了南海南部高低层的纬向风切变。当夏季南海季风指数大于零时,表示在南海地区低层西南气流较常年偏强,影响我国的热带夏季风偏强。反之,当指数小于零时,夏季风偏弱。根据他们的研究和预测业务中的应用,表明冬季南海夏季风指数与南海夏季风活动密切相关,当上年南海季风指数为高指数时,次年南海夏季风往往爆发偏早且强,反之,低指数年则偏晚且弱。

 监测系统提供了根据该定义计算所得近 36月南海季风指数变化图(2),及近30年南海夏季风强度指数(3)。相应的历史数据见 midx-hm.txt sidx-hm.txt

三.东亚副热带季风指数说明

该系统提供了3个东亚副热带季风强度指数,下面给予分别介绍

1.  海-陆气压差季风指数(1)

该指数计算主要参考施能等的定义(Shi Neng, etal 1996, 施能,1996),计算两个序列,月序列及季(夏季)序列

该指数定义为:20-50°N(7个纬带)的110°E与160°E的月(季)的标准化海平面气压差的和,所得的序列再进行一次标准化处理。对于夏季(6-8月平均)的季强度指数,则乘以-1,这样计算所得的强度指数越大,表示夏季风越强。

2.  海-陆气压差季风指数(2)

该指数是根据郭其蕴(1983),赵汉光等(1996)的定义计算而得。计算的季风指数序列包括月序列和季序列。

定义为10-50°N范围内,每10度纬圈上用110°E减160°E之间的气压差值》=5hPa的所用数值之和,代表冬季风强度,气压差值《=-5hPa的所用数值之和,代表夏季风强度,并将各月冬、夏季风强度与气候平均值(1971-2000年),求比值,作为冬夏季风强度指数。 

3.东亚副热带夏季风强度指数

  该指数根据张庆云等(2003)的定义计算求得。

将东亚热带季风槽区(10-20°N,100-150°E)与东亚副热带地区(25-35°N,100-150°E)6-8月平均的850hPa风场的纬向风距平差,定义为东亚夏季风指数(EASMI):

  该指数根据夏季热带季风槽与梅雨锋的强度及其距平风场的变化呈相反趋势的特征而定义的,能够较好地反应东亚风场和中国东部降水场的年际变化特征。

 参考文献

He Min. Summer monsoon and Yangtze river basin precipitation(Abstract), Preprint of Abstracts of Papers for the First WNO International Workshop on Monsoon Studies, WNO/TD-no. 786,1997.2,67-67B.

 何敏,许力,宋文玲,南海夏季风爆发日期和强度的短期气候预测方法研究,气象,2002 ,9-13.

Shi Neng, Zhu Qiangen. An abrupt change in the intensity of East Asia summer monsoon index and its relationship with temperature and precipitation over East China. Int. J.climatol., 1996,17(7): 757-764.

 施能,鲁建军,朱乾根,东亚冬、夏季风100 年强度指数及其气候变化.  南京气象学院学报,1996 ,19 (2 ):168-177.

 赵汉光,张先恭,东亚季风和我国夏季雨带的关系,气象,1996 ,22 (4 ),8-12.

 郭其蕴,东亚夏季风强度指数及其变化的分析,地理学报,1983 ,38 (3 ):207-217.

 张庆云,陶诗言,陈烈庭,东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流,2003 ,61 (4 ),559-568.9