海陆热力差异对热带气旋能量源汇及其季节变化的调控
摘要
传统上认为热带气旋(TC)的活动受到海洋热能、垂直风切变、低层涡度、相对湿度以及适宜对流发展的条件的影响. 然而这些只是影响TC不同尺度变率的大气或海洋内部因素, 地球气候系统的能量平衡和再分配才是TC活动变化的根本原因. 海陆差异对气候系统能量平衡和再分配具有重要的调控作用. 本文试图探讨与其相联系的非绝热加热分布对TC活动的源汇及其季节变化的调控. 首先根据TC能量动态平衡关系, 用最佳路径资料定义了TC累积能量增长指数(<italic>AEI</italic>), 该指数可有效地描述TC能量源汇的分布及其季节变化特征. 进一步分析非绝热加热分布与TC能量源区的关系表明, 海陆热力差异是TC活动及其季节变化存在南北半球非对称和纬向非对称的主要原因. TC能量源汇区具有不同的非绝热加热性质, 源区以深对流加热或双主型(深对流加热和辐射冷却)加热为主, 汇区则以辐射冷却为主. 海陆热力差异所调控的大尺度非绝热加热分布决定了大洋西部比东部更有利于TC活动; 由于大洋纬向尺度不同, 其东、西部不同性质非绝热加热相互影响的程度不同, 导致西北太平洋和北大西洋的TC活动存在差异; 而热带的纬向非对称非绝热加热分布决定了有利TC活动的赤道西风和反气旋式水平风垂直切变分布, 使西北太平洋成为TC最活跃的区域. 大尺度非绝热加热的变化也使得不同洋区的TC能量源汇具有不同的季节变化特征: 西北太平洋和南印度洋及西南太平洋的TC能量具有相似的经向季节进退特征, 其中尤以西北太平洋最典型; 东太平洋因受大陆西岸辐射冷却的调控能量源汇区以西进东退为主; 北大西洋的TC能量源区的季节变化在大洋东部辐射冷却与西部深对流加热的协同作用下表现为分片出现再融合的过程; 而北印度洋区的TC活动则因次大陆尺度海陆热力差异调控下区域大尺度环流的变化而形成双峰季节特征. 因此而言, TC活动不仅仅涉及海气两大圈层, 它与气候系统多圈层相互作用是紧密联系在一起的.