A New Perspective of Pacific–Japan Pattern: Estimated Percentage of the Cases Triggered by Rossby Wave Breaking

Abstract

This study quantitatively examined the relative importance of Rossby wave breaking (RWB) east of Japan to a formation of the Pacific–Japan (PJ) pattern compared with that of tropical atmospheric and oceanographic variabilities. First, cases of the positive and negative PJ patterns are classified into those with and without the RWB occurrence. The result of the classification indicates that the cases of the positive PJ pattern triggered by the RWB account for approximately 20 % of the whole cases of the positive PJ pattern. The number of positive PJ cases with the RWB further accounts for approximately 80 % of those in the cases associated with the RWB. Results of a lag composite analysis and the related Q-vector diagnosis for the cases of the positive PJ pattern with the presence of RWB show that the RWB east of Japan promotes the formation of the PJ pattern through the southwestward intrusion of high potential vorticity air mass toward the subtropical western North Pacific (WNP) and the consequent dynamically induced enhanced convection over the region, consistent with results of previous studies. By contrast, the composite for the cases the negative PJ pattern accompanied by the RWB indicates that the RWB-related upper-tropospheric zonally elongated anomalous circulation and basin-wide sea surface temperature (SST) warming over the Indian Ocean can contribute suppressed convective activities over the subtropical WNP and the consequent formation of the negative PJ pattern although the RWB occurs. The composite for the cases of positive and negative PJ patterns with the absence of RWB further indicates that the convective activities over the subtropical WNP move northwestward with time, causing the formation of the PJ pattern. The formation of the PJ pattern with the absence of RWB is also closely associated with tropical SST and phase of the boreal summer intraseasonal oscillation, illuminating “pure” tropical impacts on the formation of a PJ pattern.

太平洋・日本（Pacific–Japan; PJ）パターンの形成に及ぼす日本の東海上で生ずるロスビー波砕波の寄与の重要性を、熱帯大気海洋変動の寄与と比較しながら定量的に調べた。まず、正及び負の位相を持つPJパターンのそれぞれの事例を、砕波が発生した事例と発生しなかった事例に分類した。その結果、砕波によって引き起こされた正位相のPJパターン事例数は、正位相全事例の約20％を占めることが分かった。また、砕波を伴う正位相のPJパターン事例数は、砕波を伴う正負両位相事例の約80％を占めていた。次に、砕波を伴う正位相のPJパターン事例について、ラグ合成図を用いたQベクトルに基づく診断を行った。その結果、日本の東海上での砕波が、北西太平洋亜熱帯域へ向かう南西方向への高渦位大気の進入と、それによって北西太平洋亜熱帯域で力学的に惹起される強い対流活動を通して、PJパターンの形成を促進することが示された。このPJパターンの形成メカニズムは先行研究で示されたものと一致する。一方、砕波を伴う負位相のPJパターン事例を対象とする合成図解析によって、砕波と関連する対流圏上層での東西方向に延伸した大気循環場偏差、及びインド洋全体での正の海面水温偏差が北西太平洋亜熱帯域での対流活動を弱化させたために、砕波の発生にも拘わらず、負位相のPJパターンが形成されたことが示された。最後に、砕波を伴わない正負両位相のPJパターン事例では、北西太平洋亜熱帯域での対流活動域が、時間とともに北西進してPJパターンの形成を促すことが合成図解析の結果より示された。砕波を伴わないPJパターンは、熱帯での海面水温偏差や北半球夏季季節内振動の位相と密接に関連し、「純粋な」熱帯の影響によって形成されることが明らかとなった。