西北太平洋海域是全球热带气旋(Tropical Cyclone,TC)最活跃的地区之一,每年有26个左右的台风在其中生成,约占全球总数的三分之一。从气候学的角度来说,随着西太平洋暖池在初夏时节向北推进,与TC生成联系密切的大尺度热力、动力环流也开始逐步建立,西北太平洋的TC活动趋于活跃。在此气候态的基础上,西太平洋初夏的TC活动还存在着明显的年际变化特征。以往的研究表明,前期冬季热带中东太平洋的暖海温异常(即厄尔尼诺现象)激发强大的西北太平洋反气旋通常可以维持到次年夏季进而抑制局地的TC活动。例如,在1982,1997、2009,2015等典型的厄尔尼诺次年,西北太平洋初夏的TC数目均比正常年偏少。
出人意料的是,在前期冬季热带太平洋海温异常不明显的情况下,2020年初夏的TC却极度不活跃,整个6-7月份只有一个TC产生,达到了1979年以来的历史最低值1。其中6月生成的TC强度很弱,仅维持了一天;7月更是出现了史无前例的“空台”事件,这也被业内专家评为2020年度中国十大天气气候事件之一,成为了学界和民众关心热议的话题。因此探究这种极端TC变率的成因,不仅可以加深对TC气候变率规律的认识,还可以对未来类似极端事件的预报以及区域性的防台减灾工作提供参考和指导。
近期,南京信息工程大学大气科学学院张文君课题组,基于日本气象厅提供的台风最佳路径数据、NCEP/NCAR提供的大气海洋再分析数据,利用气象统计分析方法对2020年初夏西北太平洋极端TC变率的物理成因进行了探究。他们研究发现,同期热带印度洋的暖海温异常可以激发大气Kelvin波,调节西北太平洋局地的大尺度动力环流,如增强低层的负涡度异常、增强纬向垂直风切变以及降低大气的水汽含量等,为TC的产生发展提供不利的背景条件。此外,在异常增暖的热带印度洋面上,还存在着一个长时间停滞的大气季节内振荡(MJO)。该MJO在6-7月份几乎始终维持在第一、二位相,持续活跃天数为59天,为历史之最。MJO相关的大气环流进一步地为TC的产生发展提供了不利的大气条件。增暖的印度洋和长时间停滞MJO活动的共同作用很好地解释了2020年初夏极端不活跃的TC活动。该研究结果发表在Geophysical Research Letters上。
注1:在1998和2020年初夏,西北太平洋均只有一个TC生成,同为历史最低值
论文信息:
Liu, C., Zhang, W., Jiang, F., Stuecker, M. F., & Huang, Z. (2021). Record‐low WNP tropical cyclone activity in early summer 2020 due to Indian Ocean warming and Madden‐Julian Oscillation activity. Geophysical Research Letters. https://doi.org/10.1029/2021gl094578
图1,(a)2020年初夏MJO的位相演变情况;(b)2020年初夏TC频次的异常及各个海洋、大气因子的贡献;(c)长期历史资料中,不同MJO位相下TC生成的概率,星号表示通过统计显著性检验。