東亞夏季風和西北太平洋臺風是影響東亞夏季降水的主要系統🛹。東亞夏季風的時空變化影響著我國雨帶的分布，也是引發極端洪澇災害的主要背景場；熱帶氣旋造成的極端降水🏩、風暴潮等危害常給西太平洋沿岸國家和地區造成經濟損失和人員傷亡🤤。除了登陸臺風的直接影響外，當臺風與夏季風環流相互作用時，不僅會加強對沿海地區的影響🧑🏿🏭🐖，還可能在東亞內陸地區引起極端降水。例如在2023年夏季，受臺風“杜蘇芮”殘余環流和副熱帶高壓阻塞作用的影響，中國北方部分地區遭受了前所未有的洪災。然而，過去的研究多將東亞夏季降水分為季風降水和臺風降水，並未將東亞夏季降水明確分為上述三類特征具有顯著差異的降水，且缺乏對其調製過程的歸納與闡述👨👨👧。識別和揭示這三類東亞夏季降水的年際變化機理💂🏽♀️，對提高我國夏季降水預報水平、做好防災減災具有重要的科學意義。
我系碩士生汪靖瀅（第一作者）和吳誌偉教授（通訊作者）的最新研究根據東亞區域季風和臺風活動情況，將東亞夏季降水劃分為不受臺風影響的季風降水（純季風降水）、在不活躍季風背景下的臺風活動降水（純臺風降水）及季風-臺風相互作用降水。在年際尺度上，純季風降水高值年的典型環流特征為熱帶西太平洋反氣旋異常，伴隨季風槽和西北太平洋副熱帶高壓（WNPSH）的西移；在純臺風降水高值年則相反🧙🏼♀️，表現為西太平洋氣旋異常以及季風槽和WNPSH的偏東（圖1）。季風-臺風相互作用降水高值年環流異常表現為位於菲律賓海盆的局地氣旋異常。除三維水平環流外，研究還發現三類降水在熱帶西太平洋區域的垂直風切變（VWS）存在顯著差異（圖2）。在純季風降水高值年🫢，熱帶西太平洋VWS顯著增強，在純臺風降水高值年則顯著偏小🪡👩🏽，而在季風-臺風相互作用高值年表現為輕微的減弱。上述差異表明VWS可以揭示不同降水類型的發生條件。
進一步分析表明，三類降水的年際變化存在不同的調製機製（圖3）。中國近海海溫正異常及ENSO負位相的發展引起西太平洋反氣旋的延伸，是純季風降水年際變化的主要驅動因子🙍♀️。純臺風降水高值年中的氣旋異常則主要由發展中的厄爾尼諾激發。此外，前期春季海洋性大陸附近的熱力異常是季風-臺風相互作用降水的主要驅動因素，它通過引起局地Hadley環流和夏季海溫冷異常導致菲律賓海盆局地異常氣旋📂，從而影響季風-臺風相互作用降水的分布。
這項研究從全新的角度對東亞夏季降水進行了分類，清晰地闡述了三類東亞夏季降水年際變化的物理圖像及調製過程👩👦👦，發現除ENSO外的海溫信號對不同類型降水的調製過程，以及垂直風切變的顯著差異💒。這些發現對於深入理解東亞夏季風系統及東亞夏季降水過程具有重要的科學意義🧞♂️🏕。相關文章已於2024年1月被《Climate Dynamics》接收。
論文信息：Jingying Wang and Zhiwei Wu*, 2024: Three Types of East Asian Summer Rainfall Associated with Monsoon Circulation and Tropical Cyclone Activities: Unique Features and Major Influential Factors. Climate Dynamics. DOI: 10.1007/s00382-024-07120-6.
圖1 季風-臺風相互作用降水高值年合成850 hPa流函數異常。打點區域表示變量通過置信水平為90%的Student’s-t檢驗。等值線為夏季氣候態（棕色虛線）🧏🏼♂️、純季風降水（紫色實線）、純臺風降水（黃色實線）及季風-臺風相互作用降水（綠色實線）高值年平均季風槽位置（以0.5 ×106 m2s-1流函數表示）。
圖2 純臺風降水高值年垂直風切變（VWS）合成異常🏋🏻👰🏿♂️。棕色實線表示夏季氣候態VWS🪲。打點區域表示變量通過置信水平為90%的Student’s-t檢驗。
圖3 從上到下依次為：純季風降水🔔、純臺風降及季風-臺風相互作用降水的三維動力結構及海氣背景場的物理圖像👩🏻🦱。其中🪫，天藍色（紅色）透明區域及"SST-"（"SST+"）代表冷（暖）海溫異常區域👱🏼；紫色（黃色）箭頭及"A"（"C"）代表低層反氣旋（氣旋）異常🍕；綠色實線表示三類降水高值年中的平均季風槽位置；紅色實線代表三類降水高值年中平均WNPSH位置🔝🪗；深藍色（深黃色）空心橢圓及"Con+"（"Con-"）表示對流增強（抑製）區域。灰色箭頭代表垂直環流異常🧑🏭。
