西北太平洋是全球热带气旋（台风）最活跃的海域，其生成的台风数量约占全球的三分之一，对我国及东亚沿海地区的生命财产安全和经济社会发展构成巨大威胁。每年的台风季节通常从夏季一直持续到秋季，但过往研究多聚焦于夏季或整个台风季，往往将秋季台风活动视为夏季的延续。

然而，近年秋季极端台风活动的频发表明秋季台风活动有其独特的变率，且其背后的物理机制可能与夏季存在差异。近日，NUIST陆气相互作用团队陶凌峰副教授联合福建省气候中心陈丽兰高工、复旦大学梅伟教授等，在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上发表重要研究成果，系统揭示了秋季西北太平洋台风生成在年际和年代际尺度上的不同驱动机制。主要结论如下：

1、秋季西北太平洋台风生成具有显著的年际和年代际变率

研究首先定义了秋季（9-11月）西北太平洋区域的热带气旋生成频数。结果显示，1979-2022年间，秋季台风生成频次不仅年际差异大，还存在明显的年代际转折，即在1998/1999年前后发生了一次突变，生成频次从平均每年的12.1个（1979-1998年）显著下降至9.3个（1999-2018年），减少了约四分之一。

进一步分析表明，与秋季台风生成偏少年相关的海温异常呈现出两种不同的空间型（图1）：在年际尺度上，表现为类似厄尔尼诺型的热带太平洋和印度洋增暖；而在年代际尺度上，则主要表现为中纬度北太平洋的显著增暖。这表明，不同时间尺度的海温异常可能扮演着不同的角色。

图1（a）秋季（1979–2022年）台风时间序列（柱状）和Niño3指数（黄线）的年际变化，均通过2–8年带通滤波获得。虚线表示±0.7倍标准差。（b）8年低通滤波后的台风时间序列（柱状）的年代际变化。粉线表示中纬度北太平洋（25°–45°N, 120°E–160°W）平均的标准化SST异常，绿线表示标准化PDO指数。垂直虚线标示1998/1999年之间的转变。（c）低台风生成年减去高台风生成年的合成年际SST异常差值（单位：K）。（d）1999–2018年减去1979–1998年的年代际SST异常差值（单位：K）。（c）和（d）中的打点区域表示异常超过95%置信水平。绿色框显示北太平洋（25°–45°N, 120°E–160°W）和Niño3（5°S–5°N, 150°–90°W）区域。

2、厄尔尼诺型热带海温异常主导年际变异

在年际时间尺度上，秋季台风生成频次与厄尔尼诺海温指数呈显著负相关。通过合成分析发现，在台风生成偏少年，热带太平洋中东部和印度洋呈现显著增暖，而西北太平洋则受异常反气旋环流控制（图2a, 2b）。

这种环流异常通过两种途径抑制台风生成：首先，赤道中太平洋的增暖激发Gill型罗斯贝波响应，在西北太平洋形成异常反气旋；其次，热带印度洋增暖通过沃克环流调整，进一步加强西北太平洋的下沉运动。这种大尺度的异常下沉运动（图2b）主导了台风动力生成潜势指数（DGPI）的显著下降（图2c），从而在年际尺度上抑制了台风的生成（图2d）。

图2. 低台风生成年减去高台风生成年的合成年际差异（低减高）：（a）SST异常（填色，单位：K）和OLR异常（等值线，单位：W m⁻²）。（b）500 hPa垂直速度（填色，单位：Pa s⁻¹）和850 hPa水平风（矢量，单位：m s⁻¹）。（c）DGPI异常（填色）和气候态DGPI（等值线）。（d）区域平均DGPI异常的贡献分解。VWS（黄色）、VOR（绿色）、ZWG（橙色）和OMEGA（蓝色）分别表示由垂直风切变、涡度、纬向风经向梯度和垂直速度变化引起的DGPI分量（其他变量保持气候态）。西北太平洋区域（0°–30°N, 100°–180°E）用紫色框标示。（a）、（b）、（c）中的打点区域表示异常超过95%置信水平。

