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课本上没有,考卷中会出现,副热带西风急流是个啥?

 羊羊的地理教室 2023-04-27 发布于浙江

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最后四天啦~


作者 竹子 | 排版 杳杳

副热带西风急流,课本中好像没怎么说,但大气类的难题中却又会遇到,它到底是什么?出现在哪里?有哪些变化特征?今天,我们试着谈谈这个内容。

(小编求生欲:这篇文章是块“硬骨头”,很难啃,如果分析过程实在看得辛苦,文末准备了相关结论的图片,可直接保存。)


 01 
  副热带西风急流是什么?

副热带西风急流,是指副热带地区 对流层顶 狭窄的 高空强西风带

图源:360搜索

要解释它的形成,还得从三圈环流说起。

由于太阳辐射在地表分布不均,赤道地区空气受热膨胀上升,在低空形成了赤道低气压带,赤道高空的空气向南北两侧分流,受地转偏向力影响,北半球逐渐偏转成西南风,由于高空受摩擦力影响小,西风在30°附近汇聚堆积,不断下沉,形成我们熟知的副热带高压带。

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图源:网络

而副热带西风急流就是我们常常忽视的高空部分(这里的高空主要指对流层顶部,中纬度对流层厚度约为10-12 km)

当赤道上空的空气向南北两侧分流时,在地转偏向力的作用下,在南北纬30度左右的高空就形成了狭窄的西风急流。

也就是说,副热带西风急流(下文统称为“急流”),就位于副热带高气压带上空,它们同属于一个深厚的大气系统。

作者制图


02 
副热带西风急流的季节变化

这样来看,副热带西风急流也是在下垫面冷热不均的条件下形成的热力环流的一部分,是我们所熟悉的三圈环流的一个环节。

那么气压带风带的季节性移动势必会影响副热带西风急流的位置变化,南北冷暖差异也会影响其强弱变化。

从成因来看,我们可以将副热带西风急流季节性变化分为以下三点:

① 季节性的强弱变化

冷热差异是引起热力环流的根本原因。因此,西风急流附近的下垫面冷热差异的变化,会影响西风急流的强弱。冬半年,下垫面南北温差大,西风急流较强;夏半年,下垫面南北温差小,西风急流变弱。

从急流中心风速的季节变化来看,1月急流强度最强,中心风速达77m/s;7月最弱,只有37m/s,急流中心西风风速的年内变化达40m/s。

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② 季节性的南北位移

太阳直射点的南北移动,会带动气压带和风带一年内的周期性运动,而副热带西风急流也会随气压带风带的移动,出现夏季北移,冬季南撤的空间变化。

图源:网络

一般来说,12月至次年3月,西风急流的范围约在15°N-45°N,急流轴停滞在30°N左右,稳定少动;4-8月急流南界开始大幅度北进,急流轴经历两次北跳,到八月份达到45°N左右,9月份南界开始南撤,急流轴退回30°N。

1979-2013年平均东亚副热带西风急流(a)南界、(b)北界逐月变化

(图源:文章《东亚副热带西风急流的变化特征》)

③ 青藏高原影响下的季节性东西突变

【突变】突变不是逐渐发生的变化,更像是一个会在瞬间变化的“开关”,突然发生变化。这里的“东西突变”是当冷热差异达到一定的界限时,在一瞬间,西风急流中心由一个位置突然变到另一个位置。

我们先来回顾一下青藏高原在不同季节的热力状况。

青藏高原平均海拔四千多米,夏季,地表增温比同海拔的自由大气快,形成热源,可以对周围大气加热(如下方左图);冬季,地表降温比同海拔的自由大气快,成为冷源,使周围空气降温(如下方右图)。    
 


夏季,青藏高原加热对流层中高层大气,从而使青藏高原上空的空气与周围的空气形成显著温差,受其影响,西风急流北移的同时,向西突变至100°E附近。

冬季,青藏高原逐渐冷却,温差中心向东向南移动,西风急流东退至120°E附近。

作者制图

总结一下,副热带西风急流:

✓ 在下垫面温差的影响下,夏季北进减弱,冬季南撤增强
✓ 在东亚地区受青藏高原的影响,夏季西进,冬季东退

如果能知其然还知其所以然,那当然很好。但是如果大气基础较弱,分析过程看的实在辛苦,那至少了解一下相关结论,小编已经整理好放在下方啦~

作者制图



 03 
  来做题吧~

东亚副热带西风急流是一条独立环绕副热带地区的强锋带,终年在东亚上空活动,常出现在西太平洋副热带高压北部边缘,具有明显的季节变化特征,对我国甚至亚太地区的天气、气候有重要的影响。下图示意1979-2013年平均东亚副热带西风急流南界(a)、北界(b)逐月变化。据此完成下面小题。



