淺析西風(fēng)急流斷裂帶成因

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1、淺析西風(fēng)急流斷裂帶的成因及在飛行中的影響摘要利用1984—2013年美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCAR/NCEP)再分析候平均資料，結(jié)合Grads繪制了西風(fēng)急流的形態(tài)圖，分析了東亞副熱帶西風(fēng)急流東西向形態(tài)的的變化，發(fā)現(xiàn)西風(fēng)急流帶的連續(xù)性與不連續(xù)性規(guī)律，而，本文是基于通過發(fā)現(xiàn)西風(fēng)急流的斷裂成因及特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對航線的二次規(guī)劃，因此，本文主要研究對于我國的航空運(yùn)行有影響的西風(fēng)急流斷裂帶位置，即，在太平洋東海岸的西風(fēng)急流的斷裂，因此，基于NCEP數(shù)據(jù)利用Grads繪制相應(yīng)的位勢圖以及溫度圖，發(fā)現(xiàn)了一定的規(guī)律，

2、即，相對于沒有斷裂的西風(fēng)急流帶，斷裂的西風(fēng)急流帶在斷裂處的位勢場以及溫度場都有明顯的變化，而西風(fēng)急流的斷裂處的亂流最為嚴(yán)重，因而飛行在此處的顛簸也最為嚴(yán)重，因此，基于斷裂的位置，成因，對飛行航線做進(jìn)一步的規(guī)劃，更有實(shí)際意義。1引言副熱帶西風(fēng)急流是影響我國乃至整個(gè)亞太地區(qū)天氣、氣候異常的重要系統(tǒng)之一.目前，針對西風(fēng)急流對我國乃至全球的氣候天氣的影響的研究已經(jīng)比較全面，而對于民航飛行而言，我們更關(guān)注的是西風(fēng)急流對我們飛行的影響，西風(fēng)急流帶中的強(qiáng)烈的水平風(fēng)切變和垂直風(fēng)切變會(huì)對飛行帶來嚴(yán)重的影響，而顛簸的最

3、強(qiáng)區(qū)則位于西風(fēng)急流帶的斷裂處，因而，本文重點(diǎn)在于研究西風(fēng)急流帶斷裂的成因，以及如何規(guī)避和利用西風(fēng)急流，從而實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)合理高效的航線規(guī)劃。2資料與方法本文分析的主要數(shù)據(jù)資料是:美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)的再分析月平均資料,時(shí)間跨度為1984年1月2月3月～2014年的1月2月3月，水平空間分辨率為2.5°×2.5°,主要分析變量為200hpa冬季西風(fēng)急流帶的形態(tài)變化，位勢高度場以及溫度場。主要基于NCEP數(shù)據(jù)，利用Grads軟件，進(jìn)行繪圖，同時(shí)利用matlab對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。3冬季西風(fēng)急流

4、帶的斷裂成因以及西風(fēng)急流斷裂帶在民航的應(yīng)用（1）西風(fēng)急流的背景盛行西風(fēng)帶對流層上層或平流層中一般強(qiáng)而窄的氣流。水平寬度幾百公里，垂直厚度幾公里，任幾千公里，彎彎曲曲自西向東圍繞整個(gè)半球。急流軸線上風(fēng)速并不均勻，有一個(gè)或多個(gè)風(fēng)速極大值中心，也可能出現(xiàn)急流中斷（當(dāng)風(fēng)速小于30m/s,即不算急流）、分支或匯合。急流中心風(fēng)速一般50—80m/s，有時(shí)可達(dá)100－1500/s。東亞海上和日本上空的急流最強(qiáng)，冬季曾達(dá)到150—180m/s，甚至達(dá)到200m/s。急流兩側(cè)的風(fēng)速水平切變最強(qiáng)可達(dá)每百公里20－30m

5、/s,甚至達(dá)40m/s；急流上下的風(fēng)速垂直切變最強(qiáng)可達(dá)10m·s-1m-1。飛機(jī)在強(qiáng)切變區(qū)飛行會(huì)發(fā)生劇烈顛簸。急流軸位置和口心強(qiáng)度隨季節(jié)而異，北半球冬季，平均約在北緯27°的200hPa附近；夏季，約在北緯42°的200-300hPa之間。東亞副熱帶西風(fēng)急流(EastAsianSubtropicalWesterlyJetStream,簡稱EAWJ)是一條獨(dú)立環(huán)繞副熱帶地區(qū)的強(qiáng)鋒帶,全年活動(dòng)在東亞上空,通常出現(xiàn)在西太平洋副熱帶高壓的北緣。東亞副熱帶西風(fēng)急流具有明顯的季節(jié)變化特征,其季節(jié)性的北跳是大氣環(huán)

6、流季節(jié)轉(zhuǎn)換的標(biāo)志,是東亞地區(qū)劃分自然季節(jié)的重要依據(jù)之一。 （2）西風(fēng)急流斷裂帶的統(tǒng)計(jì)利用1984—2013年美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCAR/NCEP)再分析候平均資料，結(jié)合Grads繪制了西風(fēng)急流的形態(tài)圖，分析了東亞副熱帶西風(fēng)急流東西向形態(tài)的的變化，結(jié)果表明:西風(fēng)急流帶在某些年份會(huì)出現(xiàn)明顯的斷裂，其中斷裂的情況大致為一下三種情況：A型，西風(fēng)急流環(huán)繞整個(gè)北半球，即在北半球西風(fēng)急流無斷裂，B型，西風(fēng)急流帶在太平洋東海岸有斷裂，C型，西風(fēng)急流在大西洋上空有斷裂，D型，在太平洋東海岸和大西洋上空均出現(xiàn)西風(fēng)急

7、流帶的斷裂，本文主要研究B型情況，即在太平洋東海岸有西風(fēng)急流帶的斷裂，其規(guī)律如下：西風(fēng)急流在某些年份出現(xiàn)A型情況，即西風(fēng)急流帶出現(xiàn)了環(huán)北半球的整個(gè)無斷裂的急流帶（1995,2005,2010），而在某些年份僅在太平洋東海岸有斷裂（1999,2000，2012），而，對于我國的飛往北美洲的國際航班而言，研究太平洋東海岸的斷裂更有實(shí)際意義，因而，你本文主要討論在太平洋東海岸的斷裂的成因，進(jìn)而對飛往北美洲的國際航線進(jìn)行二次規(guī)劃。（3）斷裂成因1.位勢高度的影響選取連續(xù)帶與斷裂帶的兩張圖作比較，可以發(fā)現(xiàn)如下

8、規(guī)律：（1）西風(fēng)急流中心區(qū)一般位于高空大槽區(qū)，而西風(fēng)急流斷裂或明顯削弱區(qū)，其位勢場出現(xiàn)了明顯的變化，以急流軸延長線為中心，其北側(cè)位勢線凸起，形成了高空脊，而在其南側(cè)形成了高空槽。（2）對于斷裂帶與連續(xù)帶，其位勢梯度明顯不同，斷裂處的位勢梯度較連續(xù)帶的大。（3）斷裂處的高空脊高空槽的中心恰為斷裂的中心位置，即斷裂處的位置隨著高空槽和高空脊的位置移動(dòng)而移動(dòng)。1.溫度的影響選取連續(xù)帶與斷裂帶的兩張圖作比較，可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：（1）斷裂帶中心的溫度較西風(fēng)急流連續(xù)帶相同位置的溫