【应景重读】 “巴威”之外，复旦最新研究揭示全球变暖如何通过“高空急流”遥控未来台风

推荐语：

“巴威”今天正式离境，余威仍存。让我们把目光投向更远的未来。同样是全球变暖，为何有的研究说未来西北太平洋台风会增多，有的却持相反意见？

今日推荐复旦大学占瑞芬教授团队的最新研究成果。他们发现，答案的关键，可能不在海面，而在于高空一根常被忽视的“风弦”——热带东风急流。

• 同样是全球变暖，海温增暖的空间格局不同，热带东风急流的响应也会不同。
• 厄尔尼诺型增暖会削弱印度洋和西太平洋两个区域的热带东风急流；拉尼娜型增暖则使西太平洋急流增强、印度洋急流减弱。
• 热带东风急流变化通过调节垂直风切变、上层辐散和大尺度上升运动，改变北印度洋和西北太平洋未来台风活动的有利环境。

编辑推荐

不是所有变暖都一样：谁在拨动未来台风的“高空风弦”？

——热带东风急流对不同全球变暖型的响应及其对未来台风活动的启示

全球变暖会让未来热带气旋（西北太平洋俗称台风）如何变化？答案并不只是“海水变暖，所以台风更容易生成”这么简单。真正关键的问题是：海水究竟在哪里变暖得更快？不同的海温图像，就像给热带大气按下了不同的“遥控按钮”，会通过改变对流加热和Walker环流，进一步影响高空风场、垂直风切变等台风生成环境。

在这套复杂的气候“传动系统”中，热带东风急流扮演着一个关键但常被忽视的角色。它位于热带上对流层，像一条横贯印度洋—西太平洋上空的“高空通道”：在西太平洋，其入口区北侧的上层辐散和上升运动有利于热带气旋生成；而在北印度洋，较弱的东风急流又可能通过减小垂直风切变，为强热带气旋发展创造更有利条件。本文正是围绕这一关键问题展开：不同全球变暖型会怎样重塑热带东风急流？这种变化又将如何影响未来热带气旋活动？ 复旦大学占瑞芬教授课题组及其合作者利用高分辨率大气模式和一系列海温增暖敏感性试验发现，全球变暖不同增暖型会引发截然不同的高空急流响应，并由此改变印度洋和西北太平洋热带气旋活动的潜在环境。这一发现为理解未来区域台风风险提供了一个新的动力学视角。

从“会不会有更多台风”到“在哪里变暖”

海洋整体在变暖，但变暖并不是一张均匀铺开的“热毯”。有些海区升温更快，有些海区升温相对较慢，由此形成不同的海表温度增暖型，并进一步改变热带大气环流。换句话说，未来台风风险不仅取决于“升温多少”，也取决于“哪里升温更快”。

比较有代表性的增暖型有厄尔尼诺型增暖和拉尼娜型增暖（图1）。这里的“厄尔尼诺型增暖”和“拉尼娜型增暖”并不是指某一次厄尔尼诺或拉尼娜事件，而是指长期全球变暖背景下，热带海温增暖的空间分布与厄尔尼诺或拉尼娜类似：前者表现为中东太平洋相对增暖更明显，后者表现为中太平洋相对其他热带海洋增暖较慢。两种增暖型都可能出现在气候模式中，而最近几十年全球海温的增暖型则表现出拉尼娜型增暖。

图1 两类全球增暖型示意图：厄尔尼诺型增暖（a）与拉尼娜型增暖（b）。

高空的一根“风弦”：热带东风急流

本研究关注的主角是热带东风急流（Tropical Easterly Jet, TEJ）。它位于对流层上部，通常出现在150–200 hPa附近，夏季从北印度洋一带延伸到西太平洋上空。可以把它想象成热带高空的一根“风弦”：它的位置和强弱一旦改变，下方大气的上升运动、低层辐合、垂直风切变以及台风形成所需的“排风条件”都会随之变化。

以往研究已表明，西太平洋热带东风急流（WP_TEJ；0°–10°N, 110°–150°E）处于北印度洋-西太平洋热带东风急流入口区，与西北太平洋热带气旋生成频数存在显著联系：较强的西太平洋热带东风急流有利于其北侧出现上层辐散和上升运动，从而为热带气旋生成提供更有利的动力环境。北印度洋则略有不同，其东风急流主要位于急流核心区域，较弱的印度洋热带东风急流（IO_TEJ）可减小东风垂直风切变，使环境更有利于北印度洋强热带气旋发展。因此，热带东风急流既像“高空排风口”，也像连接海温、对流和台风活动的一条动力纽带。

