跨洋盆相互作用之副热带西风急流波列

jackiema

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安霞东等  海气风华  2025年08月25日

跨洋盆相互作用是进一步理解海洋和大气相互作用及其气候效应的重要前沿方向，其对东亚乃至全球气候变化的认识和预测具有重要意义。前人已揭示了多条北大西洋影响热带太平洋的大气和海洋通道。

近日，国际著名地学期刊Geophysical Research Letters在线报道了云南大学陈文教授团队关于大气波列引起跨洋盆相互作用的最新进展，该研究创新性地提出了一条北大西洋影响热带太平洋的新途径。论文第一作者为云南大学大气科学系青年教师安霞东，通讯作者为陈文教授，论文的合作者有中国海洋大学海洋与大气学院石剑副教授和罗永月博士生。

安霞东等2022年发表在Journal of Geophysical Research期刊上的论文基于EOF分离出了欧亚大陆同时存在南北两支Rossby波列和仅存在一支沿着副热带西风急流传播的波列的情况。这支沿着副热带西风急流传播的波列起源于北大西洋（图1）,其在东北太平洋向南传播，影响到该地区的海气耦合。具体表现为波列的中心H处的高空（如250 hPa）出现强的辐散，而在波列中心F和G之间的高空出现强的辐合，上述提到的辐散会促进赤道东太平洋上空垂直运动的发展，进而在对流层低层（如850 hPa）驱动出西风异常，这有利于厄尔尼诺型海温的发展。有意思的是1982、1997和2015年这三次超强厄尔尼诺期间均出现了类似波列，只是强度有所不同。这意味该波列对厄尔尼诺型海温异常特别是超强厄尔尼诺的发展可能具有重要影响。具体物理机制如图2所示。

图1 沿着副热带西风急流传播的波列，填色为250 hPa位势高度异常，箭头为波作用通量，A, B, ..., J表示波列的中心位置。

基于信息流技术和非绝热加热诊断等工具进一步地发现该副热带西风急流波列由北大西洋地区降雨释放的非绝热加热所激发，这一过程能被线性斜压模式LBM所复现（具体见原文图4）。而产生降雨的北大西洋气旋式异常则与北大西洋东西偶极子型海温异常对应的海温梯度有关。如果在通用地球系统模式CESM2的大气模块（CAM6）中添加如图2中的北大西洋偶极子型海温异常，则同样能够复现上述副热带西风急流波列，只是波列的强度和位置略微有差异（具体见原文附件）。总之，这些进一步的分析证实该副热带西风急流波列的形成与北大西洋海温异常有关，而其结果是影响赤道东太平洋ENSO型海温的发展，即该波列将赤道东太平洋海温与北大西洋海温联系了起来。

图2 北大西洋海温异常通过副热带西风急流波列影响赤道东太平洋海温异常的机制示意图。

本研究的结果进一步丰富了跨洋盆海气相互作用机制，对认识大洋相互作用具有重要指示意义。研究得到了云南省科技厅项目202505AB350001和202403AP140009，以及西南联合研究生院项目202302AP370003的资助。

论文的审稿人对本研究给出了较高评价，并对本文的价值进行了归纳，具体如下：

“The value of this study lies in its contributions to: (1) enhancing our understanding of extratropical inter-basin interactions, particularly between the North Atlantic and Pacific; (2) advancing knowledge of extratropical atmospheric wave dynamics, specifically the generation mechanism of the SWT; and (3) improving our understanding of how extratropical inter-basin interactions contribute to ENSO development.”

相关论文信息：

An, X., Chen, W., Shi, J., & Luo, Y. (2025). Subtropical jet wave train associated with North Atlantic SST contributes to ENSO-like anomalies. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL116621. IF: 4.6 Q1中科院2区, Top, Nature Index期刊

An, X., Chen, W., Fu, S., Hu, P., Li, C., & Sheng, L. (2022). Possible dynamic mechanisms of high- and low-latitude wave trains over Eurasia and their impacts on air pollution over the North China Plain in early winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2022JD036732. IF: 3.4 Q1中科院2区, Nature Index期刊