引词   厄尔尼诺     副热带高压   西太平洋暖池    障碍层   海气相互作用   台风生成     高温热浪   极端降水   西边界流    黑潮   复合灾害  风险安全

引子         今年华北雨季于7月5日开始，较常年偏早13天，结束时间较常年偏晚16天。雨季持续时间较常年偏长29天，与1973年、2021年并列，成为1961年以来持续时间最长的雨季；雨季累计降水量达356.6毫米，较常年平均值偏多161.1%，创1961年以来历史新高。从空间分布看，北京、天津北部、河北西北部、山西北部和内蒙古西南部等地降水偏多1倍至2倍，仅河北西南部、山西西南部局部地区降水偏少。在气温方面，监测区大部气温较常年同期偏高，平均气温达24.8℃，位列1961年以来历史第四位。同时，今年8月期间，副高异常北抬停滞，与华北高温暴雨这两者背后有着密切关联，并涉及复杂的海洋-大气动力学过程。而理解海气相互作用如何影响区域气候异常是重要的切入点。

切入：     西太平洋障碍层扩张对副高异常及中国东部极端天气影响研究

      在厄尔尼诺事件发展期，热带西太平洋通常伴随降水减少和海表盐度升高。但当厄尔尼诺消退时，伴随大气环流的调整，对流活动和降水会重新在西太平洋增强。丰富的降水会稀释表层海水，直接导致SSS降低。厄尔尼诺事件若较强，其消退后这种“水文反弹”效应可能尤为显著。同时，ENSO事件会影响太平洋的大尺度环流。黑潮径流量和路径存在年际和年代际振荡。其变异可能会改变其携带水团的属性以及与周围水的混合，从而影响其源区的SSS。事件消退期，北赤道流（NEC）的分支、黑潮本身以及中纬度的低盐水团入侵等因素可能发生改变，向区域平流输送更多的低盐海水。

       由此，厄尔尼诺事件消退，导致西太平洋暖池及黑潮源区降水增多和/或低盐水平流加强，引起SSS大面积偏低。SSS下降促使障碍层增厚扩张：表层海水淡化， stratification 增强，混合层变浅。如果其下的温跃层没有同步变浅（甚至可能因海洋动力过程而加深），就会导致障碍层显著增厚和范围扩大。增厚的障碍层像毯子一样覆盖在暖池和黑潮源区之上，抑制了海洋下层热量向上混合层的输送，从而减少了海洋向大气供给的能量（特别是潜热通量）。

      海洋向大气输送的能量减少，可能会削弱局地对流活动，但此过程复杂。更关键的是，这种海气热通量的异常会改变大气边界层的热力结构，进而影响副热带高压系统的强度和形态。副高作为一个深厚的暖性高压，其维持和增强需要持续的能量供给。如果其“能量源区”（西太平洋暖池和黑潮区域）的海洋热量输送效率降低，可能会迫使副高进行动态调整，例如其脊线位置、西伸点和强度可能会发生变异，以寻求新的平衡。副高的异常调整（如今年表现为强度偏强、北抬提前且稳定维持），会改变大型环流格局。其西侧和北侧的西南暖湿气流更强盛，并与北方的冷空气更持续地在华北等地交汇，从而导致持续性高温（副高控制下）和强降水（副高边缘）。

       需要注意的是，海洋和气候系统的变化发生在全球变暖的年代际背景下。暖池也在持续增暖扩张，黑潮变异也可能存在长期趋势。这些背景信号可能调制了年际信号（如ENSO）的表现和影响，使得极端事件更易发生。因此，有必要将海洋水文异常（SSS）与大气环流异常（副高） through 海洋层结（障碍层）和海气通量过程联系起来，这体现了海洋过程在气候变异中的关键作用。而西太平洋障碍层显著扩张，改变了关键海区的海气相互作用模态。障碍层抑制了海洋向大气的能量输送，这种强迫作用可能参与了今夏副高异常北抬并停滞的调整过程，从而引发华北极端高温和暴雨事件。

反割：     西太平洋台风生成依赖与障碍层阻碍

 总体而言，障碍层（Barrier Layer, BL）对台风（或称热带气旋，TC）的生成、 intensification （增强）和强度有着复杂而深远的影响。它主要通过调控海洋上层热力结构来施加作用。台风生成于海洋，其能量主要来源于海洋通过蒸发提供的潜热。海表温度（SST）高于26.5°C被认为是台风生成的首要条件，但SST只是一个表面指标。海洋上层的热含量（OHC，Ocean Heat Content）和能量的可用性更为关键。障碍层在此过程中扮演了“能量库”和“稳定器”的双重角色。

