秋季向东亚低纬地区流动的冷空气通量与多种时间尺度热带扰动的联系

伴随东亚冬季风在秋季的建立和发展, 不断有冷空气团向南流入低纬地区, 实现跨纬度的质量和热量交换. 进入低纬地区的冷空气可能与不同时间尺度的热带大气海洋系统扰动存在联系, 形成复杂的多尺度变化. 本文利用冷空气的等熵分析方法, 定量描写秋季进入东亚低纬地区的冷空气通量的长期变化特征, 进一步探究其与多种时间尺度热带扰动的关系. 结果表明, 流入东亚低纬地区的冷空气团在年代际上呈现出20世纪60~70年代增多, 20世纪80年代到21世纪初明显减少, 近年来又有所反弹的长期变化. 冷空气年际变化的振幅与年代际相当, 并具有明显的变化特征. 不同于冬季冷空气变化由中高纬地区的强迫主导, 秋季冷空气向南通量的年际变化与经向型西风带波列和多种时间尺度的热带大气海洋系统扰动有更密切的联系. 在年际尺度上, 偏强的秋季冷空气常伴随厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的冷位相. ENSO可能通过调节海洋性大陆的热带对流和激发向极波列, 对冷空气的经向流动产生影响. 冷空气通量的年际变化还与热带大气季节内振荡(MJO)和天气尺度热带气旋存在密切关系. 冷空气流量在MJO的8个位相下存在非均匀性, 冷空气倾向于在海洋性大陆对流活跃的MJO湿位相时南下. 偏强冷空气通量的反馈则可进一步导致MJO降水偏南并增强. 此外, 天气尺度的南海热带气旋活动也有利于冷空气南下和极端流量事件的增加, 两者相互作用可造成热带气旋降水的不对称分布. 上述三种时间尺度的热带大气海洋系统扰动共同解释了秋季冷空气通量年际变化的44.2%方差. 研究结果促进认识冷空气与多种时间尺度热带扰动的联系和反馈, 阐明区域天气事件与气候变化的交叉连接, 也为探究秋季极端天气气候机理提供新视角.