西北太平洋(包括南海)是世界上台风最活跃的海区。作为北半球夏季对流层上层最强盛的大尺度环流系统,南亚高压(South Asian High,简称SAH)覆盖着整个南亚大陆,为西北太平洋的台风活动提供了大尺度的环流背景。例如,南亚高压可以通过高层辐合显著地调制我国南海地区的台风生成频数。然而,南海的台风只占到整个西北太平洋台风总数的17%,更多的台风均生成于南海以外的区域。那么,南亚高压对于南海以外的西北太平洋的台风活动有怎样的影响呢?最近,南京信息工程大学赵海坤课题组的研究结果表明,1979-2019年台风盛季南亚高压与南海以外的西北太平洋(120°E-180°E,0-30°N)台风频数之间并无显著关系,但南亚高压第一主导模态与台风生成经向分布(17.5°N为界)的关系经历了显著的气候突变。1979-1993年南亚高压偏强,台风生成频数在西北太平洋北部减少、南部增加,与南亚高压分别呈显著负相关(r = - 0.69)和显著正相关(r = 0.78) 。而1994-2019年,南亚高压驱动的这种经向偶极子分布明显减弱。
是什么原因导致了这种关系的突变呢?1994年以前,低层较强反气旋异常的维持,以及高层南亚高压和副热带高空急流的共同影响,减少了西北太平洋北部的台风频数;西北太平洋南部的台风频数则与类似厄尔尼诺的海温模态有关,Gill型强迫和赤道低层西风增强产生的气旋环流增加了西北太平洋南部的台风频数。而相比之下,到了 1994年之后,随着南亚高压第一主导模态发生年代际减弱,南亚高压与西北太平洋台风频数经向偶极分布的相关性也开始减弱。进一步分析表明,自20世纪90年代以来,东亚夏季风的年代际变化和大西洋多年代际振荡(AMO)的位相转换可能是导致南亚高压和副热带高空急流发生年代际减弱的两个主要原因:
(1)20世纪90年代初东亚夏季风的减弱使得中国南方降水增加,产生更强的加热作用,激发正压响应,产生了局地的气旋性环流,减弱了高空反气旋北部的西风,使南亚高压和东亚急流减弱(图1)。
(2)与此同时,AMO从冷到暖的位相转换显著增加了北大西洋海温异常,可诱发向东传播的Rossby波列,横穿欧亚大陆并在贝加尔湖上空形成反气旋环流(图2上),其南侧的东风会削弱南亚高压北侧的西风和东亚西风急流,从而也减弱了南亚高压和东亚急流。此外,与AMO相移相关的西太平洋海温异常也会通过减少纬向海温梯度,削弱影响西北太平洋南部台风生成的类厄尔尼诺模态(图2下)。
图1 1994-2019年与1979-1993年6-8月降水、200与850hPa水平风场、垂直速度场、200hPa纬向风以及7-9月海温场的气候态的差异。
图2 上图为1979-2019年7-9月AMO指数回归的200hPa扰动位势高度以及风场,下图为1994-2019年7-9月南亚高压PC1回归的海温异常以及200hPa风场。
上述研究成果揭示了南亚高压与西北太平洋台风生成经向分布年际关系的年代际调整,强调了东亚夏季风和海洋热力状态AMO位相变化在其中的潜在贡献。相关成果已发表在《Atmospheric Research》杂志上,论文第一作者为南京信息工程大学硕士研究生臧育琦。
论文信息:
Zang, Y., Zhao, H., P. J. Klotzbach, Wang, C. and Cao, J., 2023. Relationship between the South Asian High and Western North Pacific tropical cyclone genesis. Atmospheric Research, 281, 106491, https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106491