Siberian high | 蒙古西伯利亞高壓
Siberian high | 蒙古西伯利亞高壓
西伯利亞高壓(Siberian High),又稱蒙古高壓、蒙古冷高壓、西伯利亞反氣旋 冷高壓(Siberian Anticyclone),是一種位於歐亞大陸東北區域,發生在九月到次年四月的半永久性大陸反氣旋。在夏季,溫暖潮濕的氣流自太平洋流向西伯利亞。而在冬季則正好相反。這種變化是因為海洋和陸地的比熱熔差異,再加上歐亞大陸非常特殊的地理環境而造就的。從而在東亞和南亞地區形成了地球上範圍最大的季候風氣候。冬季在蒙古、西伯利亞一帶大範圍堆積形成冷高壓,其通常在一月份前後達到極盛。西伯利亞高壓是四個北半球主要的季節性大氣活動中心之一,勢力強盛可影響整個歐亞大陸,成為北半球覆蓋面積最廣的高壓。
- 位於蒙古境內,氣壓值:1036hPa ~ 1050hPa,最強時可達1075hPa

- 北半球冬季時,歐亞大陸由於降溫快,在俄羅斯西伯利亞與蒙古一帶形成的高壓帶。
- 此高壓帶由於溫度低,又被稱為冷高壓。
- 隨著空氣由西伯利亞高氣壓流向海上低氣壓,形成亞洲的冬季季風。

亚欧大陆冬季冷空气的策源地?
氣候可分為許多要素,常見的氣候要素包括氣溫、降水、光照等內容。就氣溫要素而言,世界各地冷熱不同,氣溫的分佈有很大的差異。影響氣溫的因素很多,包括緯度位置、海陸位置、地形海拔、大氣環流、洋流因素、下墊面因素以及人類活動因素等,其中緯度因素是影響氣溫最重要的因素。
隨著緯度的增加,年平均正午太陽高度角就不斷降低,獲得太陽輻射的能量就減少,全球氣溫整體由赤道往兩極地區遞減。

不過,在北半球最冷的地點並不在緯度最高的北極點,而是在西伯利亞東部的奧伊米亞康,極端最低氣溫達到-71.2℃,被稱為北半球「寒極」。此外,蒙古和西伯利亞地區,也被稱為亞歐大陸冬季冷空氣的策源地,這是為什麼?
- 海陸的比熱差異
我們知道,影響氣溫高低的因素很多,而緯度只是其中的一個因素,北極雖然地處高緯度地區,但是這一區域並不是陸地,而是分佈著北冰洋。在夏季季節,海水能夠儲存較多的熱量,從而到了冬季季節降溫就較慢,這就是由於海陸的比熱差異而產生的。反觀世界上最大的大陸亞歐大陸,由於是陸地比熱較小,夏季升溫快,同樣的冬季時降溫也快。
因此,到了冬季季節,亞歐大陸內部的氣溫明顯比同緯度的太平洋和大西洋地區低。除了比熱對氣溫的影響之外,地形海拔也起到了一定的影響作用,在對流層大氣中,海拔越高氣溫越低,大約海拔每升高1000米,氣溫就會下降大約6℃,而蒙古和西伯利亞地區的地形單元主要為蒙古高原、中西伯利亞高原和東西伯利亞山地,這些地區海拔相對較高,從而更降低了這一地區的氣溫。亞歐大陸內部大範圍的低溫區域,使得這一地區形成了一個範圍十分巨大的“冷高壓”,也被稱為“亞洲高壓”。
由於其中心主要位於蒙古和西伯利亞地區,所以也常被稱為“蒙古西伯利亞高壓”,由於這個高壓的存在,就把副極地低氣壓帶給切斷了,使之只保留在海洋上,位於太平洋上的稱為“阿留申低壓”,而位於大西洋上的稱為“冰島低壓”。亞洲高壓屬於典型的“極地大陸氣團”,其勢力十分巨大,可以影響到幾乎整個亞歐大陸。我們知道水平方向的空氣始終遵循從高壓流向低壓,因此在冬半年,近地面空氣就會從氣壓最高的蒙古西伯利亞高壓向四周流出。
由於該區域往北是北冰洋,冬季氣溫也非常低,兩地間的氣壓差較小,因此往北的氣流並不十分明顯。同時,由於蒙古西伯利亞地區所在的緯度,主要受盛行西風帶控制,所以往西流出的氣流也不十分強大。而從蒙古西伯利亞高壓往東和往南流出的氣流則十分強勁,在地轉偏向力的影響下,在東亞地區形成了西北季風,在南亞和東南亞地區形成了東北季風。而來自蒙古西伯利亞高壓的西北季風就是影響我國冬半年大幅降溫的主要因素,也就是我們熟稱的「冷空氣」。

