粤港澳大湾区是中国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,同时也是典型的气候脆弱区,受台风、暴雨、雷电、大风、高温等气象灾害影响巨大。近年来,登陆华南区域的台风数量和强度呈现上升的趋势。超强台风天鸽(2017年)、山竹(2018年)携带着强烈的大风和降水正面袭击大湾区,并引发城市内涝,严重影响人民群众的生命财产安全。因此,对该区域台风活动特征的全面认识和相关影响机制的深入理解,将为政府防灾减灾工作提供重要的决策参考。季风槽和西北太平洋副热带高压是影响夏季台风活动的两个重要大气环流系统,但尚不清楚上述大尺度系统能否捕捉住区域性的大湾区台风活动变化。
我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队,利用台风最佳路径数据、大湾区气象站点数据、海温数据以及大气再分析数据,揭示了大尺度环流对大湾区台风年际活动的影响及机理。研究发现,大湾区台风年际频数与从东南亚至东北亚经向传播的Rossby波列密切相关,具体表现为季风槽和副热带高压的移动变化。在大湾区台风活跃年,季风槽在南海-菲律宾海区域增强和向西移动,以及副热带高压向东北收缩,导致华南沿岸的引导气流表现为东南风异常,有利于西北太平洋台风生成后向西北方向移动至大湾区。同时,季风槽和副热带高压的默契配置,加强了异常气旋式辐合环流的形成,通过显著的纬向风经向切变正异常、垂直上升运动异常以及正涡度异常,促进西北太平洋台风在靠近陆地的海域生成,从而增加了影响大湾区的概率。而在大湾区台风不活跃年,上述引导气流和台风生成条件则表现为相反的特征。进一步的统计诊断和数值模式实验证实,经向Rossby波列与西太平洋暖池上空异常对流活动所激发的Matsuno-Gill响应有关,且太平洋上拉尼娜型Walker环流和印度洋上季风增强型Walker环流的上升支维持了该对流活动。本研究强调了大尺度环流信号对区域性台风活动的调制作用,并给出热带关键海区对环流影响的物理解释,有利于提升对区域性台风活动气候研究的相关认识。
图1. 大尺度环流对粤港澳大湾区台风年际活动影响的机制示意图
研究成果于2022年10月在国际著名期刊Environmental Research Letters上发表,题目为“Large-scale atmospheric features favoring the tropical cyclone activity affecting the Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area of China”。中山大学大气科学学院博士生陈伟圳为文章的第一作者,实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队首席科学家杨崧教授为文章的通讯作者。该研究得到了南方海洋实验室创新团队科研建设经费、国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究重大项目、广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室经费的支持。
原文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac9744