西北太平洋是热带气旋生成最活跃的海域，约占全球热带气旋总数30%以上，它的发生发展对东亚和东南亚国家具有巨大的经济和社会影响。在全球变暖的背景下，热带气旋的强度和破坏性有可能增加。因此，为了更好地提高西北太平洋热带气旋活动的季节预测以及东亚和东南亚国家的防灾减灾，深入地理解西北太平洋热带气旋的年际变化特征至关重要。
以往关于西北太平洋热带气旋生成的气候学研究主要侧重于热带海域的海平面温度，比如热带太平洋（包括东太平洋ENSO和中太平洋ENSO Modoki）、热带印度洋和热带北大西洋海域等(Cao et al.2018)。其中热带印度洋和热带北大西洋的海温异常可以分别通过赤道开尔文波响应和北大西洋-太平洋遥相关过程影响西北太平洋热带气旋的生成。而前人研究工作中对中高纬度信号影响西北太平洋热带气旋生成的研究相对较少。基于此，来自季风中心的曹西副研究员联合浙江大学、国家气候中心、上海台风所、同济大学嘉兴学院以及本中心的学者联合探讨了春季北美积雪影响夏秋季西北太平洋热带气旋生成的物理机制。
回归和相关分析的结果显示北美积雪的增加通过反照率的增加和向上的感热通量减少导致大气柱变冷，北美上空的持续降温通过调节位势高度梯度和温度梯度，引起热带中-东太平洋上空低层西风异常。西风异常有利于热带东太平洋异常辐合、上升运动和正比湿的发生，从而导致正的降水异常，正降水异常通Rossby大气响应引起低层异常气旋的形成。而由西风异常引起的正海温异常也可能对异常气旋的形成有一定的贡献。异常气旋西北侧的东北风通过增强海表面的蒸发引起海洋表面的冷却。东北风异常和负海温异常可以通过正反馈机制向西南方向延伸到热带中太平洋，随后在西太平洋上空形成东风气流。东风异常与其他不利的大尺度环境因素联合抑制了夏秋季西北太平洋上空热带气旋的生成(图a)。而当北美积雪减少时则有利于增多西北太平洋上空热带气旋的生成(图b)。在这个北美-西北太平洋遥相关过程中中太平洋和东北太平洋海平面温度在其中起了重要的桥梁作用。
北美雪盖异常导致西北太平洋上空热带气旋生成(a)减少和(b)增加的示意图。CP SST+和CP SST- (EP SST+和EP SST-)分别表示太平洋中部(东部)的正异常和负异常。PRE+和PRE-分别表示北美洲和南美洲之间热带区域的正和负降水异常。Cold/Warm表示冷暖温度异常。红色和青色矢量表示气旋和反气旋环流。
References
Cao, X., R. G. Wu*, and X. Xiao, 2018, A new perspective of intensified impact of ENSO Modoki on tropical cyclogenesis over the western North Pacific around 1990s, Int. J. Climatol., 38(11), 4262–4275, doi:10.1002/joc.5667.
Cao, X. *, R. G. Wu, Y. Sun, Z. B. Wang, Y. F. Dai, X. Q. Lan, and X. P. Zhang, 2021, Impact of North America snow cover on tropical cyclogenesis over the western North Pacific, Environ. Res. Lett, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac3bff