East Asian atmospheric rivers modulated by Pacific-Japan pattern

Abstract

Atmospheric rivers (ARs), which are filamentary objects of intense water vapor transport, play a critical role in shaping the hydroclimate of East Asia. While recent studies have improved our understanding of the climatological features of East Asian ARs, their temporal variability is still not well understood. This study examines the subseasonal variability of East Asian ARs that is associated with the Pacific-Japan (PJ) teleconnection pattern during boreal summer. The East Asian ARs are strongly modulated by the PJ pattern. During the positive PJ, the Western North Pacific subtropical high expands northwestward, and this results in pronounced AR activities over Korea and Japan. When the negative PJ develops, the subtropical high retreats southward but extends westward, resulting in enhanced AR impacts over eastern China. The duration of AR events also increases in the AR-favorable PJ phases, i.e., positive PJ in Korea-Japan and negative PJ in eastern China, implying higher risks of hazardous AR impacts in the respective regions. These changes are closely related to the PJ-related quasi-stationary moisture transport with a relatively minor contribution of transient weather systems. This result suggests that East Asian ARs can be better understood and predicted by monitoring the PJ pattern.

Atmospheric river (AR) 는 강하고 좁게 발생하는 수증기 수송 현상으로 동아시아 국가에 큰 수문학적 영향을 끼친다. 최근 연구들을 통해 동아시아 AR의 기후학적 특성이 잘 알려졌으나, 계절 내 변동성에 대해서는 아직 밝혀진 바가 많지 않다. 본 연구는 여름철 동아시아 AR의 계절 내 변동성을 Pacific-Japan (PJ) 패턴과 연관 지어 설명하고자 한다. 동아시아 여름철 AR은 PJ 패턴에 의해 뚜렷한 변화를 보인다. PJ 패턴이 양의 패턴일 때, 북서태평양 고기압이 북서쪽으로 확장하며 한국과 일본에서 AR의 활동성이 강화된다. 반대로 음의 패턴 일 때, 북서태평양 고기압이 남쪽으로 후퇴하며 서쪽으로 길게 늘어지는데 이는 동중국에서의 AR 활동성을 강화 시킨다. AR 활동성이 강화되는 패턴(즉, 한국과 일본에서의 양의 패턴, 동중국에서의 음의 패턴) 일 때 AR의 지속시간도 증가하게 되는데 이는 더 위험한 AR이 증가함을 의미한다. 이러한 변화는 PJ 패턴에 의해 직접적으로 유도되는 준정체적인(quasi-staionary) 수증기 수송과 날씨 시스템이 간접적인 영향을 받아 변하는 일시적인(transient) 수증기 수송에 의해 발생한다. 본 연구는 PJ 패턴을 모니터링 함으로써 동아시아 AR의 이해 및 예측성 향상에 도움이 될 수 있음을 시사한다.