分析和文獻綜述
2018年1月東亞冷冬的綜觀天氣分析預報
北半球在冬季時,由於陸地與海洋的比熱差異使得陸地上常形成性質較乾冷的大陸型冷高壓型態的氣團。對於東亞地區冬季氣候平均地面天氣型態而言,大陸型冷高壓的中心位置經常位於蒙古或西伯利亞地區,因此被稱之為蒙古高壓或西伯利亞高壓。在氣象分析上常以1020百帕(hPa)等壓線來界定蒙古高壓的氣團涵蓋範圍。
台灣冬季的寒流跟蒙古高壓的強度消長有很大的關係,但實際上影響台灣地區的冷空氣並不是蒙古高壓直接壟罩台灣,而是由蒙古高壓所分離出來的分裂高壓所造成的。我們可以想像成沙丘堆累積到一定的高度會崩落一小部分,在周圍形成小沙丘,而這個周圍的小沙丘就類似分裂高壓。乾冷的分裂高壓自蒙古往東南方向移動,當它分裂高壓的位置越靠近台灣,表示台灣受到冷高壓的影響就越顯著,氣溫通常也會降得更低。當分裂高壓與南方空氣相會時,南方潮濕的空氣遇上乾冷的分裂高壓抬升造成水氣凝結,經常導致台灣東北部降水甚至山區降雪的現象;反之,若南方水氣供應較不充足的情況下,台灣就處於較乾冷的天氣。
- 地面天氣分析圖
圖1: (a)韓國氣象廳(KMA) 2018年2月1日 0000UTC和 (b) 2018年2月3日 1200UTC 的地面天氣分析圖。
2018年2月1日 0000UTC | 2018年2月3日 1200UTC |
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除了地面天氣圖之外,氣象學家也會分析中高層等壓面上的高空天氣圖(如圖2)。等壓面上可以看到像波動般彎曲的等高線(見圖2的黑色實線),由於高空風不受摩擦力的影響,所以高空風平行等高線吹拂。在高空天氣圖顯示中緯度地區等高線會在不同緯度間南北擺盪,這種波動現象稱之為「西風波」。以北半球的大氣環流而言,西風波高度場較高的波峰處稱作「脊」,高度場較低的波谷處稱作「槽」。槽前不穩定的大氣環境將會帶動地面的溫帶氣旋移動,槽後穩定的大氣環境則可以帶動地面的高壓氣團移動。因此在中緯度地區地面天氣圖中分裂高壓的移動,主要受到高空西風波動的牽引,因此高空西風帶中槽脊線的位置和移動對於台灣冬季的綜觀尺度(Synoptic Scale)天氣預報有著顯著的影響。2018年一月底至二月中旬一波接著一波不停歇的低溫寒流,與北太平洋白令海高空出現阻塞高壓有關(圖2)。這段期間西風偏弱,使得阻塞高壓和其西方的槽線系統移動減慢,槽後的地面高壓氣團及其挾帶的冷空氣便往低緯度地區移動,造成這次臺灣將近兩星期長時間的寒流現象。
- 500hPa 之高度(黑色實線)及溫度(紅色虛線)分析圖
圖2: (a)韓國氣象廳(KMA) 2018年2月1日 0000UTC和 (b) 2018年2月3日 1200UTC 500hPa 之高度(黑色實線)及溫度(紅色虛線)分析圖,阻塞高壓位在白令海北邊。
2018年2月1日 0000UTC | 2018年2月3日 1200UTC |
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2024 | 秋-冬转换时期西伯利亚高压建立气候态和年际变化机理研究
东亚冬季风是全球最强的冬季风,也是北半球冬季北极冷空气向南运输的最主要通道。我国地处东亚季风区,显著地受到东亚冬季风的影响。西伯利亚高压是东亚冬季风环流系统的重要成员,探究西伯利亚高压对理解东亚冬季风和我国冬季天气气候至关重要。
西伯利亚高压又称“蒙古高压”,是北半球冬季位于欧亚大陆上的半永久性高压中心。存在显著的年循环特征:在秋季建立,冬季盛行(图1)。目前,较多的研究集中于分析西伯利亚高压在冬季盛期的变化,较少关注其在秋季的建立;而探究西伯利亚高压的建立对于理解东亚冬季风环流的建立和我国冬季次季节时间尺度的预报具有重要意义。
1. 客观定义“秋-冬转换时期西伯利亚高压建立”

2. 西伯利亚高压建立的气候态特征和机理分析

3. 西伯利亚高压建立年际变化的机理分析

References
- 侯亚红,杨修群,李刚.冬季西伯利亚高压变化特征及其与中国气温的关系[J].气象科技,2007,35(5):646~650
- 中央氣象局 | 2011-01 寒流與凍雨