在北半球夏季，由于欧亚大陆与印度洋之间强大的经向热力差异以及青藏高原的热力作用，在亚非热带对流层上层形成强东风带-热带东风急流(TEJ)。热带东风急流是亚–非夏季风系统的重要成员之一，其变动对热带和热带外地区的天气气候都有重要影响。除针对其强度变化开展了一系列研究外，近年来开始关注其中心位置的变化。目前有限的工作多针对 TEJ 中心位置在某月的变化或其在纬向和经向上的变动而展开，缺乏对 TEJ 中心位置变化的整体认识，尤其是其形成机制及其对亚–非季风区夏季降水的影响尚不清楚。

近日，我系黄思华博士后与温之平教授(通讯作者)合作，利用聚类分析方法揭示了热带东风急流中心位置的多样性特征及其成因。指出 TEJ 中心位置存在偏东模态、西北模态和西南模态三种典型模态，其对应的 TEJ 中心分别位于印度半岛南端、阿拉伯半岛东南侧和赤道西印度洋上空(图1)。这三种 TEJ 中心位置模态的发生频次有明显的月际和年际差异。

研究表明，热带纬向辐散环流异常和热带–热带外的经向温度梯度异常是引起 TEJ 位置变化的重要原因(图 2)。其中，上升/下沉支在印度洋引发的纬向辐散环流决定了东风急流中心位置的东–西摆动，而经向温度梯度则调控了东风急流中心位置的南–北变化。进一步分析发现，热带纬向辐散环流和热带-热带外经向温度梯度分别由热带地区非绝热加热的纬向不均匀分布和欧亚大陆与印度洋之间的海陆热力差异所致，反映了热带地区东–西向和热带–热带外之间南–北向热力对比对 TEJ 位置变化的重要作用。

文章还分析了 TEJ 位置变化对亚–非季风区夏季降水的影响，指出东风急流中心位置变化可以通过调控对流层高层散度场和次级垂直环流、或协同南亚高压和非洲东风急流等亚非季风系统成员影响季风降水。

上述研究成果清晰地揭示了 TEJ 中心位置变化的多样性、成因及影响，有助于加深人们对 TEJ 位置变动和机理的认识，也为理解亚–非夏季风降水变异提供新视角。相关文章已于2024 年 6 月在《Environmental Research Letters》上在线发表。该成果得到国家自然科学基金重点项目“对流层高层热带东风急流中心位置的变化及机制”(项目号：42030601)的资助。

图 1. 1979–2023 年 6–9 月 TEJ 的空间分布及中心位置所在经度和纬度的频次分布: (a–c)气候平均;(d–f)偏东模态;(g–i)西北模态;(j–l)西南模态。

图中黄色点表示每一个 TEJ 个例东风极值所在位置，等值线表示−12 m/s 等风速线，白色为气候平均，黑色分别对应不同位置模态的合成平均。图 d、g、j 右上角给出了每一种位置模态的个例数量和占比。

图 2. TEJ 中心位置不同模态对应的 200 hPa 纬向风异常(左)、200 hPa 速度势和辐散风异常(中)、200 hPa 位势高度和 500–200 hPa 平均温度异常(右)的空间分布: (a–c)偏东模态;(d–f)西北模态;(g–i)西南模态。

图中填色、矢量箭头以及加粗黑色等值线均通过 90%置信水平。图 a、d、g 中紫色等值线为 TEJ 在对应位置模态的平均空间分布，分别用 0、−12、−22 m/s 等风速线表示。图 b、e、h中蓝色矩形表示区域 10°S–25°N，50°–100°E，图 c、f、i中蓝色矩形分别表示区域30°–45°N，40°–100°E和0°–15°N，40°–100°E。