 台风过境时，强烈的风应力会导致海洋混合层（Mixed Layer） 加深。混合层下的海水通常更冷，这种垂直混合会将冷水上翻到表面，导致海表温度显著下降（称为“冷尾流”或“冷 wake”）。SST的降低会急剧减少海洋向台风提供的潜热通量，从而抑制甚至终止台风的增强，导致“自我衰减”。 障碍层是低盐度的暖水覆盖在高盐度的冷水之上，形成了非常稳定的盐度分层。这种稳定性像一道物理屏障，有效地抑制了风应力引起的垂直混合。混合层深度（MLD）很难穿透深厚的障碍层。台风无法将温跃层以下的冷水混合上来。SST的下降非常有限（通常小于1°C），而没有障碍层的海域SST可能下降3-6°C。在台风过境后甚至过境期间，海洋仍然能维持较高的SST，持续为台风提供巨大的潜热能量，支持其增强或维持其强度。在存在厚障碍层的海域，台风更有可能达到并维持其潜在最大强度（Potential Intensity），甚至出现快速增强（Rapid Intensification, RI）。而障碍层异常扩张的海域，其海洋条件将变得异常有利于台风发展。这可能导致台风季的生成位置向西北方向偏移，更靠近菲律宾以东和台湾东南部的海域。且强度更强，快速增强（RI）事件更多。 在这些海域生成的台风，从生命初期就能获得持续而充沛的海洋能量供给。因此，台风季中出现强台风、超强台风的比例可能增加，且快速增强（RI）现象可能更加频繁和显著。台风生成位置的偏移自然会影响其移动路径。更多在西北太平洋西部生成的台风，其西行进入南海或北上影响东亚大陆（中国、日本、朝鲜半岛）的可能性会增加。而副高异常北抬，会为台风的西向移动留下通道（副高南侧）。同时，副高边缘强烈的西南气流为台风提供了充沛的水汽输送。“高能量海洋”（障碍层扩张）和“有利的大气引导流”（副高异常）相结合，可能使得台风季的威胁性显著增大。值得密切关注。

 障碍层作为台风能量循环中至关重要的 “放大器”和“稳定器” 。它虽然通过抑制海洋冷却、保存上层热含量，为台风的发展提供更优越的温床，并为其增强，特别是快速增强（RI），提供了近乎理想的条件。但是，故事远非如此简单，障碍层为已生成的台风提供巨大的能量支持（促进）同时，也能在初始阶段抑制台风的生成（阻碍）。在平静的天气条件下（台风生成前），障碍层的存在实际上会抑制日常的海气交换。一方面，障碍层稳定了上层海洋，抑制了风力驱动下的垂直混合和夹卷过程。这不仅抑制了冷水的上翻，同样也抑制了营养盐、气体和能量的垂直交换。这种“屏蔽效应”可能导致在微风条件下，障碍层区域的潜热和感热通量反而略低于无障碍层区域。海洋释放的潜热和感热是驱动大气对流的关键。低层大气的加热和湿润程度降低。这可能导致低层大气变得相对更稳定，从而抑制了深对流的发生和发展。障碍层维持的高SST可能是一种“虚高”。 SST的“虚高”背景下，因其下的热量被“锁住”，大气在天气尺度时间上无法有效提取这些能量，导致海气耦合程度降低。台风生成需要有组织、持续发展的深对流。一个因海气通量减弱而相对稳定的大气环境，不利于对流活动的组织和加强，从而可能延迟或阻碍热带扰动发展为台风。反之它可能要求有更强的大尺度强迫（如更强的低层涡度、更有利的高空流出）来触发对流，从而也提高了台风生成阈值的“门槛”。 由于障碍层这把“双刃剑”最终的综合效应，今年夏季，西太平洋暖池扩大的障碍层会让一些微弱的热带扰动更难组织起来，导致台风生成总数略有减少或生成时间推迟。

弦方：     西太平洋障碍层扩张之于边缘海海洋热浪与极端海平面复合致灾

（待续...）

附记  海洋环境梯度论层化说气候灾害复合风险与安全治理