近日，Journal of Geophysical Research: Atmospheres在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Impact of Foehn Clearance Effect on the Formation of Spring Warm Pool in the South China Sea”（焚风清除效应对南海春季暖池形成的影响研究）。该成果第一作者为海洋与大气学院在读博士研究生李自如，通讯作者为学院高山红教授，合作者为于晓林副教授。
南海春季暖池（Spring Warm Pool，简称SWP）是在晚春季节出现在吕宋岛西侧的海温达到30 ℃左右的暖水团（图1a）。刘秦玉教授于2009年通过尾流效应（wake effect）来解释南海春季暖池的形成机制：平均海拔在1000 m以上的吕宋岛地形对东北向的南海冬季风的阻挡作用，导致吕宋岛西侧形成了风速较弱的尾流区（图1b），尾流区内海面潜热释放减少而使海温相对较高。然而，吕宋岛地形强迫导致的另一个效应——焚风清除效应（foehn clearance effect）也常在吕宋岛西侧观察到，在卫星云图上表现为山脉背风侧几百公里范围的无云区（图1c）。本研究认为焚风清除效应引起的吕宋岛西侧的云量大幅减少，会导致该海域接收的太阳短波辐射显著增加，从而促进南海春季暖池的形成。
通过对2011−2020年吕宋岛焚风事件进行判别和统计，借助海洋上混合层热收支分析研究焚风清除效应对南海春季暖池形成影响的定量分析与敏感性评估。在南海冬季风盛行期间，吕宋岛焚风的月平均发生日数占比在60%以上。焚风清除效应导致的吕宋岛西侧的短波辐射增加，使得吕宋岛西侧海水在冬季降温速率慢于同纬度海区，并在春季的升温速率快于同纬度海区，这有利于冬季吕宋暖水的维持并促使南海春季暖池的最终形成。在南海冬季风盛行期间，吕宋岛地形强迫产生的焚风清除效应贡献了吕宋岛西侧的海水增温1.8 ℃，高于尾流效应贡献的1.1 ℃；若在热收支分析中去掉焚风清除效应带来的短波辐射增加，南海春季暖池则不会形成。因此，南海春季暖池形成机制的概念示意如图1d所示：南海冬季东北季风盛行期间（10月至次年4月），吕宋岛西侧海域受吕宋岛尾流效应与吕宋岛焚风清除效应共同影响；前者导致的海面风速减弱使得海面潜热释放持续小于同纬度其他海区，而后者导致的晴空少云使得海面接收的太阳短波辐射持续高于同纬度其他海区，最终于晚春（5月前后）形成了30 ℃左右的高温暖池。
南海春季暖池的形成对于南海夏季风爆发时间的预测有关键指示意义，因此对南海春季暖池形成机制的探究十分重要。在本研究中，提出了吕宋岛焚风清除效应在南海春季暖池的形成中发挥不可忽视作用的新见解，完善了该暖池的形成机制，也加深了对南海区域的局地海域气象现象演变规律的认识与理解。
图1.（a）1985−2020年May 1st−15th的平均海表温度（等值线和填色），红色填色代表南海春季暖池；（b）2011−2020年冬季1000 hPa的平均风场（风矢和彩色填充）以及吕宋岛的地形（灰度填充），吕宋岛西侧为受地形阻挡而风速减小（即尾流效应）的尾流区；（c）2020年2月18日可见光卫星云图，吕宋岛焚风清除效应在吕宋岛西侧产生的晴空区清晰可见；（d）南海春季暖池形成机制的概念示意图，尾流效应和焚风清除效应的共同作用导致南海春季暖池的形成，其中LH代表潜热，SW Radiation代表短波辐射。
发表文章列表：
Li, Z., Gao, S., & Yu, X. (2024). Impact of foehn clearance effect on the formation of spring warm pool in the South China Sea. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 129, e2023JD038821.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2023JD038821