What Percentage of Silk-Road Pattern Triggers Pacific-Japan Pattern through Rossby Wave Breaking?

Abstract

In this study, we investigate the rate at which the Silk Road pattern (SRP) with Rossby wave breaking (RWB) near the Asian jet exit causes the Pacific–Japan (PJ) pattern in boreal summer. In this study, the SRP case is detected using the two principal components of upper-tropospheric meridional winds over Eurasia and characterized by the presence of an upper-level anticyclonic anomaly over the Yellow Sea or near Japan. They are further classified into cases with and without RWBs. In the SRP case with RWB, the upper-level anticyclonic anomaly near the Asian jet exit has a more extended shape in the zonal direction and larger amplitude than in the case without RWB. In the composite, a wave train associated with the SRP appears over Eurasia, which is accompanied by the RWB near the Asian jet exit. The occurrence of RWB is associated with strong deceleration and diffluence in the basic state there. The RWB promotes enhanced convection on its southern side due to the intrusion of upper-level high potential vorticity toward the southwest, resulting in the formation of the PJ pattern. The excited PJ pattern in the composite has a dipole structure with cyclonic anomalies to the south and anticyclonic anomalies to the north. Approximately 60–70 % of the SRP case with RWB is accompanied by the PJ patterns. Conversely, in the case of the SRP without RWB, the composite represents a wave train structure over Eurasia but indicates neither enhanced convection south of the RWB nor PJ patterns. Approximately 40–50 % of the SRP case without RWBs is accompanied by the PJ patterns. Hence, the presence of RWBs increases the percentage of the formation of positive PJ patterns by a factor of 1.2–1.7, indicating that the RWB plays an important role in the excitation of PJ patterns.

本研究では、夏季アジアジェット出口付近でロスビー波の砕波を伴うシルクロードパターンが、太平洋・日本（PJ）パターンを引き起こす割合を調査した。ここで、シルクロードパターン事例は、ユーラシア大陸上での対流圏上層の南北風の主成分分析に基づき、黄海及び日本付近が高気圧性偏差となるパターンで特徴づけられる第1、2主成分を用いて抽出した。さらに、抽出した事例を、砕波を伴う事例と伴わない事例に分類した。砕波を伴うシルクロードパターン事例では、アジアジェット出口付近の上層での高気圧性偏差は、砕波を伴わない事例と比べて東西により広がった形状を持ち、振幅も大きい。この事例の合成図では、シルクロードパターンに伴う波列パターンがユーラシア大陸上に存在し、アジアジェット出口付近で砕波を伴っていた。砕波の発生は、砕波域でのアジアジェットの強い減速及び分流と関連する。また砕波は、上層の高渦位気塊の進入を通して、砕波域の南側で活発な対流活動を促し、PJパターンを形成する。合成図において出現する明瞭なPJパターンは、南側で低気圧性偏差、北側で高気圧性偏差を持つ双極子構造を示す。そして、砕波を伴うシルクロードパターン事例の約60～70%が、PJパターンを伴っていた。一方、砕波を伴わないシルクロードパターン事例の合成図では、ユーラシア大陸上で波列パターンは存在するが、砕波域の南側で活発化した対流活動及びPJパターンは存在しない。そして、砕波を伴わないシルクロードパターン事例の約40～50%がPJパターンを伴っていた。したがって、砕波によって正のPJパターンの出現頻度は1.2～1.7倍に増加し、砕波はPJパターンの励起に重要な役割を果たしていることが明らかになった。