CD:南海——菲律宾海热带气旋增多?与季风环流有关!

发布者:倪鑫彤发布时间:2024-02-19浏览次数:73


南海——菲律宾海热带气旋(TC)与季风槽(MT)存在强烈的相互作用。已有众多研究指出大多数南海——菲律宾海TC的生成都与MT有关,MT是西南季风与赤道东风的汇合区。MT能够为TC的生成提供有利的环境条件,如气旋性涡度,较高的相对湿度,有利的垂直上升条件,中等程度的垂直风切变等。南海——菲律宾海TC的生成与东亚夏季风环流系统具有密切关系,相比于单一的影响因子,从MT的角度出发能够更全面地反应大尺度环境条件对于TC生成的影响。

近日,我系周文教授团队的一项研究指出:2000年代中期在南海夏季风(SCSSM)撤退期间(标志着东亚夏季风的结束,东亚大气环流由夏季型向冬季型调整),南海——菲律宾海MT出现了显著的年代际增强。2005/2006年前后MT的年代际增强并非孤立现象,与之相伴的有SCSSM撤退的偏晚、天气尺度波(SSW)活动的增强以及南海——菲律宾海TC生成的增多(图1)。相较于单一影响因子的分析,该研究从MT强度的年代际变化出发,探究了MT变化伴随的大尺度环境因子的改变对TC生成的影响。

研究结果表明:在2005/2006年后,南海——菲律宾海区域气旋性环流异常能够更久维持,低层西风明显加速,中层大气显著加湿,同时存在显著的上升运动异常。但垂直风切变在南海南部却呈现显著增强趋势。通过对TC的潜在生成指数(Genesis Potential Index, GPI)进行量化分析,该区域GPI的增加主要由中层大气加湿主导,而垂直风切变的增加对于GPI起负贡献,但不足以抵消整体的正贡献(图2)。除此之外,垂直风切变的增加主要由纬向风切变主导,而东风切变的增强则有利于SSW的发展,SSW作为TC生成重要的前兆因子,其增强同样有利于TC生成的增多。通过对大气内部动力条件及大气外强迫的进一步分析,在增强的MT背景条件下,副热带高压减弱,南亚高压增强。南海——菲律宾海区域低层存在更多正压涡旋动能的积累,在高层则有更强的斜压涡旋动能的转换,二者共同加强了SSW的活动。而MT的增强则主要归因于2005/2006年后9月菲律宾海的年代际增暖,促使该区域对流活动增加,通过Matsuno-Gill响应使得其西北侧西风加速,气旋性环流增强从而导致MT结构能够更久维持促使更多TC在此区域生成(图3)。CAM6模式模拟结果同样能够再现当菲律宾海海温增加时南海——菲律宾海季风槽结构的增强。

该研究得到了国家自然科学基金重大项目课题“洋际相互作用对西北太平洋台风活动的影响及其机理”(项目号:42192563)的资助。论文第一作者为复旦大学大气与海洋科学系2023级硕士研究生汪鑫,通讯作者为复旦大学大气与海洋科学系周文教授。

论文信息:Wang, X., Zhou, W. Interdecadal variation of the monsoon trough and its relationship with tropical cyclone genesis over the South China Sea and Philippine Sea around the mid-2000s. Clim Dyn (2024). https://doi.org/10.1007/s00382-023-07096-9



1 1979-2020年季风撤退期间850 hPa风场和相对涡度的气候态分布,黄色实线为季风槽平均位置,蓝色标记为热带气旋的生成位置,红色实线代表副热带高压的平均位置(a);风场与相对涡度的多变量EOF分解(b);季风槽强度(蓝色实线),季风槽强度年代际变化(紫色实线),热带气旋生成数(绿色实线),天气尺度波列强度(红色实线),南海夏季风撤退日期(橙色柱)的标准化时间序列(c)。

2 2005/2006年前(a)后(bGPI指数的合成分析,两个年代的差异(c,第二减第一个年代)及GPI指数各项的相对贡献(d)打点区域代表两个年代的差异通过了置信度为90%t检验。


3 季风槽影响热带气旋生成的机制图(a)和流程图(b