科研进展

许可等-NPJ: 热带气旋通过海气相互作用触发南海夏季风中断

季风中断是夏季风在季节内尺度上的重要变化,表征季风活动的暂时减弱,伴随的降水和环流的变化往往会引发高温热浪、干旱等气象灾害。南海夏季风位于亚澳夏季风的中心位置,是联系各个季风子系统的关键桥梁。南海夏季风的中断不仅会引起局地天气异常,还可能会进一步对其他地区的天气气候造成影响。因此,研究南海夏季风中断的形成机制对于深入理解该区域以及东亚夏季风的次季节变化具有重要意义。

近期,中国科学院大气物理研究所陆日宇研究员团队在《npj Climate and Atmospheric Science》上发表题为“Air–sea interactions amplified by tropical cyclones break the South China Sea summer monsoon”的研究文章,揭示了不同类型南海夏季风中断事件的形成机制及气候影响。

以往研究较多强调热带季内振荡活动对南海季风中断的贡献。本研究表明,约70%的南海季风中断事件可以归因于季内振荡干位相的移入,但另外30%的事件受季内振荡影响较弱,其形成主要与局地过程有关。对于这些局地形成的事件,在中断建立之前,热带气旋的发生频率显著增多至气候态的三倍以上。这些热带气旋增强了南海上空的对流和气旋异常,引起海表异常冷却和大气稳定度增加,最终触发季风中断(图1)。以上热带气旋通过放大海气相互作用导致季风中断的机制,可能特属于南海地区,而在西太平洋地区较难适用。

此外,研究还指出,由热带季内振荡主导的移入型季风中断与局地过程触发的季风中断表现出不同的气候影响:前者通常导致长江流域降水显著增加,尤其是极端降水(>50 mm day−1)的发生概率较气候态增加了35%−50%;而后者则对气温的影响更为显著,引起华南气温显著上升,极端高温(>35°C)的发生概率增加了43%。

本研究成果进一步阐明了热带气旋–季风之间跨尺度的物理联系,为理解南海和东亚夏季风复杂的季内变率提供新的科学参考。论文第一作者为中国科学院大气物理研究所毕明浩博士生,通讯作者为许可副研究员,合作者还包括陆日宇研究员。该研究受国家自然科学基金面上项目(42275025)以及中国科学院青年创新促进会项目(2023084)的资助。

论文信息:Bi, M., K. Xu*, and R. Lu, 2025. Air–sea interactions amplified by tropical cyclones break the South China Sea summer monsoon. npj Climate and Atmospheric Science, 8, 165.

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41612-025-01035-7

图1 (a)局地型和(b)移入型季风中断事件合成的南海关键区(10°−20°N、110°−120°E)平均的OLR异常(柱状图;W m−2)、SST异常(蓝线;℃)和大气不稳定度异常(黑线;K)的演变。(c)两类事件南海发生的热带气旋频率(event−1)。绿线表示5月至9月气候平均的热带气旋频率。圆圈表示达到95%信度的异常。第0天表示季风中断事件的建立日。

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