2.3.3 热带辐合带

2.3.3 热带辐合带

热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,ITCZ),是南、北半球副热带高压带间气压最低的带区,是南、北两半球信风相遇的地方,又称为赤道低压带或赤道辐合带、赤道槽、热带锋等。热带辐合带是热带地区主要的、持久的大型天气系统,有时甚至可以绕地球一圈。它的移动、变化及强弱对热带地区的长、中、短期天气影响很大。

太阳光一年两次直射赤道,全年在南、北回归线之间移动,使赤道附近终年受热,蒸发旺盛,导致空气膨胀上升,大量的水气逸散到大气中,到高空向高纬度地区流动,使得近地面气压降低而形成热带辐合带低气压区。

随着太阳直射纬度的变化,热带辐合带有明显的季节性移动。北半球夏季,由于副热带高压北移和西南季风增强,热带辐合带位置偏北,冬季相反。具体而言,1~4月偏于南半球,1~2月可达10°S;5~10月活跃于北半球,7~9月可移至10°N。一年之内南北移动幅度20°。4~5月完成越赤道季节性北跳,11月完成越赤道季节性南退。有时会产生两个热带辐合带,一个在赤道以北,另一个在赤道以南,通常其中一个会较强烈。此情形发生时,两个区域之间就会发展出一个狭长的高压带。

一般而言,热带辐合带表现为一条由一系列活跃对流云团组成的近于纬向的连续云带,宽度可达5个纬距以上,东西长达数千千米(图2.5)。有时辐合带不活跃,云带很窄,表现为断裂的一团团尺度较小的云团。

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图2.5 卫星云图显示ITCZ内的雷暴形成一条线穿过东太平洋

(http://en.wikipedia.org/wiki/Intertropical_Convergence_Zone)

卫星观测表明,热带大部分云系集中在热带辐合带内,其位置对应于海表面温度的暖轴,所以热带辐合带是低纬度热量、水汽输送最集中的地区,是大气能量源地,也是台风发生、发展的主要源地。在辐合强烈的海域,常有热带扰动生成。这些扰动在外界条件适合时可以发展加强成热带气旋。据统计,有70%~80%的热带气旋是由热带辐合带内的热带扰动加强而生成的(裘国庆等,1995)。在南、北半球夏季时,若热带辐合带远离赤道超过500km,科氏力会增加热带气旋形成的发生率。

在北大西洋和东北太平洋地区,东风带里的波动会沿着热带辐合带的边界移动,导致雷暴的发生。在弱垂直风切变的条件下,雷暴就会形成热带气旋。

因为热带辐合带区域的温度水平分布比较均匀,水平气压梯度很小,因此风力微弱。又因上升气流强盛,水汽充足的缘故,此区域多对流雨,一年有超过200天降雨。如果热带辐合带在某区滞留过久,会造成当地水灾、他地旱灾的发生。

5~9月是南海热带辐合带最为活跃的月份,也是南海西南季风潮和热带气旋发生发展的高峰期。所谓季风潮湿指季风建立后并不是常定不变,而是时有强弱。每当风速明显加强,天气现象也随之发生明显变化时称作一次季风潮。10月以后东北季风控制南海大部分海域,南海热带辐合带才逐渐南移和减少,但并不消失。

根据南海热带辐合带形成气流和在南海出现的相对位置,可分为偏东、偏西、东西相连和南压型4种类型,它们对南海不同海区天气的影响有较大差异:①偏东型主要影响南海东部海区,有可能形成热带气旋,但多转向移出南海;②偏西型主要影响南海西北部海区,一般带来北部海区的西南季风潮,有可能形成热带气旋;③东西相连型可以影响南海大部分海区,容易形成热带气旋;所形成的热带气旋多登陆华南沿海,对华南沿海危害最大;④南压型主要影响南沙等南部海区,给其带来强风、强降水,也有可能形成热带气旋(李淑君,2010)。

热带辐合带对我国两广地区的降水有直接影响。广西进入后汛期(7~9月)以后,副热带高压的位置有所北抬,南面的热带高压也渐渐向北边移动,热带辐合带也随之移动。7~9月热带辐合带常在18°N~25°N之间活动。由于辐合带内空气比较潮湿,且有利于空气辐合上升,对流活动发展,会给这个时期的广西降水带来比较明显的影响。一般热带辐合带天气会持续3~5天,甚至更长的时间。例如1994年7月,热带辐合带天气影响广西接近20天,带来了连续的降雨过程。

1998年夏季(6~8月),我国天气气候出现了许多异常特征,比如长江流域、松花江和嫩江流域出现多个时段的持续性暴雨,酿成了罕见的特大洪水;西北太平洋上台风活动异常偏少等等。这些异常特征的成因十分复杂,热带天气系统在其中有着十分重要的影响。卫星资料显示,1998年夏季热带辐合带和副热带高压的强度和位置出现了异常,其中热带辐合带异常偏弱,相应地6~8月影响我国的台风数量少、强度弱而且登陆时间晚。由于登陆台风少,台风带来的降雨锐减,我国南方地区的广西、广东西部、湖南南部以及江西南部等地区,8月份出现了较为严重的干旱,人、畜饮水和农作物灌溉受到很大威胁,秋作物收成受到较大影响(江吉喜和范梅珠,1999)。