水汽通量特征分析

康潆文 芦涛 刘青 李昱锐 丁敏

摘要 分析了2018年8月NCEP/NCAR逐日再分析资料中的比湿场资料和经向风场资料发现：（1）纬向水汽水平通量在中纬为正值，赤道附近为负值，极大值中心不连续;（2）经向水汽水平通量在赤道附近为正值，中纬度地区为负值，最强中心位于海洋和大陆的边缘，且总的经向水汽水平通量的值比总的纬向水汽水平通量的值小2～3倍;（3）定常经向环流输送（MMC）对水汽输送作用在中低纬地区最为明显，体现出哈德来环流将水汽向低纬度地区输送和费雷尔环流将水汽向高纬地区输送;而瞬变部分输送（TE）和定常波输送（SE）主要将水汽向高纬地区输送，它们的量级远小于定常经向环流输送（MMC）对水汽输送的作用，但是瞬变部分输送（TE）作用略小于定常波输送（SE）的作用。

关键词 纬向水汽水平通量;经向水汽水平通量;水汽输送

中图分类号：P426.61+4 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）09–0029–02

水汽通量的输送特征是氣象学界研究的热点问题之一，李永华等[1]研究指出：大气环流中的水汽输送特征对全球水汽的分布有至关重要的影响。黄玉霞等[2]研究表明：整层水汽通量在青藏高原地区夏季呈现自西向东的增加趋势。齐庆华[3]研究发现：西北太平洋水汽输送通量场具有3个主要的空间型，分别为经向型、辐散型和纬向型。杨玮等[4]研究表明：我国水汽通量的高值区位于南方地区，来源于南海和孟加拉湾的西南风水汽输送异常增强，在我国川、滇、黔交界处及粤、闽、赣一带辐合时，长江以南大部分地区多雨;我国大陆东部有来源于西太平洋的水汽输送异常增强，在广西—浙江沿线区域辐合时，长江中下游流域多雨，但广西、广东和福建三省少雨。

1 资料和方法

1.1 资料选取

选取2018年8月NCEP/NCAR逐日再分析资料中的比湿场资料和经向风场资料，分辨率为2.5°×2.5°。

1.2 研究方法

主要研究了总的水汽水平通量的经纬向特征，其中，Ps、Pt分别是地面和大气柱顶层气压。

2 研究内容

图1为总的水汽水平通量，可以明显看出在赤道附近为正值，中纬度地区为负值，最强中心位于海洋和大陆的边缘，反映了对流层下部大气环流的主要特征，也反映了地表面不均匀性的影响;在中纬为正值，赤道附近为负值，极大值中心不连续，这与平均纬向气流的分布，即中纬西风带和热带东风带是一致的;并且值比值小2～3倍。

TOTAL为总输送;MMC为定常经向环流输送;SE为定常波输送;TE为瞬变部分输送，包含瞬变经向环流与瞬变涡动输送两部分。计算总的经向输送（TOATAL）、定常经向环流输送（MMC）以及定常波输送（SE），利用算式：TOTAL=MMC+SE+TE，得到瞬变环流经向输送与瞬变涡动之和（TE）。各项的垂直剖面图见图2，由图2（TOTAL）可以发现，水汽主要集中在850 hPa以下的低层大气，常经向环流输送（MMC）的垂直剖面图可以看出水汽的定常经向环流输送量级最大，接近总的水汽输送（TOTAL）。水汽的定常经向环流输送（MMC）主要作用范围在低纬地区，北半球赤道到30°N附近是一个强的负值区，南半球赤道到30°S附近存在一个强的正值区，这些区域正是哈德来环流所在区。因此，水汽定常经向环流输送（MMC）主要是哈德来环流将赤道暖湿空气向低纬地区输送，此外，还有中纬度的费雷尔环流将中纬度的水汽向高纬度地区输送，进而维持全球的水汽平衡。

定常波输送（SE）的作用与水汽的定常经向环流输送（MMC）相比，相对较小。在南半球赤道附近和中低纬地区为负值中心，而北半球中纬地区尤其在北纬30°N附近为一个正值中心，因此南、北半球定常波输送（SE）都起到了向极地的输送水汽的作用。

瞬变部分输送（TE）主要表现在中高纬地区，它的值略小于定常波输送（SE），输送主要来自中低纬向极地移动的暖空气和极地地区向中低纬输送的冷空气，其中北半球高纬地区为一个正值中心，南半球高纬地区为一个负值中心，表明南、北半球都存在向极地输送的水汽。

3 结论

（1）使用2018年8月NCEP/NCAR逐日分析资料，计算了总的纬向水汽水平通量、经向水汽水平通量、总的经向输送（TOTAL）、定常经向环流输送（MMC）、定常波输送（SE）以及瞬变部分输送（TE）。

（2）通过分析发现纬向水汽水平通量在中纬为正值，赤道附近为负值，极大值中心不连续;经向水汽水平通量在赤道附近为正值，中纬度地区为负值，最强中心位于海洋和大陆的边缘，且总的经向水汽水平通量的值比总的纬向水汽水平通量的值小2～3倍。

（3）定常经向环流输送（MMC）对水汽输送作用在中低纬地区最为明显，体现出哈德来环流将水汽向低纬度地区输送和费雷尔环流将水汽向高纬地区输送;而瞬变部分输送（TE）和定常波输送（SE）主要将水汽向高纬地区输送，它们的量级远小于定常经向环流输送（MMC）对水汽输送的作用，但是瞬变部分输送（TE）作用略小于定常波输送（SE）的作用。

参考文献

[1] 李永华，徐海明，高阳华，等.西南地区东部夏季旱涝的水汽输送特征[J].气象学报，2010，68（6）：932-943.

[2] 黄玉霞，王宝鉴，王鹏祥.青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征分析[J].气象， 2006（1）：18-23.

[3] 齐庆华.西北太平洋水汽输送异常及其与中国夏季降水的耦合模态[J].海洋科学，2009，33（9）：35-41.

[4] 杨玮，何金海，王佳，等.“0801南方雪灾”水汽通量与降水关系的SVD分析[J].热带气象学报，2011，27（5）：697-702.

责任编辑：黄艳飞