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季风(地理气象学概念)

由于大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同,在大陆和海洋之间大范围的、风向随季节有规律改变的风,称为季风。形成季风最根本的原因,是地球表面性质不同,热力反映的差异。由海陆分布、大气环流、大陆地形等因素造成的,以一年为周期的大范围的冬夏季节盛行风向相反的现象。分为夏季风和冬季风。

季风(monsoon),由于大陆及邻近海洋之间存在的温度差异而形成大范围盛行的,风向随季节有显著变化的风系,具有这种大气环流特征的风称为季风。

现代气象学意义上季风的概念是17世纪后期由哈莱(Halley)首先提出来的,即季风是由太阳对海洋和陆地加热差异形成的,进而导致了大气中气压的差异。夏季时,由于海洋的热容量大,加热缓慢,海面较冷,气压高,而大陆由于热容量小,加热快,形成暖低压,夏季风由冷洋面吹向暖大陆;冬季时则正好相反,冬季风由冷大陆吹向暖洋面。这种由于下垫面热力作用不同而形成的海陆季风也是最经典的季风概念。到18世纪上半叶,哈得莱(Hadley)对季风模型进行了补充和修正。他指出,按照哈莱的理论,南亚地区阿拉伯海至印度的季风应该是夏季吹南风,冬季吹北风,但实际观测到的却是夏季吹西南风,冬季吹东北风。这是因为夏季当气流从南半球跨越赤道进入北半球时,由于地球的自转效应,气流会受到一个向右的惯性力作用,这个力就是地转偏向力(科里奥利力)。由于地转偏向力的作用,气流在向北的运行过程中向右偏,形成了西南风。

此外,受青藏高原的地形作用及其他因子的影响,东亚的季风比南亚地区更复杂。其中,南海西太平洋一带属热带季风区,冬季盛行东北季风,夏季盛行西南季风;夏季,南海--西太平洋热带东南季风,东亚大陆--日本副热带西南季风。冬季,30°N以北为西北季风,以南为东北季风。

季风(monsoon)是由海陆分布、大气环流、大陆地形等因素造成的,以一年为周期的大范围对流现象。季风是大范围盛行的、风向随季节变化显著的风系,和风带一样同属行星尺度的环流系统,它的形成是由冬夏季海洋和陆地温度差异所致。季风在夏季由海洋吹向大陆,在冬季由大陆吹向海洋。

现代人们对季风的认识有了进步,至少有三点是公认的,即:

(1)季风是大范围地区的盛行风向随季节改变的现象,这里强调“大范围”是因为小范围风向受地形影响很大;

(2)随着风向变换,控制气团的性质也产生转变,例如,冬季风来时感到空气寒冷干燥,夏季风来时空气温暖潮湿;

(3)随着盛行风向的变换,将带来明显的天气气候变化。

季风是大范围盛行的、风向有明显季节变化的风系。随着风向的季节变化,天气和气候也发生明显的季节变化。“季风”一词来源于阿拉伯语"mausim”,意为季节。中国古称信风,意为这种风的方向总是随着季节而改变。

英国E哈雷认为季风是由于海陆热力性质的不同和太阳辐射的季节变化而产生的以一年为周期的大型海陆直接环流。冬季,大陆比海洋冷,大陆上为冷高压,近地面空气自大陆吹向海洋;夏季,大陆比海洋暖,大陆上为热低压,近地面空气自海洋吹向大陆。20世纪50年代以来,在有了比较多的高空气象资料后,有人指出行星风系的季节位移也是形成季风的一个主要原因。此外,并不是所有具有海陆差异的地区都有季风,还有其他一些物理因子在季风形成中起作用。例如,大地形(如青藏高原)的热力和动力积重难返及南半球越赤道而来的气流,对夏季风的活动均有很大影响。

季风形成的原因,主要是海陆间热力环流的季节变化。夏季大陆增热比海洋剧烈,气压随高度变化慢于海洋上空,所以到一定高度,就产生从大陆指向海洋的水平气压梯度,空气由大陆指向海洋,海洋上形成高压,大陆形成低压,空气从海洋吹向大陆,形成了与高空方向相反气流,构成了夏季的季风环流。在我国为东南季风和西南季风。夏季风特别温暖而湿润。

冬季大陆迅速冷却,海洋上温度比陆地要高些,因此大陆为高压,海洋上为低压,低层气流由大陆流向海洋,高层气流由海洋流向大陆,形成冬季的季风环流。在我国为西北季风,变为东北季风。冬季风十分干冷。

世界上季风明显的地区主要有南亚、东亚、非洲中部、北美东南部、南美巴西东部以及澳大利亚北部,其中以印度季风和东亚季风最著名。有季风的地区都可出现雨季和旱季等季风气候。夏季时,吹向大陆的风将湿润的海洋空气输进内陆,往往在那里被迫上升成云致雨,形成雨季;冬季时,风自大陆吹向海洋,空气干燥,伴以下沉,天气晴好,形成旱季。

季风地区享有得天独厚的气候,那里的降水多半来自夏季风盛行时期。我国古代利用季风实施航海活动,取得过辉煌的成就。明代郑和下西洋,除了第一次夏季启航秋季返回外,其余六次都是在冬半年的东北季风期间出发,在西南季风期间归航。这充分说明了古人对风活动规律已经有了深刻的认识。

由于大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同,在大陆和海洋之间大范围的、风向随季节有规律改变的风,称为季风。形成季风最根本的原因,是由于地球表面性质不同,热力反映有所差异引起的。由海陆分布、大气环流、大地形等因素造成的,以一年为周期的大范围的冬夏季节盛行风向相反的现象。

