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星期五, 2010年 10月 22日

季候风与气候变化

人们经常问我气候变化对亚洲季候风有什么影响,根据研究结果,两者之间的关系并非十分明显。

首先,为何东亚地区会有季候风呢?这是因为亚洲大陆是一块庞大的陆地所致的。我在 2010 年 4 月 30 日的网志中已说明了水比其他物料更难升温,因此在夏季阳光充沛的日子,亚洲大陆上的空气会比海洋上的空气升温较快,形成海陆之间的温差,于是产生了由海洋吹往陆地的西南风,这就是夏季季候风出现的大致原因。此外,东亚地区的独特地形(喜马拉亚山及青藏高原)亦会对季候风的形成有一定影响。

图一     东亚地区夏季季候风示意图
图一      东亚地区夏季季候风示意图


冬季季候风形成的原因则刚好相反。随着夏季结束,太阳逐渐往南移使日照量减少,亚洲大陆上的空气会比海洋上的空气冷却得较快。这样,两者之间的温差便产生由陆地吹往海洋的东北风。

图二     东亚地区冬季季候风示意图
图二      东亚地区冬季季候风示意图


为了说明陆地及海洋年头至年尾的气温变化,我们可以比较香港及位于北太平洋上的檀香山(夏威夷)的每月平均气温。虽然两地的纬度相近,但檀香山位处太平洋一岛屿上,全年的气候均受海洋影响,从图三可见檀香山全年气温的变化远较香港为小。

图三     香港及檀香山(夏威夷)的每月平均气温 (1971 至 2000 年)
图三      香港及檀香山(夏威夷)的每月平均气温 (1971 至 2000 年)


追踪到达香港的气团,能让我们知道气流从那里来。图四及图五分别显示了 2010 年 7 月及 2009 年 12 月的气流抵港路线图,从这两图可清楚看见夏季时影响香港的气流主要来自西南方,而在冬季时则主要来自东北方。

图四     2010 年 7 月份的气流抵港路线图(过去 3 天的路径)
图四      2010 年 7 月份的气流抵港路线图(过去 3 天的路径)


图五     2009 年 12 月份的气流抵港路线图(过去 3 天的路径)
图五      2009 年 12 月份的气流抵港路线图(过去 3 天的路径)


研究结果显示,影响中国的夏季及冬季季候风在过去数十年间呈现了减弱的迹象。科学家认为全球暖化、区域及全球大气环流改变、太阳辐射量的变化、以至人为气溶胶(由人类活动产生并释放至大气中的微小悬浮粒子,例如:燃烧、使用化石燃料)增加都是导致季候风减弱的原因。

在全球暖化的背景下,过去数十年间陆地上的暖化幅度比海洋的更明显,尤其是在高纬度地区。这令海陆之间的温差减少,从而使冬季季候风减弱。
图六     1969 至 2000 年间的夏季(6 月至 8 月)平均降雨量趋势,显示华中地区(红色部分)有上升趋势,但中国东北部(蓝色部分)则呈现下降趋势
图六      1969 至 2000 年间的夏季(6 月至 8 月)平均降雨量趋势,显示华中地区
      (红色部分)有上升趋势,但中国东北部(蓝色部分)则呈现下降趋势


而夏季季候风减弱的原因则较为复杂。在过去数十年,我们观察到华中地区在夏季出现降温趋势,这降温现象可能是由于人为气溶胶的增加令日照减少所致。由于海陆之间温差减少,造成夏季季候风减弱。这意味着夏季季候风的影响范围较从前偏南,令夏季时雨带的位置从北往南移。更多的降雨集中在华中地区将进一步使地面冷却,这反馈作用令夏季季候风变得更弱。



李本滢     李子祥


参考资料:

Xu, Q. (2001). Abrupt change of the mid-summer climate in central east China by the influence of atmospheric pollution, Atmospheric Environment 35 (2001) 5029–5040

吕俊梅,任菊章,琚建华, (2004). 东亚夏季风的年代际变化对中国降水的影响, 热带气象学报, 20 (1).

Ding, Y.H. and Johnny C. L. Chan (2005). The East Asian summer monsoon: an overview, Meteorol Atmos Phys 89, 117–142, doi: 10.1007/s00703-005-0125-z

Xu, M., C.-P. Chang, C. Fu, Y. Qi, A. Robock, D. Robinson, and H. Zhang (2006). Steady decline of east Asian monsoon winds, 1969–2000: Evidence from direct ground measurements of wind speed, J. Geophys. Res., 111, D24111, doi:10.1029/2006JD007337



最近修订日期: <2013年9月27日>