 答案与解析 
(上下滑动查看)

1.D
【解析】
✓ 东亚副热带西风急流中心位置有明显的季节变化,冬季偏南,夏季偏北,D正确;

✓ 冬半年东亚副热带西风急流南界年内变幅是15°-35°之间,北界年内变幅是43°-48°之间,所以南界变化范围更大,所以B错误;

✓ 夏季的控制范围,以7月为例,是从南界的35°到北界的45°;而冬季的控制范围,以12月为例,是从南界的15°到北街的48°,所以是冬季的控制范围大于夏季,所以AC错误。

2.A
【解析】读图可知,7月份东亚副热带西风急流控制范围最小,此时江淮地区受副高控制易出现伏旱,A正确;东北的春小麦收割在秋季,B错误;黄河上游在初冬或者初春易出现凌汛 ,而不是7月,所以C错误;北极极光在极夜时期便于观察,7月北极正经历极昼,所以D错误。


梅雨是东亚夏季风活动的重要事件,与东亚上空大尺度环流有着密切关联。东亚梅雨的开始和结束与亚洲上空南支西凤急流的两次北跳关系密切。平均而言,这两次北跳分别发生在6月上旬和7月初,对应着江淮流域梅雨起始和结束,下表示意湖北省梅雨雨强超过700mm的年份梅雨特征。据此完成下面小题。

3. 表1中湖北省梅雨降雨量最大的年份是

A. 1969年     B. 1996年

C. 2016年     D. 2020年

4. 与2016年相比、湖北省2020年梅雨异常的总体特征表现为

A. 梅雨期长,降水强度大

B. 梅雨期长,降水强度小

C. 梅雨期短,降水强度大

D. 梅雨期短,降水强度小

5. 2020年亚洲上空南支西风急流的第二次北跳可能发生在

A. 7月上旬     B. 7月中旬

C. 7月下旬     D. 8月上旬

 答案与解析 
(上下滑动查看)

3. D
【解析】结合所学知识,利用表1中日平均雨量乘以梅雨长度即可算出各年的梅雨降雨量,通过对比可知湖北省梅雨降雨量最大的年份为2020年826.2mm,D对,排除ABC。故选D。

4. B
【解析】结合所学知识,读表可知,与2016年相比,2020年湖北省梅雨时间入梅早,出梅晚,梅雨长度更长,因此雨带更稳定,但日平均雨量较少,因此总体降水强度更小,B对,排除ACD。故选B。

5. C
【解析】根据材料可知,梅雨的开始和结束与亚洲上空南支西风急流的两次北跳密切相关,对应着江淮流域梅雨的起始和结束,说明亚洲上空南支西风急流第一次北跳对应梅雨起始,第二次北跳对应梅雨结束。读表可知,2020年梅雨结束为8月1日,因此亚洲上空南支西风急流第二次北跳应该在此之前的一段时间,所以选择7月下旬,C对,排除ABD。故选C。


参考文献:

[1] 王天奇,王鹏凯.东亚副热带西风急流的变化特征[J].黑龙江气象,2019,36(1):21-23.

[2] 况雪源,张耀存.东亚副热带西风急流季节变化特征及其热力影响机制探讨[J].气象学报,2006,64(5):564-575.

[3] 杜银,张耀存,谢志清.东亚副热带西风急流位置变化及其对中国东部夏季降水异常分布的影响[J].大气科学,2009,33(3):581-592.

[4] 况雪源,张耀存.东亚副热带西风急流位置异常对长江中下游夏季降水的影响[J].高原气象,2006,25(3):382-389.

[5] 况雪源,张耀存,刘健.对流层上层副热带西风急流与东亚冬季风的关系[J].高原气象,2008,27(4):701-712.

[6] 廖清海,高守亭,王会军,陶诗言.北半球夏季副热带西风急流变异及其对东亚夏季风气候异常的影响[J].地球物理学报,2004,47(1):10-18.

[7] 金荣花,李维京,张博,闫彩霞.东亚副热带西风急流活动与长江中下游梅雨异常关系的研究[J].大气科学,2012,36(4):722-732.

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