近日，依托我所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室在海表温度空间异质性调制台风发展过程和机制的研究上取得新进展。研究结果以“Influence of Spatial Heterogeneity in Sea Surface Temperature on Tropical Cyclone Intensity Over the Western North Pacific”为题发表于自然指数期刊、国际地学TOP期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上。

我国是世界深受台风影响的国家之一。台风作为一个热动力系统，海洋对台风的响应和调制机制是当前海洋与大气科学研究的前沿问题。由于受太阳辐射和中尺度过程等因素影响，海表温度（SST）的空间异质性特征显著，并通过局地海气相互作用，对台风的强度产生影响。目前，台风强度预报的统计动力模型多基于空间均质性假定，利用台风中心SST等因素进行回归预测，而忽视了SST空间异质性对台风环流结构和发展过程的重要影响。本研究基于观测数据确定了2种台风下垫面SST的空间异质性模态及其对台风发展的影响：促进台风发展的暖核模态（WCP）和抑制台风发展的极向冷却模态（PDP）。

图1 台风下垫面SST空间异质性的统计平均结果：台风中心SST (a) <26.3°C，(b) 26.3–27.3°C，(c) 27.3–28.3°C，(d) 28.3–29.3°C，(e) 29.3–30.3°C，以及(f) >30.3°C。（等值线填色图表示SST与台风中心SST之差，a–d为极向冷却模态，e–f为暖核模态）

数值实验结果表明，SST空间异质性导致的台风强度变化量与台风中心SST改变1°C引起的强度变化量相当。WCP增强了台风次级环流，增加了台风的能量获取，促进了台风的增强。相反，PDP引起了这些过程的反相变化，抑制了台风的发展。

图2 SST的空间异质性影响台风强度变化的示意图：(a)极向冷却模态的抑制作用，(b)暖核模态的强化作用

该研究揭示了SST空间异质性在调制台风强度变化过程中的重要作用，标志着我所在上层海洋热结构空间异质性与台风相互作用研究取得了新的进展。研究结果对于完善对上层海洋调制台风强度变化的科学认知具有重要意义，为进一步改进台风强度预报统计动力模型、突破台风强度预报瓶颈的难题提供了全新的视角。

我所物理海洋室孙佳副研究员为论文第一作者，合作者包括我所联合培养博士生靳姗姗、鞠霞博士、胡筱敏高级工程师，海洋二所何海伦副研究员、丁睿彬副研究员，浙江大学熊学军教授为论文的共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金等项目的资助。

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https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JD038971