近日，中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心/物理海洋教育部重点实验室在热带气旋与海洋相互作用研究领域取得新进展，研究成果以“Subsurface messenger for the annual maximum lifetime maximum intensity of tropical cyclones in the western North Pacific”（《西北太平洋热带气旋年最大强度的次表层信使》）为题发表于 Nature Communications（《自然·通讯》）期刊。研究发现西北太平洋热带气旋的最大强度由一个源自东北太平洋的次表层水团的温度主导。 由于该水团温度与北太平洋高压（NPH）的强度紧密相关，且滞后于NPH的变化，从而可提前数年预测热带气旋的强度变化。成果由物理海洋教育部实验室/海洋与大气学院2021级在读博士研究生倪欣宁为第一作者，物理海洋教育部重点实验室张钰教授和王伟教授为共同通讯作者。

　　全球变暖背景下，热带气旋强度的变化趋势及其物理机制是国际前沿难点。传统理论强调海表温度的主导作用，但强热带气旋可与上层几百米海洋发生相互作用，因此需关注上层海洋热结构对热带气旋强度的影响。本研究综合利用多种海洋与大气数据集，包括Argo浮标、沿137°E断面持续50余年的水文观测数据以及热带气旋最佳路径记录，揭示了1975-2020年间西北太平洋关键区（120°–150°E, 14°–21°N）内热带气旋的最大强度并未随海表面温度持续升高，而是与局地次表层水团热含量的变化趋势相一致，呈现出“V”形的多年代际变化特征。相比之下，垂直风切变、相对涡度等大气环境因子与热带气旋最大强度之间无明显相关性（图1）。

图1（a）西北太平洋关键区热带气旋最大强度与各层水温的相关性分布。热带气旋数据来自IBTrACS中USA、HKO、JMA以及CMA四个机构。彩色圆点表示通过显著性检验（p < 0.05）；灰色条带表示基于USA数据计算的95%置信区间。（b）基于Argo数据，热带气旋强度与过境前（蓝色）和过境后（红色）不同深度处温度的相关性。彩色圆点表示通过显著性检验（p < 0.05），蓝色和红色条带表示95%置信区间。（c）热带气旋最大强度与多种大气和海洋变量的同期相关。ζ850，相对涡度；ω500，大气垂直速度；RH500，相对湿度；∆V，全风速垂直切变；∆u，纬向风切变；∆v，经向风切变；RSST，相对海表温度；Tσ0，24 kg m−3等密度面温度。黑色斜线表示通过显著性检验（p < 0.05）。（d）热带气旋最大强度与沿24 kg m3等密度面温度异常的时间序列。

　　对西北太平洋关键区次表层水团的溯源分析表明，其形成于东北太平洋的露头区，且位于北太平洋高压中心的下方。北太平洋高压通过调控局地风应力与混合层深度影响该水团的生成、潜沉及物理性质。水团形成后，被副热带逆流区的中尺度涡捕获并携带，沿等密度面准保守地向西输运，约4.5年后抵达西北太平洋热带气旋关键区。机制分析表明，西北太平洋关键区具有“表层显著增暖、次表层‘V’形变化”的两层独立热力结构，且次表层热含量的年际变率约为表层的20倍。当强热带气旋经过时，其强烈的混合与上升流作用可将次表层水充分混合，而该水团凭借其远高于表层的时间变率，主导了热带气旋下方的海表温度变化，进而影响热带气旋的最终强度。这一水团生成与跨海盆输运过程使得热带气旋最大强度变化滞后于北太平洋高压强度变化约4.5年，从而为提前数年预测西北太平洋热带气旋峰值强度提供了新的物理视角（图2）。

图2. （a）次表层水团的输运路径与北太平洋高压（NPH）的空间分布。填色为沿24 kg m3等密度面的温度在关键区内与北太平洋其他区域经超前滞后分析所得的最强相关性分布；黑色虚线为气候态NPH等值线；红色等值线为2月混合层深度大于120 米的区域。（b）NPH强度（蓝）与关键区次表层温度（橙）的时间序列。时间序列经1年滑动平均处理，其中NPH序列向右平移4.5年。（c）NPH强度（蓝）与热带气旋最大强度（LMI；橙）时间序列。时间序列经3年滑动平均处理，其中NPH序列向右平移5.5年。

　　上述成果不仅揭示了西北太平洋热带气旋最大强度年际至年代际变化的新机制，还构建了基于北太平洋高压强度的多年超前预测指标，有助于深入理解全球变暖下强热带气旋的变化趋势，为热带气旋活动预估和防灾减灾决策提供了重要科学依据。研究工作由国家自然科学基金项目（42288101）资助完成。

文章链接：

NI X. -N., Y. Zhang*, and W. Wang*, 2026: Subsurface Messenger for the Annual Maximum Lifetime Maximum Intensity of Tropical Cyclones in the Western North Pacific. Nature Communications,https://doi.org/10.1038/s41467-026-72770-5.