近日，我所科研人员首次揭示了感热通量对于台风外雨带演化的关键作用及其动力学机制，在台风动力学研究领域取得新进展，对理解台风强度和结构变化具有重要意义。相关研究结果以“Revisiting the Contributions of Surface Sensible and Latent Heat Fluxes to the Outer Spiral Rainbands of Tropical Cyclones”为题发表于国际地学TOP期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上，季冬博士为论文第一作者，乔方利研究员为通讯作者。该研究得到重点研发专项、国家自然科学基金等项目的联合支持。

外雨带是绕着台风中心运动的雨云区，分布在台风外围（2-3倍最大风速半径以外区域），可以向外延申数百公里，是台风的典型特征之一。外雨带不仅对台风的强度和结构变化具有十分重要的影响，其本身覆盖的区域也会出现强降水。台风最大潜在强度（MPI）理论表明：海洋通过水汽输送（潜热通量）和热量输送（感热通量）为台风发展提供能量，并且推断单位能量的潜热通量和感热通量对台风强度具有相同的作用。由于感热通量相比于潜热通量小得多，因此以往的研究往往忽略感热通量对台风的作用。对于海-气通量如何影响台风外雨带，以往的研究侧重于强调潜热通量（或焓通量）通过影响对流有效位能来影响外雨带的发展。

本研究通过一系列台风敏感性数值实验，发现感热通量对于台风外雨带的发展具有不可忽视的作用，且台风外围边界层内的位温径向梯度极大值在外雨带的发展过程中扮演了关键角色。正的位温径向梯度极大值分布在冷池外边缘，会形成负的气压径向梯度从而产生向外的气压梯度力。在向外的气压梯度力与离心力的共同作用下，冷池内边缘产生出射流，出射流与冷池外的入射流碰撞导致空气抬升进而形成强的垂向对流。位温径向梯度的收支分析表明，位温径向平流对于形成正的位温径向梯度极大值具有主导作用。如果移除外围感热通量，台风外围的位温会减小，导致在冷池外边缘很难形成较大的位温径向梯度，从而抑制外雨带的发展，进而使台风强度增加且尺度减小。

MPI理论推断单位能量的潜热通量和感热通量对台风强度作用相同，本研究表明此结论只适用于台风内核区域。在台风内核以外区域，感热通量和潜热通量通过不同的途径影响外雨带的发展进而影响台风强度和结构：潜热通量影响对流有效位能，而感热通量影响对流抬升过程。因此，台风外雨带的感热通量虽然较小，但其对台风的影响非常重要。该研究为海-气通量如何影响台风强度和结构提供了新的认识。

图（a）-(c)表示不同数值实验中降雨随时间的演化，图（d）-（f）表示不同实验中112米高度位温随时间的演化。红色实线表示正的位温径向梯度分布，黑色细实线表示10米风速分布，黑色粗实线表示10米最大风速半径。CTL是对照实验，NOSH实验在台风外围移除感热通量，LH-SH实验在台风外围减小潜热通量，减小量等于感热通量。 

论文链接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024JD041327