3、中纬度北太平洋海温异常主导年代际变异

在年代际尺度上，最显著的特征是中纬度北太平洋地区海表温度的显著增暖（图3a）。该增暖通过两种机制导致秋季台风生成减少：

热力过程：中纬度海温增暖导致向上感热和潜热通量增强，加热局地大气，增强对流和上升运动（图3b-d）。高层辐散的经向出流在副热带地区加强了副热带西风急流。

动力过程：中纬度低层大气增暖减弱了其南侧的经向温度梯度，进而减弱了大气斜压性和瞬变涡旋活动（图4b-d）。这有利于在中纬度北太平洋上空建立起一个位势高度正异常（图3a）。该异常通过南向的波活动通量传播，在副热带地区引起的环流变化，同样导致副热带西风增强。

通过以上两种路径，中纬度北太平洋海温异常增暖最终均导致西北太平洋上空（尤其是20°N以南的主要生成区）垂直风切变显著增强（图3c, 3d），不利于台风生成，使得秋季台风生成数量在年代际尺度上的减少。

图3  1999–2018年减去1979–1998年的年代际差异：（a）SST异常（填色，单位：K）、200 hPa位势高度异常（等值线，单位：gpm）和200 hPa波活动通量（WAF，矢量，单位：m² s⁻²）。（b）表面湍流热通量异常（填色，单位：W m⁻²）和气候态（等值线）。（c）对流加热率异常（单位：K day⁻¹）和气候态（等值线）。（d）500 hPa垂直速度异常（填色，单位：10⁻² Pa s⁻¹）和气候态（等值线）。（a–d）中的打点区域表示异常超过95%置信水平。

图4  1999–2018年减去1979–1998年的年代际差异：（a）SST经向梯度（填色，单位：10⁻⁵ K m⁻¹）和气候态（等值线）。（b）850 hPa气温经向梯度（填色，单位：10⁻⁵ K m⁻¹）和气候态（等值线）。（c）850 hPa Eady增长率异常（填色，单位：day⁻¹）和气候态（等值线）。（d）300 hPa瞬变涡旋动能（EKE）异常（填色，单位：m² s⁻²）和气候态（等值线）。（a–d）中的打点区域表示异常超过95%置信水平。

图5 1999–2018年减去1979–1998年的年代际差异：（a）200 hPa纬向风异常（填色，单位：m s⁻¹）和850 hPa纬向风异常（等值线，单位：m s⁻¹）。（b）200 hPa与850 hPa之间的垂直风切变异常（填色，单位：m s⁻¹）和气候态（等值线）。（c）DGPI异常（填色）和气候态（等值线）。（d）区域平均DGPI异常的贡献分解（VWS、VOR、ZWG、OMEGA）。西北太平洋区域（0°–30°N, 100°–180°E）用紫色框标示。（a–c）中的打点区域表示异常超过95%置信水平。

4、数值模拟验证物理机制

为验证上述观测结果，研究使用了10个成员的历史AMIP模拟。这些数值试验很好地再现了由热带和中纬度海温异常所强迫的大气环流响应（图6）。在年际尺度上，模式模拟出了西北太平洋异常反气旋和下沉运动；在年代际尺度上，模式同样捕捉到了因中纬度增暖而导致的副热带西风急流增强和垂直风切变增加。模拟结果进一步支持了观测所提出的物理机制。

图6 AMIP模拟结果：(a, c, e) 对应年际尺度的观测结果（图2b, 2c, 2d）；(b, d, f) 对应年代际尺度的观测结果（图5b, 5c, 5d）。

5、总结与展望

该研究系统性地分离并揭示了秋季西北太平洋台风生成在不同时间尺度上的主控因子：热带海温异常主导年际变率，而中纬度北太平洋海温异常主导年代际变率。这一发现强调了在理解秋季台风活动时，必须考虑与夏季不同的物理过程。中纬度北大西洋和印度洋的年代际增暖尽管显著，但其对秋季西北太平洋台风的直接影响有限。

该成果不仅深化了我们对台风气候变率的理解，也为改进秋季台风的季节预测提供了新的理论依据。未来研究将进一步探究热带与中纬度海温异常的协同效应，以及对台风强度、路径和登陆行为的影响。

论文信息： 

Tao, L., Chen, L.*, Mei, W.*, Yang, X.‐Q., Gao, J., & Su, T. (2026). Climate variations of autumn tropical cyclone genesis in the western North Pacific: Roles of tropical and midlatitude SST anomalies. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2026JD046688. https://doi.org/10.1029/2026JD046688