我国近海热带气旋活动与东亚副热带季风年际变化的关系

【摘要】： 本文基于既有的关于夏季中纬度亚洲大陆和太平洋对流层中上层温度纬偏年际变化存在的大尺度东西向反位相现象,即亚洲—太平洋涛动(Asian—Pacific Oscillation,简称APO)的研究成果,以夏季APO强度指数来定量表征东亚副热带夏季风强度。然后,本文系统分析了秋冬季也存在的APO现象及其与东亚副热带冬季风环流和温压场特征的关系,得出秋冬季APO强弱也能较好地表征东亚副热带冬季风强度的年际变化。 在对比了分别基于美国关岛联合台风警报中心、东京区域专业气象中心以及上海台风研究所三组台风数据集的热带气旋(tropical cyclone,以下简称TC)频数等统计差异性的基础上,选择1976—2005年联合台风警报中心台风最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料,采用相关分析与合成分析等统计方法,分别分析了夏季和秋冬季APO强弱与同期东亚—西北太平洋海—气环境的关系,并进一步探讨APO强弱与我国近海TC活跃度的关系及其联系机制。鉴于秋冬季APO强弱与El Nio(La Nia)现象的显著相关,本文利用CAM3.0全球大气模式对北太平洋海温的强廹作用进行了模拟试验。全文主要结论如下: (1)无论是夏季还是秋冬季,我国近海TC的活跃度与同期APO强弱均存在密切关系。夏季APO强(弱)年西北太平洋TC活动密集区偏西(东)偏北(南),我国东部近海TC明显增多(减少)。初秋(9—10月)和深秋初冬(11—12月)APO强(弱)年西北太平洋TC活动密集区偏西(东),我国南部近海TC增多(减少)。 (2)夏季APO强度变化可通过改变我国近海对流层纬向风垂直切变、低层辐合与对流等局地环境场从而影响我国近海TC活跃度。APO强(弱)年,东亚副热带夏季风加强(减弱),我国东部近海低层存在气旋(反气旋)性环流异常和对流加强(减弱),对流层纬向风垂直切变减小(加强),近海环境有利(不利)于TC的维持和发展。 (3)夏季APO强弱也与南海—热带西太平洋季风槽强度、位置和以及对流层中层引导气流等关系紧密,即通过改变西北太平洋TC活动密集区分布和移动路径从而也影响着进入我国近海TC的多少: APO强(弱)年南海—热带西太平洋季风槽偏北偏西(偏南偏东),热带西太平洋TC活动密集带偏北偏西(偏南偏东),有利于进入我国东部近海TC的增多(减少)。与此同时,APO强(弱)年西北太平洋副热带高压(以下简称副高)偏北偏东(偏南偏西),副高南侧偏东气流减弱(加强),有利于TC的西北行或偏北(南)西行,进入我国东部近海的TC将增多(减少)。 (4)秋冬季,APO强度变化与东亚副热带冬季风环流和温压场存在着密切关联。9—10月APO偏强年东亚副热带冬季风偏弱,在大气环流上表现为东亚中高纬环流呈纬向,东亚沿海大槽减弱,副高偏北偏东,中纬度东亚大陆与低纬热带海域间的Hadley经向环流减弱,北半球中低纬存在的纬向垂直环流也减弱。11—12月APO偏强年东亚副热带冬季风偏强,在大气环流上表现为东亚沿海大槽加强南伸,副高偏弱偏东,东亚大陆与近赤道热带西太平洋海域间的Hadley环流和热带东、西太平洋间的Walker环流均显著加强。 (5)初秋APO强度影响我国近海TC活跃度的可能机制是通过改变我国近海纬向风垂直切变、低层辐合和对流场等局地环境以及影响副高强度和位置、引导气流等大尺度环流形势来实现的:APO强(弱)年,东亚副热带冬季风减弱(加强),副高加强西伸(减弱东移),中低纬对流层西太平洋为偏东(西)风异常,有(不)利于TC的西行或近海转向点偏西(东),进入我国近海的TC将增加(减少)。同时,APO强(弱)年我国近海对流层高低层纬向风垂直切变减小(增大)、对流加强(减弱)以及南海气旋(反气旋)环流异常的存在也使得我国近海环境有(不)利于TC的维持和发展。 (6)深秋初冬APO影响我国南部近海TC活跃度的可能机制包括改变冷空气强度、纬向风垂直切变、低层辐合场以及引导气流来实现的。APO强(弱)时东亚副热带冬季风加强(减弱),副高东移南退(西伸北抬),热带西太平洋对流层中高层出现偏东(西)风异常,使得我国南部近海西风纬向风垂直切变减小(增大),而华南沿海低层东北风(西南风)异常又使得南海出现气旋(反气旋)性环流异常,且南海至热带西太平洋西区冷空气强度偏弱,因此我国南部近海环境有(不)利于TC的维持和发展;同时,APO强(弱)年热带西太平洋对流层中层引导气流为偏东(西)风异常,有(不)利于TC的西行或转向点偏西(东),进入我国东南近海TC将增多(减少)。 (7)尽管秋冬季APO强弱与El Ni o(La Ni a)现象关系紧密,而数值试验结果显示,无论是初秋还是深秋初冬,强El Ni o(La Ni a)发生时的热带太平洋海温强廹并不能激发出APO。