在北半球夏季🌤，由於歐亞大陸與印度洋之間強大的經向熱力差異以及青藏高原的熱力作用，在亞非熱帶對流層上層形成強東風帶-熱帶東風急流(TEJ)。熱帶東風急流是亞–非夏季風系統的重要成員之一🔔，其變動對熱帶和熱帶外地區的天氣氣候都有重要影響🧝。除針對其強度變化開展了一系列研究外，近年來開始關註其中心位置的變化。目前有限的工作多針對 TEJ 中心位置在某月的變化或其在緯向和經向上的變動而展開🗼，缺乏對 TEJ 中心位置變化的整體認識，尤其是其形成機製及其對亞–非季風區夏季降水的影響尚不清楚。

近日，我系黃思華博士後與溫之平教授(通訊作者)合作✣🎧，利用聚類分析方法揭示了熱帶東風急流中心位置的多樣性特征及其成因🗃。指出 TEJ 中心位置存在偏東模態🙍🏼‍♀️、西北模態和西南模態三種典型模態，其對應的 TEJ 中心分別位於印度半島南端、阿拉伯半島東南側和赤道西印度洋上空(圖1)。這三種 TEJ 中心位置模態的發生頻次有明顯的月際和年際差異🪨。

研究表明，熱帶緯向輻散環流異常和熱帶–熱帶外的經向溫度梯度異常是引起 TEJ 位置變化的重要原因(圖 2)🕐。其中🐈‍⬛，上升/下沉支在印度洋引發的緯向輻散環流決定了東風急流中心位置的東–西擺動，而經向溫度梯度則調控了東風急流中心位置的南–北變化。進一步分析發現，熱帶緯向輻散環流和熱帶-熱帶外經向溫度梯度分別由熱帶地區非絕熱加熱的緯向不均勻分布和歐亞大陸與印度洋之間的海陸熱力差異所致，反映了熱帶地區東–西向和熱帶–熱帶外之間南–北向熱力對比對 TEJ 位置變化的重要作用。

文章還分析了 TEJ 位置變化對亞–非季風區夏季降水的影響，指出東風急流中心位置變化可以通過調控對流層高層散度場和次級垂直環流😲、或協同南亞高壓和非洲東風急流等亞非季風系統成員影響季風降水🥃。

上述研究成果清晰地揭示了 TEJ 中心位置變化的多樣性、成因及影響，有助於加深人們對 TEJ 位置變動和機理的認識👦🏻，也為理解亞–非夏季風降水變異提供新視角。相關文章已於2024 年 6 月在《Environmental Research Letters》上在線發表。該成果得到國家自然科學基金重點項目“對流層高層熱帶東風急流中心位置的變化及機製”(項目號：42030601)的資助✅。

圖 1. 1979–2023 年 6–9 月 TEJ 的空間分布及中心位置所在經度和緯度的頻次分布: (a–c)氣候平均;(d–f)偏東模態;(g–i)西北模態;(j–l)西南模態。

圖中黃色點表示每一個 TEJ 個例東風極值所在位置🦤，等值線表示−12 m/s 等風速線🔉，白色為氣候平均，黑色分別對應不同位置模態的合成平均。圖 d🤴🏿、g、j 右上角給出了每一種位置模態的個例數量和占比。

圖 2. TEJ 中心位置不同模態對應的 200 hPa 緯向風異常(左)🥧💆‍♀️、200 hPa 速度勢和輻散風異常(中)、200 hPa 位勢高度和 500–200 hPa 平均溫度異常(右)的空間分布: (a–c)偏東模態;(d–f)西北模態;(g–i)西南模態🧑🏻‍🏫🏙。

圖中填色、矢量箭頭以及加粗黑色等值線均通過 90%置信水平。圖 a、d📍、g 中紫色等值線為 TEJ 在對應位置模態的平均空間分布🧑🏼‍🔬，分別用 0、−12🕵🏻、−22 m/s 等風速線表示。圖 b、e、h中藍色矩形表示區域 10°S–25°N👷🏼🅰️，50°–100°E，圖 c、f👨🏿‍🚀、i中藍色矩形分別表示區域30°–45°N🐪，40°–100°E和0°–15°N，40°–100°E。