季候風與氣候變化
2010年10月22日
人們經常問我氣候變化對亞洲季候風有什麼影響，根據研究結果，兩者之間的關係並非十分明顯。
首先，為何東亞地區會有季候風呢?這是因為亞洲大陸是一塊龐大的陸地所致的。我在 2010 年 4 月 30 日的網誌中已說明了水比其他物料更難升溫，因此在夏季陽光充沛的日子，亞洲大陸上的空氣會比海洋上的空氣升溫較快，形成海陸之間的溫差，於是產生了由海洋吹往陸地的西南風，這就是夏季季候風出現的大致原因。此外，東亞地區的獨特地形(喜馬拉亞山及青藏高原)亦會對季候風的形成有一定影響。
圖一東亞地區夏季季候風示意圖
冬季季候風形成的原因則剛好相反。隨著夏季結束，太陽逐漸往南移使日照量減少，亞洲大陸上的空氣會比海洋上的空氣冷卻得較快。這樣，兩者之間的溫差便產生由陸地吹往海洋的東北風。
圖二東亞地區冬季季候風示意圖
為了說明陸地及海洋年頭至年尾的氣溫變化，我們可以比較香港及位於北太平洋上的檀香山(夏威夷)的每月平均氣溫。雖然兩地的緯度相近，但檀香山位處太平洋一島嶼上，全年的氣候均受海洋影響，從圖三可見檀香山全年氣溫的變化遠較香港為小。
圖三香港及檀香山(夏威夷)的每月平均氣溫 (1971 至 2000 年)
追蹤到達香港的氣團，能讓我們知道氣流從那裏來。圖四及圖五分別顯示了 2010 年 7 月及 2009 年 12 月的氣流抵港路線圖，從這兩圖可清楚看見夏季時影響香港的氣流主要來自西南方，而在冬季時則主要來自東北方。
圖四2010 年 7 月份的氣流抵港路線圖(過去 3 天的路徑)
圖五2009 年 12 月份的氣流抵港路線圖(過去 3 天的路徑)
研究結果顯示，影響中國的夏季及冬季季候風在過去數十年間呈現了減弱的跡象。科學家認為全球暖化、區域及全球大氣環流改變、太陽輻射量的變化、以至人為氣溶膠(由人類活動產生並釋放至大氣中的微小懸浮粒子，例如:燃燒、使用化石燃料)增加都是導致季候風減弱的原因。
在全球暖化的背景下，過去數十年間陸地上的暖化幅度比海洋的更明顯，尤其是在高緯度地區。這令海陸之間的溫差減少，從而使冬季季候風減弱。
圖六1969 至 2000 年間的夏季(6 月至 8 月)平均降雨量趨勢，顯示華中地區
(紅色部分)有上升趨勢，但中國東北部(藍色部分)則呈現下降趨勢
而夏季季候風減弱的原因則較為複雜。在過去數十年，我們觀察到華中地區在夏季出現降溫趨勢，這降溫現象可能是由於人為氣溶膠的增加令日照減少所致。由於海陸之間溫差減少，造成夏季季候風減弱。這意味著夏季季候風的影響範圍較從前偏南，令夏季時雨帶的位置從北往南移。更多的降雨集中在華中地區將進一步使地面冷卻，這反饋作用令夏季季候風變得更弱。
李本瀅李子祥
參考資料:
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
呂俊梅，任菊章，琚建華, (2004). 東亞夏季風的年代際變化對中國降水的影響, 熱帶氣象學報, 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
首先，為何東亞地區會有季候風呢?這是因為亞洲大陸是一塊龐大的陸地所致的。我在 2010 年 4 月 30 日的網誌中已說明了水比其他物料更難升溫，因此在夏季陽光充沛的日子，亞洲大陸上的空氣會比海洋上的空氣升溫較快，形成海陸之間的溫差，於是產生了由海洋吹往陸地的西南風，這就是夏季季候風出現的大致原因。此外，東亞地區的獨特地形(喜馬拉亞山及青藏高原)亦會對季候風的形成有一定影響。
圖一東亞地區夏季季候風示意圖
冬季季候風形成的原因則剛好相反。隨著夏季結束，太陽逐漸往南移使日照量減少，亞洲大陸上的空氣會比海洋上的空氣冷卻得較快。這樣，兩者之間的溫差便產生由陸地吹往海洋的東北風。
圖二東亞地區冬季季候風示意圖
為了說明陸地及海洋年頭至年尾的氣溫變化，我們可以比較香港及位於北太平洋上的檀香山(夏威夷)的每月平均氣溫。雖然兩地的緯度相近，但檀香山位處太平洋一島嶼上，全年的氣候均受海洋影響，從圖三可見檀香山全年氣溫的變化遠較香港為小。
圖三香港及檀香山(夏威夷)的每月平均氣溫 (1971 至 2000 年)
追蹤到達香港的氣團，能讓我們知道氣流從那裏來。圖四及圖五分別顯示了 2010 年 7 月及 2009 年 12 月的氣流抵港路線圖，從這兩圖可清楚看見夏季時影響香港的氣流主要來自西南方，而在冬季時則主要來自東北方。
圖四2010 年 7 月份的氣流抵港路線圖(過去 3 天的路徑)
圖五2009 年 12 月份的氣流抵港路線圖(過去 3 天的路徑)
研究結果顯示，影響中國的夏季及冬季季候風在過去數十年間呈現了減弱的跡象。科學家認為全球暖化、區域及全球大氣環流改變、太陽輻射量的變化、以至人為氣溶膠(由人類活動產生並釋放至大氣中的微小懸浮粒子，例如:燃燒、使用化石燃料)增加都是導致季候風減弱的原因。
在全球暖化的背景下，過去數十年間陸地上的暖化幅度比海洋的更明顯，尤其是在高緯度地區。這令海陸之間的溫差減少，從而使冬季季候風減弱。
圖六1969 至 2000 年間的夏季(6 月至 8 月)平均降雨量趨勢，顯示華中地區
(紅色部分)有上升趨勢，但中國東北部(藍色部分)則呈現下降趨勢
而夏季季候風減弱的原因則較為複雜。在過去數十年，我們觀察到華中地區在夏季出現降溫趨勢，這降溫現象可能是由於人為氣溶膠的增加令日照減少所致。由於海陸之間溫差減少，造成夏季季候風減弱。這意味著夏季季候風的影響範圍較從前偏南，令夏季時雨帶的位置從北往南移。更多的降雨集中在華中地區將進一步使地面冷卻，這反饋作用令夏季季候風變得更弱。
李本瀅李子祥
參考資料:
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
呂俊梅，任菊章，琚建華, (2004). 東亞夏季風的年代際變化對中國降水的影響, 熱帶氣象學報, 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