在热带西北太平洋区域，夏季频繁的天气尺度波动活动是该地区显著的天气现象之一，主要表现为呈东南-西北方向传播的天气尺度波列，其典型波长约为2500公里，向西北方向传播。尽管之前的研究已经发现西北太平洋台风生成与天气尺度波列紧密联系，但是很少有研究聚焦天气尺度波列的气候变率特征及其对台风生成的影响。
最近赵海坤教授团队研究发现，天气尺度波列在年际时间尺度上表现出南北方向的移动（图1）。天气尺度波列向南可移动至季风槽附近，而向北可移动至季风槽北部，南北向距离最大相差7.5个纬度，约830公里。然而波列这种大幅度的位置迁移与季风槽的位置并无明显关联，季风槽位置在不同阶段基本保持一致。
图1 波列偏南（左图）和偏北（右图）年份对应的波列模态。蓝色等值线为季风槽线u=0。
分析发现上述两类天气尺度波列源于不同的天气系统。其中，偏南波列起源于对流层低层赤道附近混合罗斯贝重力波，传播至季风区发展为热带低压波动上。偏北波列起源于对流层高层洋中槽热带低压波动，向下传播至季风区后增强。进一步分析发现季风涡度分布差异导致的纬向风切变和辐合相关的正压能量累积过程是波列南北迁移的关键物理过程（图2）。
图2 偏南年（左图）和偏北年（右图）天气尺度扰动经向移动的物理示意图。红色和绿色箭头分别表示波列的两类起源，箭头粗细表示波动相对强度。网格表示季风槽辐合带，黑色表示辐合增强，灰色表示辐合减弱。台风标记标注了台风生成位置，标记大小表示台风生成频数。
天气尺度波列位置的南北移动对台风生成有何影响？图3显示了波列与台风生成空间分布的联系。台风生成主要位于波列和季风涡度的交界处：波列偏南年，季风涡度向西延伸，台风生成主要位于波列西部，且台风生成频数增多上）；与之相反，波列偏北年，季风涡度集中于西北太平洋东部，台风生成位于东部，且台风生成频数减少。这表明，波列的南北迁移对台风生成纬向位置和生成频数都具有明显调制作用。
图3 偏南（上图）和偏北（下图）年份天气尺度波列（等值线）和台风生成位置点（星号）的分布。
上述成果提出了夏季天气尺度波列位置存在年际经向迁移，并揭示了夏季风涡度分布在波列南北移动中的关键影响作用，指出了波列南北位置迁移对台风生成的重要影响。这提示我们在进行台风生成气候预测时应考虑天气尺度波列的可能影响，并关注季风涡度分布的可能变化。相关成果发表于《Journal of Climate》杂志上，第一作者为南京信息工程大学博士研究生陈少华，通讯作者为赵海坤教授。
论文信息：
Chen, S., Zhao, H.*, Klotzbach, P. J., Cao, J., Liang, J., Zhou, W., & Wu, L., 2024: Western North Pacific monsoon vorticity distribution as a potential driver of interannual meridional migration of the boreal summer synoptic scale wave train. J. Climate, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0672.1.