近日，我所科研人員首次揭示了感熱通量對(duì)于臺(tái)風(fēng)外雨帶演化的關(guān)鍵作用及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制，在臺(tái)風(fēng)動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，對(duì)理解臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)變化具有重要意義。相關(guān)研究結(jié)果以“Revisiting the Contributions of Surface Sensible and Latent Heat Fluxes to the Outer Spiral Rainbands of Tropical Cyclones”為題發(fā)表于國(guó)際地學(xué)TOP期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上，季冬博士為論文第一作者，喬方利研究員為通訊作者。該研究得到重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合支持。

外雨帶是繞著臺(tái)風(fēng)中心運(yùn)動(dòng)的雨云區(qū)，分布在臺(tái)風(fēng)外圍（2-3倍最大風(fēng)速半徑以外區(qū)域），可以向外延申數(shù)百公里，是臺(tái)風(fēng)的典型特征之一。外雨帶不僅對(duì)臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)變化具有十分重要的影響，其本身覆蓋的區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)降水。臺(tái)風(fēng)最大潛在強(qiáng)度（MPI）理論表明：海洋通過水汽輸送（潛熱通量）和熱量輸送（感熱通量）為臺(tái)風(fēng)發(fā)展提供能量，并且推斷單位能量的潛熱通量和感熱通量對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度具有相同的作用。由于感熱通量相比于潛熱通量小得多，因此以往的研究往往忽略感熱通量對(duì)臺(tái)風(fēng)的作用。對(duì)于海-氣通量如何影響臺(tái)風(fēng)外雨帶，以往的研究側(cè)重于強(qiáng)調(diào)潛熱通量（或焓通量）通過影響對(duì)流有效位能來影響外雨帶的發(fā)展。

本研究通過一系列臺(tái)風(fēng)敏感性數(shù)值實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)感熱通量對(duì)于臺(tái)風(fēng)外雨帶的發(fā)展具有不可忽視的作用，且臺(tái)風(fēng)外圍邊界層內(nèi)的位溫徑向梯度極大值在外雨帶的發(fā)展過程中扮演了關(guān)鍵角色。正的位溫徑向梯度極大值分布在冷池外邊緣，會(huì)形成負(fù)的氣壓徑向梯度從而產(chǎn)生向外的氣壓梯度力。在向外的氣壓梯度力與離心力的共同作用下，冷池內(nèi)邊緣產(chǎn)生出射流，出射流與冷池外的入射流碰撞導(dǎo)致空氣抬升進(jìn)而形成強(qiáng)的垂向?qū)α?。位溫徑向梯度的收支分析表明，位溫徑向平流?duì)于形成正的位溫徑向梯度極大值具有主導(dǎo)作用。如果移除外圍感熱通量，臺(tái)風(fēng)外圍的位溫會(huì)減小，導(dǎo)致在冷池外邊緣很難形成較大的位溫徑向梯度，從而抑制外雨帶的發(fā)展，進(jìn)而使臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度增加且尺度減小。

MPI理論推斷單位能量的潛熱通量和感熱通量對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度作用相同，本研究表明此結(jié)論只適用于臺(tái)風(fēng)內(nèi)核區(qū)域。在臺(tái)風(fēng)內(nèi)核以外區(qū)域，感熱通量和潛熱通量通過不同的途徑影響外雨帶的發(fā)展進(jìn)而影響臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)：潛熱通量影響對(duì)流有效位能，而感熱通量影響對(duì)流抬升過程。因此，臺(tái)風(fēng)外雨帶的感熱通量雖然較小，但其對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響非常重要。該研究為海-氣通量如何影響臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)提供了新的認(rèn)識(shí)。

圖（a）-(c)表示不同數(shù)值實(shí)驗(yàn)中降雨隨時(shí)間的演化，圖（d）-（f）表示不同實(shí)驗(yàn)中112米高度位溫隨時(shí)間的演化。紅色實(shí)線表示正的位溫徑向梯度分布，黑色細(xì)實(shí)線表示10米風(fēng)速分布，黑色粗實(shí)線表示10米最大風(fēng)速半徑。CTL是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，NOSH實(shí)驗(yàn)在臺(tái)風(fēng)外圍移除感熱通量，LH-SH實(shí)驗(yàn)在臺(tái)風(fēng)外圍減小潛熱通量，減小量等于感熱通量。 

論文鏈接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024JD041327