冬季,大陆气温比邻近的海洋气温低,大陆上出现冷高压,海洋上出现相应的低压,气流大范围从大陆吹向海洋,形成冬季季风。冬季季风在北半球盛行北风或东北风,尤其是亚洲东部沿岸,北向季风从中纬度一直延伸到赤道地区,这种季风起源于西伯利亚冷高压,它在向南爆发的过程中,其东亚及南亚产生很强的北风和东北风。非洲和孟加拉湾地区也有明显的东北风吹到近赤道地区。东太平洋和南美洲虽有冬季风出现,但不如亚洲地区显著。

夏季,海洋温度相对较低,大陆温度较高,海洋出现高压或原高压加强,大陆出现热低压;这时北半球盛行 西南和东南季风,尤以印度洋和南亚地区最显著。西南季风大部分源自南印度洋,在非洲东海岸跨过赤道到达南亚和东亚地区,甚至到达我国华中地区和日本;另一部分东南风主要源自西北太平洋,以南或东南风的形式影响我国东部沿海。

夏季风一般经历爆发、活跃、中断和撤退4个阶段。东亚的季风爆发最早,从5月上旬开始,自东南向西北推进,到7月下旬趋于稳定,通常在9月中旬开始回撤,路径与推进时相反,在偏北气流的反击下,自西北向东南节节败退。

影响我国的夏季风起源于三支气流:一是印度夏季风,当印度季风北移时,西南季风可深入到我国大陆;二是流过东南亚和南海的跨赤道气流,这是一种低空的西南气流;三是来自西北太平洋副热带高压西侧的东南季风,有时会转为南或西南气流。

季风每年5月上旬开始出现在南海北部,中间经过3次突然北推和4个静止阶段,5月底至6月510日到达华南北部,6月底至7月初抵达长江流域,7月上旬中至20日,推进至黄河流域,7月底至8月10日前,北上至终界线华北一带。我国冬季风比夏季风强烈,尤其是在东部沿海,常有8级以上的北到西北风伴随寒潮南下;南海以东北风为主,大风次数比北部少。

季风,在我国古代有各种不同的名称,如信风,黄雀风,落梅风。在沿海地区又叫舶风,所谓舶风即夏季从东南洋面吹至我国的东南季风。由于古代海船航行主要依靠风力,冬季的偏北季风不利于从南方来的船舶驶向大陆,只有夏季的偏南季风才能使它们到达中国海岸。因此,偏南的夏季风又被称作舶风。当东南季风到达我国长江中下游时候,这里具有地区气候特色的梅雨天气便告结束,开始了夏季的伏旱。北宋苏东坡《船舶风》诗中有,“三时已断黄梅雨,万里初来船舶风”之句。在诗引中他解释说:“吴中(今江苏的南部)梅雨既过,飒然清风弥间;岁岁如此,湖人谓之船舶风。是时海舶初回,此风自海上与舶俱至云尔。”诗中的“黄梅雨”又叫梅雨,是阳历六月至七月初长江中下游的连绵阴雨。“三时”指的是夏至后半月,即七月上旬。苏东坡诗中提到的七月上旬梅雨结束,而东南季风到来的气候情况,和当今气候差不多。

不过,海陆影响的程度,与纬度和季节都有关系。冬季中、高纬度海陆影响大,陆地的冷高压中心位置在较高的纬度上,海洋上为低压。夏季低纬度海陆影响大,陆地上的热低压中心位置偏南,海洋上的副热带高压的位置向北移动。

当然,行星风带的季节移动,也可以使季风加强或削弱,但不是基本因素。至于季风现象是否明显,则与大陆面积大小、形状和所在纬度位置有关系。大陆面积大,由于海陆间热力差异形成的季节性高、低压就强,气压梯度季节变化也就大,季风也就越明显。北美大陆面积远远小于欧亚大陆,冬季的冷高压和夏季的热低压都不明显,所以季风也不明显。大陆形状呈卧长方形,从西欧进入大陆的温暖气流很难达到大陆东部,所以大陆东部季风明显。北美大陆呈竖长方形,从西岸进入大陆的气流可以到达东部,所以大陆东部也有明显季风。大陆纬度低,无论从海陆热力差异,还是行星风带的季风移动,都有利于季风形成,欧亚大陆的纬度位置达到较低纬度,北美大陆则主要分布在纬度30°以北,所以欧亚大陆季风比北美大陆明显。

亚洲地区是世界上最著名的季风区,其季风特征主要表现为存在两支主要的季风环流,即冬季盛行西北季风和夏季盛行西南季风,并且它们的转换具有暴发性的突变过程,中间的过渡期很短。一般来说,11月至翌年3月为冬季风时期,6~9月为夏季风时期,4~5月和10月为夏、冬季风转换的过渡时期。但不同地区的季节差异有所不同,因而季风的划分也不完全一致。

季风是指大范围盛行的风向随着季节有显著变化的风系。一般冬夏之间稳定的盛行风向相差达120°~180°。根据研究,全球有几个明显的季风气候区域。即澳大利亚北部、西北太平洋以及北冰洋沿岸若干地区。而西非、东非、南亚、东南亚、东亚等地则为显著季风气候区。东亚南亚是世界上最著名的季风气候区。我国处于东亚季风区内,表现为:盛行风向随季节变化有很大差别,甚至相反。冬季盛行东北气流,华北东北为西北气流。夏季盛行西南气流。中国东部日本还盛行东南气流。冬季寒冷干燥,夏季炎热湿闷、多雨,尤其多暴雨。在热带地区更有旱季和雨季之分,我国的华南前汛期、江淮的梅雨及华北、东北的雨季,都属于夏季风降雨

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