东亚夏季风和西北太平洋台风是影响东亚夏季降水的主要系统。东亚夏季风的时空变化影响着我国雨带的分布，也是引发极端洪涝灾害的主要背景场；热带气旋造成的极端降水、风暴潮等危害常给西太平洋沿岸国家和地区造成经济损失和人员伤亡。除了登陆台风的直接影响外，当台风与夏季风环流相互作用时，不仅会加强对沿海地区的影响，还可能在东亚内陆地区引起极端降水。例如在2023年夏季，受台风“杜苏芮”残余环流和副热带高压阻塞作用的影响，中国北方部分地区遭受了前所未有的洪灾。然而，过去的研究多将东亚夏季降水分为季风降水和台风降水，并未将东亚夏季降水明确分为上述三类特征具有显著差异的降水，且缺乏对其调制过程的归纳与阐述。识别和揭示这三类东亚夏季降水的年际变化机理，对提高我国夏季降水预报水平、做好防灾减灾具有重要的科学意义。
我系硕士生汪靖滢（第一作者）和吴志伟教授（通讯作者）的最新研究根据东亚区域季风和台风活动情况，将东亚夏季降水划分为不受台风影响的季风降水（纯季风降水）、在不活跃季风背景下的台风活动降水（纯台风降水）及季风-台风相互作用降水。在年际尺度上，纯季风降水高值年的典型环流特征为热带西太平洋反气旋异常，伴随季风槽和西北太平洋副热带高压（WNPSH）的西移；在纯台风降水高值年则相反，表现为西太平洋气旋异常以及季风槽和WNPSH的偏东（图1）。季风-台风相互作用降水高值年环流异常表现为位于菲律宾海盆的局地气旋异常。除三维水平环流外，研究还发现三类降水在热带西太平洋区域的垂直风切变（VWS）存在显著差异（图2）。在纯季风降水高值年，热带西太平洋VWS显著增强，在纯台风降水高值年则显著偏小，而在季风-台风相互作用高值年表现为轻微的减弱。上述差异表明VWS可以揭示不同降水类型的发生条件。
进一步分析表明，三类降水的年际变化存在不同的调制机制（图3）。中国近海海温正异常及ENSO负位相的发展引起西太平洋反气旋的延伸，是纯季风降水年际变化的主要驱动因子。纯台风降水高值年中的气旋异常则主要由发展中的厄尔尼诺激发。此外，前期春季海洋性大陆附近的热力异常是季风-台风相互作用降水的主要驱动因素，它通过引起局地Hadley环流和夏季海温冷异常导致菲律宾海盆局地异常气旋，从而影响季风-台风相互作用降水的分布。
这项研究从全新的角度对东亚夏季降水进行了分类，清晰地阐述了三类东亚夏季降水年际变化的物理图像及调制过程，发现除ENSO外的海温信号对不同类型降水的调制过程，以及垂直风切变的显著差异。这些发现对于深入理解东亚夏季风系统及东亚夏季降水过程具有重要的科学意义。相关文章已于2024年1月被《Climate Dynamics》接收。
论文信息：Jingying Wang and Zhiwei Wu*, 2024: Three Types of East Asian Summer Rainfall Associated with Monsoon Circulation and Tropical Cyclone Activities: Unique Features and Major Influential Factors. Climate Dynamics. DOI: 10.1007/s00382-024-07120-6.
图1 季风-台风相互作用降水高值年合成850 hPa流函数异常。打点区域表示变量通过置信水平为90%的Student’s-t检验。等值线为夏季气候态（棕色虚线）、纯季风降水（紫色实线）、纯台风降水（黄色实线）及季风-台风相互作用降水（绿色实线）高值年平均季风槽位置（以0.5 ×106 m2s-1流函数表示）。
图2 纯台风降水高值年垂直风切变（VWS）合成异常。棕色实线表示夏季气候态VWS。打点区域表示变量通过置信水平为90%的Student’s-t检验。
图3 从上到下依次为：纯季风降水、纯台风降及季风-台风相互作用降水的三维动力结构及海气背景场的物理图像。其中，天蓝色（红色）透明区域及"SST-"（"SST+"）代表冷（暖）海温异常区域；紫色（黄色）箭头及"A"（"C"）代表低层反气旋（气旋）异常；绿色实线表示三类降水高值年中的平均季风槽位置；红色实线代表三类降水高值年中平均WNPSH位置；深蓝色（深黄色）空心椭圆及"Con+"（"Con-"）表示对流增强（抑制）区域。灰色箭头代表垂直环流异常。
