南海自然缓冲带削弱超强台风机制解析——菲律宾群岛地形与季风-海洋冷却的协同作用

本研究针对西北太平洋超强台风(SuperTYs)在南海(SCS)显著减弱而北大西洋飓风在墨西哥湾(GM)维持强度的现象，揭示了南海作为天然缓冲带的关键机制。通过定量分离菲律宾群岛地形阻挡(贡献54%)与环境场约束(46%)的作用，发现夏季季风垂直风切变(pre-shear)和秋季海表温度(SST)冷却分别主导季节性抑制效应，该成果为台风灾害风险评估提供了新范式。

　　

每年夏秋季节，西北太平洋(WNP)生成的超强台风(SuperTYs)对沿海地区造成巨大威胁，但有趣的是，这些台风进入南海(SCS)后强度会显著减弱，形成天然灾害缓冲带。相比之下，北大西洋的飓风进入墨西哥湾(GM)后却常维持或增强强度。这种差异使得南海沿岸地区遭受超强台风袭击的概率(4.3%)远低于美国沿岸(17.3%)。究竟是什么机制造就了南海这个"台风减速带"？中山大学的研究团队通过多尺度研究给出了答案。

研究人员综合利用观测统计、理想台风强度模型和WRF数值模拟，首次量化了菲律宾群岛地形与大气-海洋环境的协同作用。研究团队从IBTrACS-WMO数据库提取1979-2020年台风数据，结合ERA5再分析资料和OISST海温数据，通过改进的Emanuel台风强度模型加入"菲律宾群岛模块"，并选取11个穿越吕宋岛的SuperTYs进行WRF地形敏感性试验。同时基于CMIP6多模型评估未来气候变化下的缓冲效应演变。

南海强台风的季节特征

通过分析65个夏季和115个秋季SuperTYs的路径发现，64.6%的严重台风(STY)和77.8%的SuperTY源自东经130°以东，这些西北太平洋台风(WNPTYs)进入南海后强度平均下降23.4 m s^-1。如图2所示，夏季(图2a)和秋季(图2b)进入南海的SuperTYs多先在菲律宾东部达到峰值，随后持续减弱。

主导环境因子的季节转换

图2c揭示南海环境场的不利条件：相比WNP，夏季垂直风切变增强5.2 m s^-1，最大潜在强度(PI)降低7.3%。相关性分析显示(图2d)，夏季WNPTYs强度变化与pre-shear差异呈显著负相关(R=-0.69)，而秋季则更多受SST冷却制约(图2e)。这种季节互补性源于南海夏季风(SCSSM)的时空变化：夏季强风切变抑制台风发展，秋季海温冷却效应凸显。

地形与环境的定量贡献

通过理想模型EX0(含菲律宾模块)与EX1(无岛屿)对比，发现群岛使SuperTYs峰值强度西移1.5个经度，强度降低31%。如图3所示，地形阻挡贡献全年平均达54%，其中夏季占59%。WRF模拟证实(图S8)，即便将科迪勒拉山脉高度降至1米，对台风减弱的影响仍有限，但完全移除群岛会导致下游台风显著增强。

缓冲带的未来演变

基于CMIP6的预测显示(图4)，在SSP5-8.5情景下，尽管南海SST将上升2.5°C，但垂直风切变和PI保持稳定，加上菲律宾群岛的持续存在，缓冲效应可能延续至21世纪末。不过秋季海温上升可能削弱海洋热力抑制，导致季节性不对称风险。

该研究首次建立了南海缓冲效应的量化模型，揭示其由"地形锚定+季节互补"的双重稳定机制构成。相比缺乏岛屿屏障的墨西哥湾，菲律宾群岛的地理配置使南海形成独特防灾屏障。这一发现不仅改进了台风预报的理论框架，也为评估气候变化下的极端天气风险提供了新维度。研究团队特别指出，当前高分辨率模式对岛屿效应的模拟仍存在不足，未来需发展耦合地形-海洋-大气的综合模型以提升预测精度。