哪些因素是驱动热带西太平洋中尺度对流的关键？

在热带地区，雷暴和降雨一般会随着季节变化，比如在夏、秋季就经常会遇到雷雨暴风等，而冬、春季则基本很少看到台风现象，这是为什么呢？我们都知道海水表面是与大气直接相接，夏秋季海水温度高，会影响区域的温度和湿度，从而为风暴和降水提供了条件。

虽然知道了海表温度是影响风暴降雨的关键因素，但是他们的走位却是比较随机，比较典型的就是台风，虽然有预测路径，但是路径也是预测了好几条，到底那一条能准确预测台风路径了，可能是都不准确，都是时刻在变化的，当然，大的预测方向基本是准确的。

这种随机是由于多种因素造成的，比如空气中的湿度，在不如不同高度风的变化情况，这些因素都可能让这些对流活动保持这种随机状态。除了这些以外，赤道波如罗斯贝波或开尔文波偶尔也会来参合一脚，这些赤道波向东或向西传播，也会影响这些对流活动的稳定，打乱对流活动的节奏。

为了探究海表温度、风切变和赤道波等对热带西太平洋地区中尺度流聚集和湿度变化的影响，研究使用了2016年10月至2019年12月期间的热带西太平洋地区的观测数据，这些数据包括柱湿度、降水和海面温度、云量和辐射等数据，通过多元分析，揭示热带西太平洋地区中尺度对流组织的季节性变化。

研究揭示了海表温度梯度、风切变和赤道波对热带西太平洋地区对流组织的季节性变化的驱动作用。在夏季和秋季，尽管辐射反馈会让对流聚集在一起，但由于空气中高密度的湿度源和风切变，会让对流保持了这种空间随机分布状态。而在冬季和春季，由于海表温度低，南北存在微弱的经向海表温度梯度，对流通常聚集在较暖的区域，并伴随着显著的经向湿度梯度。

而在冬季和春季，由于赤道波的作用，主要是罗斯贝波的西向传播，会暂时破坏对流的聚集状态，让对流迁移到较冷的海水区域，这时候，湿度分布会变得均匀，减少空间湿度变化，这种变化通常持续几天。在这期间，海表与柱湿度的关系会从正相关变成负相关，原本较暖的海水区域会变得干燥，而在较冷的海水区域则会出现对流风暴降水等现象。这种现象虽然短暂，但对局部的能量平衡有着显著影响。

研究发现，在聚集状态下，对流聚集会导致较大的空间湿度变化，局部的净辐射收支会增加5~10 W/m²，局部变得更热。而在冬春季，由于赤道波让对流迁移到较冷的海水区域，湿度分布会更加均匀，辐射收支的变化则取决于云量的变化，会带来更多的变数。

图：2016 年 10 月至 2019 年 12 月研究区域的 GPM IMERG 降水量（颜色）和向日葵 SST（轮廓）的年平均分布

SST 等值线从 301.75 K 开始，每 0.25 K 增加一次。矩形划定了三个研究区域，虚线表示主要关注的区域，另外两个次要区域用于检验结论的稳健性。

通过对热带西太平洋地区的研究，研究人员发现，对流组织的季节性变化主要由海表温度梯度、风切变和赤道波驱动。在夏季和秋季，对流通常更加随机，而在冬季和春季，对流通常聚集在较暖的海水区域，但赤道波的传播会暂时打破这种聚集状态，导致反转事件的发生。

参考文献：Adrian Mark Tompkins, Alejandro Casallas & Michie Vianca De Vera，Drivers of mesoscale convective aggregation and spatial humidity variability in the tropical western Pacific.  npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 69 (2025) ，doi：10.1038/s41612-024-00848-2