北太平洋副熱帶高壓即為我們所學的夏威夷高壓,它位於夏威夷群島附近,冬季弱,位置偏南;夏季,特別強大,位置偏北。
夏威夷高壓實際上是全球副熱帶高氣壓帶的一部分。北半球的副熱帶高氣壓帶夏季被大陸的熱低壓(印度低壓)切斷,使其只保留在海洋上,太平洋上稱夏威夷高壓,大西洋上的稱亞速爾高壓。
北太平洋副熱帶高壓夏季時多呈東西扁長形狀,中心有時只有一個,有時有多個。位於西太平洋的稱為西太平洋副熱帶高壓,位於東太平洋的稱東太平洋副高。
西太平洋高壓在盛夏時一般呈東西向的橢圓形,而西端的高空脊伸達我國沿海夏季可伸入大陸。直接影響我國天氣的並不是北太平洋副高主體,而是它伸向我國大陸的脊,副高變動實際上指伸向我國大陸的脊的變動。
西太副高:對梅雨鋒位置和熱帶氣旋路徑起控制作用的環流系統。最新研究顯示西太副高在未來變暖下將會增強(Chen et al., Nature Communications, 2020)。
我國東部地區的主要鋒面雨帶,通常位於西太平洋副熱帶高壓脊線以北5~8個緯度距離處(如圖甲),並隨西太平洋副熱帶高壓的北進或南退而移動(如圖乙)。
西太平洋副熱帶高壓從冬到夏位置北移,強度增大;從夏到冬,位置南撤,強度減弱。一般在8月份到達年中的最北點,8月以後,副熱帶高壓開始南撤。
上述情況僅僅是西太平洋副高活動對我國天氣影響的一般規律。實際上,副高的南、北季節性移動經常出現異常,造成我國一些地區乾旱,另外一些地區水澇的反常現象。
1950~2005年影響我國的夏季夏威夷高壓脊線位置距平變化曲線圖(距平是指一系列數值中的某一個數值與平均值的差)
例如,1956年西太平洋高壓脊第一次北跳偏早,第二次北跳偏晚,這一年梅雨很盛,長江中下遊流域雨量過大。1954年副高較長時間穩定在20°N~25°N間,長江流域梅雨持續的時間達兩個月之久,造成了江淮地區幾十年罕見的大雨。1958年副高壓脊第一次北跳偏晚,第二次北跳偏早,形成了這一年空梅,造成了乾旱。1981年夏,西太平洋副高的位置較常年偏西、偏北,北方來的冷空氣路徑也偏西。因此,副高西側的暖溼氣流與冷空氣交鋒的雨帶異常偏西,造成四川盆地及關中、陝南、甘肅東部等地區連降暴雨;而東部地區在副高控制下,出現持續的乾旱天氣。1998年夏威夷高壓脊線位置偏南,導致東南季風勢力偏弱,鋒面雨帶長期控制長江流域,發生了一次長江全流域性特大洪水災害。
副熱帶高壓(夏季風)過強,導致雨帶北移過快,使長江中下遊梅雨季過短而伏旱過長的現象。
副高北側自海洋上吹來的西南暖溼氣流與自北而下的冷空氣相遇,產生強降水。
副高控制區域,盛行下沉氣流,靜風,天氣晴朗,高溫炎熱。
在西太平洋地區,颱風移動大致有三條路徑。第一條是偏西路徑,颱風經過菲律賓或巴林塘海峽、巴士海峽進人南海,西行到海南島或越南登陸,對我國影響較大。第二條是西北路徑,颱風向西北偏西方向移動,在臺灣省登陸,然後穿過臺灣海峽在福建省登陸。這種路徑也叫作登陸路徑。第三條是轉向路徑,颱風從菲律賓以東的海面向西北移動,在25°N附近轉向東北方,向日本方向移動。這條路徑對我國影響較小。
決定颱風移動的動力可分為內力與外力兩種。颱風的內力主要是由與颱風本身的旋轉、氣流輻合和上升運動相聯繫的地轉偏向力引起的。
颱風的外力則主要有環境(平均氣流)的氣壓梯度力和地轉偏向力以及摩擦力等。
夏秋之際,西太平洋上常有一個獨立的高氣壓——副熱帶高氣壓(以下簡稱副高)。而影響我國的颱風也大多生成於西北太平洋,且大多產生於副高的南緣,並沿著副高的外圍移動。
據中國氣象局颱風與海洋氣象預報中心首席預報員張玲介紹,七八月份的西北太平洋副高正處於強勢期,在西伸加強後,控制著我國長江中下遊地區。其控制區域內以下沉運動為主,不利於颱風的發展,就如同給長江以北地區築起了一道屏障,颱風很難穿越這個地帶到達更北的區域,反而在副高外圍風向的引導下一路向西。
總的來說,颱風與副高就像一對「相愛相殺」的Couple,相互制約、相互影響。當副高呈東西帶狀,且強度穩定時,其南側的颱風將向西移動,路徑穩定;但如果副高強度不強,颱風移動到其西南側時,會導致副高東退收縮至海上,颱風也有可能因此轉而向北移動;另外,颱風還可使較弱的副高斷裂,並從其中間穿過北上。
有一些在副高南側、受強大的東偏南風驅動的颱風,其水平風速呈現明顯的不對稱結構,颱風北側的偏東風明顯強於颱風南側的偏西風,這種風速的明顯不對稱也是其強度能在高級別上保持甚至增強的動力機制之一。其實副高就像鞭子,鞭子力道越大,陀螺轉得就越快,就會導致颱風移動速度特別快。
颱風「泰利」衝斷副高
另外,能隻身衝斷副高的颱風也不在少數。比如2016年第10號颱風「獅子山」,「獅子山」移動路徑如此詭異的原因就是副高被衝散成了兩大環,一環在西北太平洋上,一環在大陸上,「獅子山」剛好處於兩環副高之間。「獅子山」生成後處於西環大陸副高的東邊,在東北氣流引導下往西南方向移動。隨後又在東環副高西南氣流的引導往東北方向折回。
當然,影響颱風走向的因素很複雜,副高也只不過是影響因素之一,要準確判斷颱風移動的路徑,還需要靠更新時效的數值預報以及預報員多年來積累的經驗。
颱風與副高的關係也不僅在於「你進我退」,還會給影響區域帶來溫度變化。眾所周知,副高控制下的地區以高溫晴熱天氣為主,颱風則帶來清涼。不過少有人注意,在颱風到來前,也會像副高那樣給當地帶來短暫的高溫。這是由於颱風中心附近有強烈的螺旋上升氣流,到達一定高度後會向四周輻散出去,到達颱風外圍便與四周環境空氣混合下沉。與副高等高壓系統相比,颱風外圍下沉氣流更明顯,因而下沉區更容易出現高溫天氣。由於上升和下沉氣流的對應關係,颱風強度越強,也意味著其外圍下沉氣流越強。
譚老師地理工作室綜合整理