05.16 熱帶西北太平洋夏季風中斷的機制及變率研究獲進展

季風期降水的季內變化往往表現為“活躍期”和“中斷期”的交替出現。其中,季風的“中斷期”通常指季風期降水暫時減少的現象。即使季節平均的降雨在正常水平,季內尺度上季風降雨時空分佈的不均勻會影響農業生產,甚至會引發乾旱、洪澇等氣象災害,造成經濟損失和人員傷亡。研究季風中斷的發生規律及機制是理解季風季內變化的重要環節。目前,已有較多研究關注南亞和南海季風中斷,但是針對熱帶西北太平洋夏季風中斷的研究還很少。鑑於熱帶西北太平洋的對流、熱帶氣旋活動與東亞的天氣和氣候密切相關,有必要深入認識西北太平洋夏季風的季內變率。

中國科學院大氣物理研究所博士許可和研究員陸日宇的研究結果表明,熱帶西北太平洋夏季風期對流和降水錶現出明顯的季內變化。氣候平均態上,8月上旬在馬里亞納群島以東的洋麵(10°–20°N, 140–160°E)發生季風中斷現象,伴隨著迅速的對流抑制、降水減少、季風槽減弱的特徵(Xu and Lu 2015)。該季風中斷處在7月下旬季風建立之後以及8月中旬降水再次增強之前。在大約1/3的年份中,季風中斷現象非常顯著,季風中斷期降水比相鄰階段減少10 mm day-1以上,降水量甚至比季風建立前還少(圖1)。對流和環流在季風中斷期的明顯變化不僅調製局地的熱帶氣旋活動,還會影響其他區域,如日本東南洋麵的熱帶氣旋活動(Xu and Lu 2016)。

最新研究結果(Xu and Lu 2018)表明,熱帶西北太平洋季風中斷在2002/03年前後經歷了顯著的年代際變化(圖2)。在2003–2011年期間,季風中斷推遲至8月中旬發生,相比1979–2002年滯後了5–10天。這是由於在後一時期,7月中下旬西太平洋暖池南部異常增暖,導致與前一時期相反的經向海溫梯度,通過局地的經向環流影響熱帶西北太平洋上的對流演變,造成季風中斷的推遲。

热带西北太平洋夏季风中断的机制及变率研究获进展

圖1. (a) 典型中斷年合成的降水率在季風中斷期(44候)與相鄰階段(42–43候、45–46候)差值場的空間分佈。單位:mm day-1。五角星表示馬里亞納群島的位置。(b) 典型中斷年合成的關鍵區(10–20°N, 140°–160°E) 平均的逐候降水序列,單位: mm day-1。垂直線為每一候降水的±0.5個年際標準差。

热带西北太平洋夏季风中断的机制及变率研究获进展

圖2.(a)1979–2014年原始的(柱狀圖)以及7年滑動平均的(粗實線)季風中斷指數。單位: W m-2。(b)季風中斷指數的滑動t檢驗。滑動窗口為7年,縱座標為t值。水平虛線表示達到95%的信度。


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