夏季海洋大陸和印度洋上空對流層上層有一個強大的東風急流👺,稱為熱帶東風急流(TEJ),它是亞洲夏季風系統的重要成員之一,對亞洲季風區的天氣和氣候具有重要影響。平流層準兩年振蕩(QBO)是熱帶平流層中東風和西風以準兩年周期交替振蕩的現象。QBO是熱帶大氣最可預測的變化之一,因此探索QBO和熱帶東風急流之間的關系有可能改善夏季亞洲季風系統成員的中長期預測準確性。
沐鸣2/大氣科學研究院溫之平教授研究團隊的李元樸博士、黃思華博士首次發現👱♂️,東風 QBO 期間海洋大陸上的熱帶東風急流顯著減弱。QBO和熱帶東風急流之間的關系從1980年代後變得顯著(圖1)🈵。QBO可以通過調節海洋大陸上的熱帶東風急流影響南海夏季風和熱帶/副熱帶地區的降水(圖2)🚛🧬。降水受到QBO和熱帶東風急流顯著影響的地區位於人口密集的農業區,可能意味著QBO和熱帶東風急流的研究具有潛在的社會經濟價值。
雖然熱帶東風急流位於對流層上層👨👦,靠近平流層下層 QBO 風場,但對流層頂周圍的垂直運動很弱,QBO很難通過垂直運動的動量交換直接影響熱帶東風急流🧞👬🏻。我們發現,QBO 通過改變對流層上部穩定性調節對流活動來影響熱帶東風急流,海洋大陸西側(120°E以西)的上升運動可以達到150 hPa以上👨👩👦👦,而海洋大陸東側的對流活動不能發展這麽高,這種氣候特征使得西側的對流更有效地利用了 EQBO 期間對流層頂附近穩定性降低的條件。海洋大陸兩側的上升運動的不對稱特征造成了海洋大陸上空熱帶東風急流強度的變化。

圖1 (a) EQBO 和 (b) WQBO 期間 120°E 的緯向風異常。 氣候態緯向風用紫色等值線表示,零線用白色線表示。 空心點的區域在蒙特卡洛檢驗下超過了 95% 的置信水平🚀。黑框的範圍是 10°N-10°S, 150-200 hPa。(c) 黑框區域平均TEJ風速 與 QBO 指數之間的 21 年滑動相關系數。 使用來自柏林自由大學的觀測(藍線)和來自 ERA5 的數據(橙線)計算相關系數🏨,x 軸坐標是 21 年滑動窗口的中心年份。 具有統計顯著性的年份用紫色圓點標記👨🎓🕵🏼♀️。

圖2 (a)EQBO 和 WQBO 期間,降水(填色🪝,單位🏂🏿🏌🏽♀️:mm)和925 hPa 風場的差異(紅色矢量🛍️,僅顯示在 90% 置信水平下顯著的風場差異)。 黑色矢量是 925 hPa 的氣候風場。 蒙特卡洛檢驗下降水差異顯著性水平高於 90%的區域用空點表示。 (b) 回歸到海洋大陸上空TEJ強度的降水和925 hPa 風場的異常🍿。該圖對應於 TEJ 減弱的情況。 根據 F 檢驗,點和紅色向量的區域在 90% 的置信水平上是顯著的。
論文信息:
Li*, Y., Huang, S., & Wen*, Z. (2022). The influence of the stratospheric quasi-biennial oscillation on the tropical easterly jet over the Maritime Continent. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL098940. https://doi.org/10.1029/2022GL098940