夏季风期间孟加拉湾上空的低空急流对南亚地区夜间降水起着至关重要的作用。以往的研究主要关注低空急流强度的日变化(早上达到最强),而忽略了其位置的日变化。本研究首次提出了该低空急流在日内尺度上具有离岸传播的特征,即其急流核心在午夜从印度东海岸出发,到下午抵达孟加拉湾中部,东移600公里左右(图1)。
图 1 季风低空急流的日变化离岸传播及其风场日变化扰动(6-8月)。925 hPa风速(色彩阴影,以米每秒[ms-1]表示)和风向(白色箭头)的日变化,以及925 hPa风日偏差的大小(蓝色等值线,大于2ms-1,间隔为0.5ms-1)和方向(黑色箭头)。白色虚线箭头表示孟加拉湾上空季风低空急流日变化的离岸传播。
低空急流位置的离岸传播特征与全球普遍发现的降水离岸传播特征有相似之处(Fang and Du 2022, Nature communications)。其主要驱动机制为海陆热力差异日变化激发的惯性重力波。采用考虑背景风和摩擦效应的线性海陆风理论模型能较好地捕捉其传播速度和相位。其中上游背景西风对低空急流的远距离传播具有重要作用,不然传播距离只能局限在海岸附近。
图 2 季风低空急流离岸传播的概念模型,其机制主要受到由陆地和海洋之间的昼夜温差引发的惯性重力波的驱动。(a) 午夜时,西南风急流位于靠近海岸的位置,此时西南风日偏差位于近海岸。(b) 早上,急流东移并加强,因为惯性重力波传播到东部导致西南风日偏差东移。(c) 下午时,急流继续向离岸方向移动,但强度减弱。
该研究为了解低空急流在夏季季风中的活动提供了更全面的角度,加深了对季风环流的理解,有助于研究急流与降水耦合过程。研究成果于2023年10月在国际著名期刊Geophysical Research Letters上发表,题目为“Offshore Migration of Summer Monsoon Low-Level Jet on a Diurnal Scale”。我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队核心成员杜宇教授为文章第一作者和通讯作者(独作)。该研究得到了南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1029/2023GL103840