亚洲是世界上季风最显著的区域，大气环流的季节性转换最为突出。我国著名气象学家竺可桢早在上世纪30年代就明确指出东亚夏季风来临的突发性。陶诗言、陈隆勋 (1987) 总结出亚洲夏季风建立的日期分布，即南海季风最先在5月中旬爆发，然后分阶段向西逐渐建立。M.G.汉密尔顿等^[1，2]研究发现:当南半球的冷空气流入热带地区，越过赤道进入北半球时，大量的云涌便随之出现，它往往促成北半球夏季风的爆发。特别是在盛夏季节，它促成热带辐合带的形成和推进，对于南海和菲律宾东部一带洋面上台风的形成有重要贡献。之后的研究表明，亚洲热带的季风区有自南向北传播的现象，云量明显地由赤道地区向中纬度地区移动，云量活动周期与印度季风的活跃—中断期相联系。何金海等^[3]用多年GMS的T_BB资料分析了亚澳季风区的季节转变，及亚洲地区夏季风形势建立的过程。吴洪等^[4]用多平衡态理论解释南亚季风活跃和中断的可能物理机制时指出:当积云对流加强时，南亚季风活跃; 当积云对流减弱时，南亚季风中断。因此，跟踪和分析热带地区对流云的活动，就可能成为一种诊断亚洲夏季风暴发和中断的有效方法。

上述研究为我们认识南亚季风活动提供了重要的背景知识。然而如何利用卫星资料跟踪监测季风的爆发与中断，为我国大范围降水预报提供更多的信息，就成为我们应当研究的一个重要课题。卫星气象中心有关科研人员经过几年的试验和研究分析，形成了一种利用静止气象卫星T_BB资料监测厄尔尼诺和拉尼娜事件、亚洲夏季风活动的方法^[5]，从而促使国家卫星气象中心从2001年起开始了一项新的业务自动监测工作。

用GMS卫星红外窗区通道 (波长10.5~12.5 μm) 探测到的辐射值，进行辐射亮度温度 (T_BB) 的反演计算。以1980~2000年 (缺1995~1996年) 共计19年的逐日T_BB平均资料为基础，通过质量检验和判识，计算了2001年5~9月5°~20°N，80°~140°E范围内每个经度上的T_BB候平均值和距平值，并分别绘制了候平均和距平经度-时间剖面图 (图 1)，作为监测西南季风活动的基本依据。

图 1

图 1. 2001年5~9月5°~20°N、80°~140°E TBB候平均 (a) 和候距平 (b) 经度-时间剖面图

与此同时，还计算了2001年5~9月0°~40°N、110°~122°E范围内每个纬度上T_BB候平均值和距平值，并分别绘制了T_BB候平均 (图 2) 和距平纬度-时间剖面图 (图 3)，以此监测南海夏季风与中高纬度地区南下冷空气的相互作用，监测我国东南部地区的强降水过程。

图 2

图 2. 2001年5月第6候至6月第3候逐候TBB候平均图 (单位:℃) (a)5月第6候，(b)6月第1候，(c)6月第2候，(d)6月第3候

图 3

图 3. 2001年5~9月110°~122°E、0°~40°N TBB候平均 (a) 和候距平 (b) 纬度-时间剖面图

图 1a和b覆盖了印度—孟加拉湾 (80°~100°E)、中南半岛 (100°~110°E) 以及我国南海 (110~122°E)3个季风区。根据已有的研究成果^[3，6]，图 2中候平均T_BB≤-10℃区对应着季风爆发中伴随出现的对流云云涌，候距平T_BB＜0℃区表示伴随的云系活动比多年平均状况更活跃，并且T_BB值越低表明季风越强。

在2001年春末夏初，孟加拉湾东部的季风云系发展旺盛，T_BB低值时段出现在5月第2候 (图 1a)，达-20~-30℃，然后向西发展到孟加拉湾中部。与此同时，南海东部的季风云系也开始爆发，在图 1a中该地区出现-10~-20℃的T_BB低值区，这个低值区随时间推移向西移动到南海西部，并在那里出现了-20~-30℃低温区。在对应的距平图上 (图 1b)，孟加拉湾东部和中部分别在5月上旬和第3候出现了一个明显的低值区，T_BB距平值约为-20℃，明显低于多年平均值; 中南半岛到我国南海西部5月第4候出现更显著的低值，T_BB距平值约为-30℃，大大低于多年平均状况。因此，上述3个地区在该时段的季风活跃期内，对流云系发展十分强盛。这说明2001年孟加拉湾东部和中部季风不仅爆发时间早，而且强度强; 中南半岛至我国南海西部的季风爆发更强。