图2 热带东风急流示意图。红色箭头为急流核。IO_TEJ为北印度洋上空TEJ，WP_TEJ为西太平洋上空TEJ。

研究怎么做：让模式分别“感受”两种增暖型

研究团队采用约50 km水平分辨率的高分辨率大气环流模式HIRAM-C180，设计了控制试验、厄尔尼诺型增暖试验（GWEL）和拉尼娜型增暖试验（GWLA）。该试验设计可视为一种基于假全球变暖（pseudo-global-warming, PGW）思想的敏感性试验，即在相同的1990–2009年海温年际变化背景上，分别叠加不同空间结构的长期海温增暖异常，使模式分别“感受”厄尔尼诺型和拉尼娜型增暖背景。这样既保留了历史时期ENSO相关的年际变化特征，又能将不同试验之间的差异主要归因于增暖空间格局本身，而不是某一年内部天气噪声或年际差异的偶然影响。

进一步地，团队还开展了“分盆地”试验：分别只让印度洋、太平洋或大西洋增暖，以追踪不同海盆对热带东风急流变化的相对贡献。这就像把一支交响乐拆成不同声部来听，看看究竟是哪一个海盆在主导这根高空“风弦”的变化。

主要发现：同样变暖，急流却走向不同

结果显示，厄尔尼诺型增暖会使印度洋和西太平洋上空的热带东风急流同时减弱。在定量上，西太平洋热带东风急流减弱约24.7%，印度洋热带东风急流减弱约12.3%。其物理图像是：中东太平洋等区域对流加热增强，使Walker环流减弱并发生东移，在印度洋和西太平洋上空产生偏西风异常，从而抵消原有的高空东风。

但在拉尼娜型增暖下，故事变得更为复杂。西太平洋附近的高空东风反而增强，西太平洋热带东风急流增强约4.1%；而印度洋区域平均来看，印度洋热带东风急流仍减弱约6.0%。这是因为对流加热和上层辐散中心的位置向西调整，使太平洋Walker环流相对增强，西太平洋上空更容易出现东风异常；但这一影响并未均匀延伸到整个印度洋区域。

分盆地试验进一步揭示了一个关键事实：印度洋增暖主要控制西太平洋热带东风急流变化，太平洋增暖则对印度洋热带东风急流变化影响最强；大西洋增暖也会通过遥相关对两个急流产生次级影响。这说明，未来热带环流变化不能只看某一个海区，更要看热带海洋之间的“相对升温差”。

图3 不同增暖型通过调节热带东风急流、垂直风切变和上层辐散/辐合，影响北印度洋和西北太平洋热带气旋活动的示意图。厄尔尼诺型增暖（a）与拉尼娜型增暖（b）。150 hPa上蓝色粗虚线箭头表示未来TEJ减弱，红色粗虚线箭头表示热带东风急流增强。

对未来热带气旋意味着什么？

对北印度洋而言，两类增暖型都倾向于削弱印度洋热带东风急流。由于该区域热带气旋活动对垂直风切变非常敏感，印度洋热带东风急流减弱会降低东风垂直风切变，使环境更有利于热带气旋在夏季风季节生成，特别是较强热带气旋的发展。

对西北太平洋而言，结论则取决于增暖型。厄尔尼诺型增暖下，西太平洋热带东风急流减弱，上层辐散和大尺度上升运动减弱，倾向于抑制西北太平洋热带气旋生成；拉尼娜型增暖下，西太平洋热带东风急流增强，上层辐散和上升运动增强，反而有利于更多热带气旋生成。这也解释了为什么不同研究、不同模式会对未来区域热带气旋风险给出不完全一致的结果：它们背后的海温增暖型可能并不相同。

需要强调的是，本研究并不是简单地“数未来会有多少个台风”。团队更关注控制热带气旋生成的关键环境因子，如热带东风急流、垂直风切变、上层辐散和大尺度上升运动，并借助动力生成潜势指数进行诊断。这样的过程导向方法，有助于减少单纯依赖模式显式生成热带气旋所带来的不确定性，也能更清楚地解释“为什么某些区域风险可能增加，而另一些区域可能减小”。

为什么这项研究重要？

近年来，关于热带海温增暖型的研究不断提示：观测与模式对热带太平洋未来增暖格局仍存在显著分歧，而这种分歧会直接影响热带气旋活动的区域预估。新研究从高空急流这一动力环节切入，指出“增暖型—对流加热—Walker环流—热带东风急流—热带气旋环境”之间存在清晰的物理链条。

