黑潮延伸区的海洋热浪如何影响极端降水?
海洋热浪等海洋现象和黑潮延伸大曲流等特定洋流行为会对区域环境深远影响,这些海洋特征可以通过改变大气环流等方式影响着区域极端降水等,2023年9月就发生了一起这样极端降水事件,当时与黑潮延伸大曲流相关的海洋热浪导致了极端降水事件。近日,一项新的研究探讨了这一现象的内在联系,为为未来的潜在研究方向提供见解。
海洋热浪和黑潮延伸
海洋热浪是指长时间的异常高海面温度,可持续数天至数月,并可能会导致广泛的生态和大气变化。海洋热浪期间海表温度的升高还会影响海洋与大气之间的热交换,从而影响大气环流,这些较暖的海水充当热源,为大气提供额外的水分,从而促进风暴的发展或增加降水强度。
关于海洋热浪的研究有很多,海洋热浪可以显著增加了热带气旋的强度和降水强度,海洋热浪区域的热通量的增加会增强区域大气对流,而导致更强的降水和风暴发展。
黑潮延伸是太平洋的主要西边界流,而黑潮延伸大曲流是指黑潮延伸发生显著振荡并形成大环流的现象,大曲流可以将暖水带到海面,改变周围地区的海面温度模式并引发大气环流的变化。
2021年的一项研究也探讨了黑潮延伸大曲流对日本夏季气候的影响,影响发现黑潮延伸体的大弯曲会导致海水表面温度异常升高,而海水表面温度异常升高会增强大气对流和改变锋面位置,增加了极端降水的风险。
新的研究发现
2023年9月8日,日本千叶县发生了创纪录的极端降水事件,部分地区日降水量超过391毫米,引发了洪水和山体滑坡等灾害。为了探究海洋热浪是否会影响极端降水的发生,黑潮延伸体大弯曲引起的海洋热浪又是如何通过大气过程从而影响降水。研究人员通过高分辨率云解析数值模拟实验,分析了海洋热浪对这一事件的影响。
研究发现,海洋热浪通过增强大气不稳定性并影响锋面的形成和位置导致了降水的增强,海洋热浪使千叶县东部地区的降水增加了约300毫米,占总降水量的70%。在降水事件的前期,海洋热浪通过增加海表热通量,形成了地表锋面并增强了大气不稳定性,从而促进了降水的增强;而在降水事件的后期,海洋热浪通过增暖陆地上的冷空气,影响了锋面的位置,进一步加剧了降水。
此外,黑潮延伸体大弯曲引起的海洋热浪通过影响大气不稳定性和锋面形成,显著增加了日本东部沿海地区的极端降水风险。
这项研究为理解海洋热浪对极端降水的影响提供了新的视角。研究也强调了这项研究结果不仅适用于日本,还可能对东北美国等地区具有参考意义,因为这些地区也存在类似的沿海锋面和海洋热浪现象。
思考
海洋热浪与极端降雨有关,但能否更准确地预测与海洋热浪相关的极端降水事件的发生?
参考文献:Hidetaka Hirata, Ryuichi Kawamura & Masami Nonaka ,Effects of a marine heatwave associated with the Kuroshio Extension large meander on extreme precipitation in September 2023. Scientific Reports volume 15, Article number: 5332 (2025) ,doi.s41598-025-88294-9