经过短暂的间歇后，5月末孟加拉湾季风再次加强，紧接着6月初印度季风爆发。印度季风爆发后，迅速向东传，孟加拉湾季风随之加强，并影响到中南半岛。图 2给出了2001年5月第6候至6月第3候各候T_BB候平均图，从图 2a中可以看到:在孟加拉湾西南部，有对流云团正在发展，云团中心区域的T_BB值达-45℃，比历史同期偏低约40℃(图略)，表明5月末孟加拉湾季风再次爆发，而且比第一次更强。到6月第1候 (图 2b)，季风云团中心已移到孟加拉湾东部、靠近缅甸西部海岸，中心强度仍为-45℃，季风云系区的北界抵达25°N一带。与此同时，另一个中心强度为-45℃的强对流云区出现在印度半岛南部，它比历史同期多年的候平均值低35℃(图略)，这表明此次印度季风开始爆发阶段的强度明显强于多年平均状况。6月第2候 (图 2c) 已爆发的印度季风云系分成两支向孟加拉湾扩展，一支沿印度东海岸向孟加拉湾北部传播; 另外一支向孟加拉湾南部，并经过安达曼-尼科巴群岛向中南半岛传播。在这一候里中南半岛的季风云系也得到加强，而且影响到了我国西南地区的东南部和华南地区。6月第3候 (图 2d) 印度季风云系仍然保持很强的势头，其中心区T_BB候平均值由原来的-45℃降到-50℃，比历史同期偏低25℃(图略)，而且直接向东传播，穿过孟加拉湾，一直扩展到中南半岛。

这次季风爆发过程在候平均和距平经度-时间剖面图 (图 2) 上都有非常清晰的反映。在图 1a中，印度季风爆发前 (5月第5候) T_BB值在0℃以上 (图中白色区域)，仅隔1候 (5月第6候) T_BB迅速下降至-20℃以下，对流云强烈发展而且持续10多天。在对应的距平图上 (图 1b)，此次印度季风爆发的强度明显强于常年，T_BB距平值达-20℃以下，这表明2001年度印度季风爆发突然，强度强。印度季风爆发后，迅速向东传，使孟加拉湾季风再度加强，并影响到中南半岛和我国南海。

与逐候T_BB候平均图 (图 2) 相比，候平均和距平经度-时间剖面图 (图 1) 不仅可以很好地反映出季风爆发、间歇等过程以及强度，而且能更方便快捷地监测季风在整个夏季的连续演变过程。

图 1a中展示出的最显著季风活动过程出现在6月下旬到7月上、中旬的一个月中，孟加拉湾、中南半岛和我国南海三地几乎同时出现季风爆发。所不同的是，中南半岛和我国南海本次季风活动结束的时间是在7月上旬末，而孟加拉湾持续到7月中旬尚未结束。另外，中南半岛季风的爆发是6月中旬孟加拉湾季风爆发后向东延伸的结果，我国南海季风的爆发与台风在此期间的活动紧密相联，孟加拉湾季风则是再度加强。在本次季风爆发期间，对流云活动仍然旺盛，3个地区的最低T_BB值都达到-20~-30℃; 在对应的距平图上 (图 1b)，孟加拉湾中部、中南半岛和我国南海的T_BB距平值均低于-10℃，尤其是我国南海的距平值低于-20℃，说明在这些地区对流云系异常活跃。由此可见，此次季风活动范围广、持续时间长、强度强。

经过短暂的间歇后，8月初 (图 1a) 印度—孟加拉湾的季风再次爆发，并在8月的第2候达到最强; 中南半岛和我国南海的季风在间歇了20多天后也于8月上旬前期再次爆发，此次季风活动过程于8月下旬初才结束。在同期的距平图 (图 1b) 上，本次季风爆发的强时段集中出现在8月第2候，从印度—孟加拉湾经过中南半岛再向东到我国南海，全线几乎同时加强，尤其是中南半岛出现-20℃的T_BB距平值，说明这次季风爆发比常年显著偏强，尤其是中南半岛和我国南海的季风更为突出。

9月初 (图 1a)，印度—孟加拉湾及中南半岛再次进入季风活跃期，但持续时间非常短，只经过一候便匆匆结束。在对应的距平图上 (图 1b)，仅在中南半岛出现-10℃左右的T_BB低值，表明在这次季风爆发中，中南半岛的对流活动强于多年平均状态，其它地区则与常年相近。

图 3覆盖了我国南海 (5°~20°N)、华南 (20°~25°N)、长江中下游地区 (25°~35°N) 及华北中南部 (35°~40°N)5~9月T_BB的逐候平均和候距平的剖面图。图 3a中T_BB≤-10℃对应着季风爆发的对流云涌和我国东部地区陆地上的强对流云系; 白色区域表示无云区或少云区。图 3b中T_BB＜0℃距平区表示云系活动强于多年平均状况。