这意味着，未来的台风/热带气旋风险评估不应只给出一个全球平均升温下的答案，而应更多采用增暖型约束的情景投影：在不同海温空间格局下，分别评估区域环流和热带气旋环境的响应。对于季节预测、气候风险评估和沿海防灾减灾而言，这种思路能够提供更具区域针对性的科学依据。

同样是变暖，未来的热带大气并不会奏响同一首旋律。海洋在哪里升温更快，决定了对流在哪里加强，Walker环流如何调整，也决定了高空那根“风弦”如何被拨动。理解这根风弦，正是理解未来台风风险变化的重要一步。

引用本文:

Zhan, R. F., J. W. Zhao, Y. Wang, M. R. Xu, H. Wang, 2026: Response of tropical easterly jet to different global warming patterns and implications for future tropical cyclone activity, Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-026-5865-3

下载本文:

https://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-026-5865-3

延伸阅读:

1. Xu, M., R. Zhan, J. Zhao, Y. Wang, and H. Wang, 2026: Modulation of ENSO–Tropical Cyclone Genesis Frequency Relationship by Sea Surface Warming of Different Spatial Patterns. Journal of Climate, 39, 847–858.
2. Wang, Y. Q., M. Satoh, R. F. Zhan, J. W. Zhao, and S.-P. Xie, 2025: Tropical Sea Surface Warming Patterns and Tropical Cyclone Activity: A Review. Advances in Atmospheric Sciences, 42, 1996–2017.
3. Zhan, R. F., Y. Q. Wang, and Y. H. Ding, 2022: Impact of the Western Pacific Tropical Easterly Jet on Tropical Cyclone Genesis Frequency over the Western North Pacific. Advances in Atmospheric Sciences, 39, 235–248.

论文主要作者介绍:

占瑞芬

复旦大学大气与海洋科学系教授，博士生导师。

主要从事台风天气与气候机理、气候变化归因等方面的研究，尤其在台风短期气候预测机理及台风快速加强多尺度变化机制方面取得了一系列创新性成果。在Science Advances、Journal of Climate等期刊发表SCI论文 80 余篇。

赵久伟

南京信息工程大学大气科学学院副教授，硕士生导师。

主要从事台风气候动力学和高分辨率数值模拟等方面的研究，特别在气候内部变率和外强迫对台风长期变化的影响研究上取得了一系列创新性成果。以第一/通讯作者在Nature Communications、Science Advances等期刊发表SCI论文近30篇。

Yuqing Wang

美国夏威夷大学终身教授和国际太平洋研究中心资深研究员，博导。

多年从事热带气象和区域气候研究，是国际知名的热带气旋（台风）和数值预报模式专家，尤其在台风动力学和区域气候模式研发和应用等方面取得了具有国际影响力的研究成果，发表SCI高质量论文260余篇。

许明瑞

复旦大学大气与海洋科学系博士研究生。

主要从事热带气旋气候学方面的研究。以第一作者在Journal of Climate和Environmental Research Letter期刊发表SCI论文2篇。

排版：朱羿洁

编辑：金玲、石傲兰

大气科学进展AAS

大气科学进展

《大气科学进展(英)》(Advances in Atmospheric Sciences，简称AAS)—中国大气科学领域学术水平最高的英文期刊之一，1984年创刊，1999年被SCI收录。最新影响因子5，JCR分区表一区。入选中国科技期刊卓越行动计划一期梯队项目、二期领军项目。

《大气科学进展》致力于发表大气动力学、大气物理、大气化学及包含大气的耦合地球系统过程研究的原创性前沿研究成果。本刊发表文章类型包括：研究论文、快报、评论与回复、数据论文、新闻与观点（研究亮点、项目进展、会议报道）、综述及展望。

AAS由国际气象学和大气科学协会（IAMAS）中国委员会、中国科学院大气物理研究所、中国气象学会主办，由Springer和科学出版社共同出版，是国际IAMAS的唯一合作期刊。来自10个国家和地区的110多位优秀科学家编委全程监督审稿过程。

更多信息，欢迎登录AAS官方网站了解：

https://www.iapjournals.ac.cn/aas/

END

声明：欢迎转载、转发。气象学家公众号转载信息旨在传播交流，其内容由作者负责，不代表本号观点。文中部分图片来源于网络，如涉及内容、版权和其他问题，请联系小编处理。