2001年汛期主要雨带活动在江南至华南的我国南方地区，造成广东、广西等地出现不同程度洪涝。6月上旬至中旬初，长江中下游及华南一带出现了较大范围的降雨过程，广东、广西、湖南、江西、福建、湖北等省的部分地区降了暴雨或大暴雨、局部特大暴雨，其中广东、广西两省降雨持续时间长、强度大，降雨量一般有150~350 mm，广东中部沿海一带有400~600 mm; 广东阳江6月2~13日降雨量高达1269 mm、汕尾814.8 mm^[7]。从前面的分析结果中我们得到:6月初印度季风强烈爆发，并以T_BB候平均值低于历史平均值25℃的强度，加强了孟加拉湾季风; 与此同时，图 3a中显示出，在其北部的30~35°N之间也出现了-10~-20℃的西风带较冷云顶云系 (图 3a)。这一现象在图 2中得到了证实。5月末 (图 2a) 青藏高原上空的T_BB为-20~-25℃区，指示出这里有较强高空槽云系活动。6月初 (图 2b) 印度季风爆发后首先加强了孟加拉湾的季风，孟加拉湾上空的T_BB候平均低值区中心值达-45℃，在缅甸与我国交界的地方也出现了-20~-25℃的低值区域，这说明孟加拉湾季风的加强，导致了季风云系经过缅甸进入我国云贵高原，并与青藏高原上的高空槽云系呈合并态势。6月第2候 (图 2c) 南北两支云系在江南西部结合，云系发展造成江南西部和华南上空出现大范围-20~-25℃的T_BB候平均低值区，中心最低值达-45℃。这种长时间和大范围的强对流云系活动，特别是西风带云系东移南下与季风云系合并，造成了上述地区这次较大范围的强降雨过程。

与T_BB候平均图 (图 2) 相比，T_BB候平均纬度-时间剖面图 (图 3a) 不但能够反映中、低纬两支云系各自移动及相互作用等演变过程，而且比T_BB候平均水平分布图更有利于追踪系统的发生发展过程。

6月下旬至7月上旬，华南地区再次出现强降雨，广东雷州半岛出现250~320 mm的降雨，广东中部沿海雨量达300~480 mm，广西中南部则出现550~800 mm的连续性暴雨^[7]。造成这次强降雨过程的直接原因就是该年最突出的一次季风活动———孟加拉湾、中南半岛和我国南海三地同时出现季风爆发。如图 3a中所示，6月第5候季风云系开始从赤道向北涌动，并很快到达华南沿海，T_BB为-20~-30℃的强对流云系中心从南海南部跳跃到南海中部后，继续向北伸展。在相应T_BB距平图 (图 3b) 上，出现了强负距平区，中心值达-15~-25℃。表明在这次季风爆发期阶段，对流云的强度要比常年强得多，并且持续了将近20天，直到7月上旬末才结束。另外，从6月第6候到7月第3候，T_BB>0℃的区域覆盖了25~30°N的长江中下游及江南大部地区，相应在距平图 (图 3b) 上，出现大于10℃以上的正距平值，表明在这段时间内该地区被异常的晴空或少云的副高区占据。因此6月下旬至7月上旬南海季风的爆发只影响到华南地区及福建等地。进入7月以后，冷空气活动势力偏北，T_BB高值的副高区盘踞在长江中下游上空，尤其是在8月上、中旬，副高一度占据了华南地区，因此8月上旬到下旬初南海的季风爆发对我国大陆降水影响不大。

8月末，中南半岛季风再度爆发，由于我国南海南部上空被高压控制，来自中南半岛的季风云涌沿它的西北侧向北移动。在图 2a中，从8月底开始沿30°N附近有西风槽云系向东移动，并于9月初与季风云涌结合，造成云系强烈发展。在华南南部及沿海地区T_BB值达-20~-30℃，T_BB距平值达-20℃以下。表明这里的对流活动极其旺盛，在历史同期非常罕见。对应在8月末到9月上旬前期，华南南部连降暴雨，部分地区出现了大暴雨或特大暴雨。其中9月3日08:00至9月4日08:00(北京时)，广东电白雨量达314.4 mm、吴川283.5 mm、化州226.2 mm，暴雨使一些地区发生了较严重的洪涝灾害，直接经济损失达6亿元之多^[7]。

通过上述的讨论分析，提出以下5点看法:

(1) 中南半岛和我国南海2001年汛期共经历了3次季风爆发过程，分别是5月中旬、6月下旬到7月上旬、8月上旬到8月下旬初，它们的强度都强于历史同期。

(2) 孟加拉湾地区，尤其是孟加拉湾东部，季风爆发时间偏早，并且自5月初第1次爆发后一直持续到7月下旬初，长达近3个月。在这3个月中虽然有3次加强过程，但与历史同期比较，只是在5月初季风爆发时的强度比常年强; 7月上中旬和8月上旬两次季风活跃期中，只有短时间强于往年。

(3) 印度季风活动较弱，除6月上、中旬明显强于历史平均情况外，一直到8月初季风活动都比较弱。

(4) 7月中下旬至8月上旬初的主汛期期间，印度—孟加拉湾、中南半岛和我国南海一带出现了历史同期异常的季风间歇期，尤其是在我国南海地区情况更为突出。

(5) 季风爆发及与北方源源不断南下的冷空气结合，是造成我国东南部地区出现大范围长时间强降水的必要条件。