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《南京大学》 2011年
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西北太平洋热带气旋强度的年际变化特征及其机理分析

赖芬芬  
【摘要】:本文利用上海台风研究所整理的1949-2007年CMA-STI热带气旋最佳路径资料,对1949-1975年、1976-1987年、1988-2007年这三个时段7-10月强度达到热带风暴及以上的热带气旋(文中简称为TC)强度的年际变化特征进行了分析比较,对TC活动强、弱年的大气、海洋环流背景场做了合成分析,并对各年TC强度与对应的西北太平洋副热带高压(文中简称为西太平洋副高)、东亚副热带西风急流、热带东风急流、季风槽各特征指数做了相关分析,通过赤道太平洋海表面温度(SST)、Walker环流、Hadley环流以及西太平洋副高、热带东风急流以及季风槽等背景环流讨论了西北太平洋TC强度年际变化的机理。 1.西北太平洋TC强度年际变率的时空特征 1949-1975年、1976-1987年、1988-2007年三个时段7-10月TC强度都有明显的年际变化特征,1949-1975年TC平均强度明显大于1976-1987年、1988-2007年这两个时段,而1976-1987年、1988-2007年这两个时段的TC平均强度相差不大。 周期变化分析表明,1949-2007年7-10月TC强度在整个时间序列中存在准2-4年的年际变化周期,即准两年的周期振荡特征。通过Mann-Kendall突变检验,TC强度在20世纪70年代末经历了一次突然减弱过程,具体是从1978年开始的。在空间分布上,TC强度分布有两个大值中心,分别位于15°N-25°N,125°E-135°E及17°N-20°N,110°E-120°E范围内,即台湾、菲律宾以东海域和我国南海海域。 2.TC活动强弱年的大气环流背景场特征 当TC强度偏大时,西太平洋副高面积、强度偏小,位置偏北、偏东;东亚副热带西风急流位置偏南,热带东风急流面积偏大,位置偏南、偏东,西北太平洋副热带地区850hPa高度存在异常的气旋性环流距平;而南半球冷空气活动偏强,越赤道气流偏强,季风槽较活跃、位置偏东,倾斜指数偏小。反之,当TC强度偏小时,西太平洋副高面积、强度偏大,位置偏南、偏西;东亚副热带西风急流位置偏北,热带东风急流面积偏小,位置偏北、偏西,西北太平洋副热带地区850hPa高度存在异常的反气旋性环流距平;而南半球冷空气活动偏弱,越赤道气流偏弱,季风槽较不活跃、位置偏西,倾斜指数偏大。 3.TC活动强弱年的海洋背景场特征 西北太平洋TC强度与西太平洋暖池SST为负相关关系、与赤道中东太平洋SST为正相关关系,这两个相关区具有较好的持续性。 TC活动强年,春季(3-5月),南海、西太平洋和北太平洋中部海域为负的海表面温度异常(文中简称为SSTA),中东太平洋、北太平洋北部海域为正的SSTA;台风多发季节(7-10月),SSTA分布型与春季类似,但北太平洋北部海域为负的SSTA,中东太平洋正的SSTA范围略为西扩,异常值增加。TC活动弱年,春季(3-5月),南海、西太平洋和北太平洋中部海域为正的SSTA,中东太平洋、北太平洋北部海域为负的SSTA;台风多发季节(7-10月),SSTA分布型与春季类似,中东太平洋地区负的SSTA范围有所扩大,异常值增加。TC活动强、弱年合成的SSTA分布形势分别与El Nino年、La Nina年合成的SSTA分布形势相似。 TC频数和强度在El Nino年与La Nina年表现出不同的气候特征。用17°N,140°E两条经纬线将0-50°N,100°E-160°E区域划分成四个象限。在El Nino年TC生成位置偏经向带状分布,主要生成于17°N以南海域,且其中生成于东南象限的TC明显多于西南象限;在La Nina年,TC生成位置分布范围较大且较为分散,四个象限分布较为均匀。El Nino年平均TC强度比正常年平均高,La Nina年平均TC强度比正常年平均低。通过比较西北太平洋四个象限TC强度分布,可以知道TC强度在El Nino年强于La Nina年主要表现在第四象限(0-17°N,140°E-160°W)TC的强度差异。 4.大气环流和海洋背景场影响TC强度变化的机理 赤道中东太平洋SSTA为正(El Nino事件)时,Walker环流上升气流位置偏东,TC主要生成区域上升气流偏强,能够为TC强度发展提供充足的动力条件支持。当越赤道气流偏强时,季风槽较活跃,位置偏东,有利于TC生成源区热带低压扰动的发生发展,且生成位置偏东;而西太平洋副高减弱东退,热带东风急流位置偏东时,TC生成源区850hPa低空为正的相对涡度异常,200hPa高空为正的散度异常。这样,低层水平辐合强、高层水平辐散强的配置使得该地区辐合上升运动、高层气流的辐散流出得以维持,且TC生成源区垂直风切变偏小,从而有利于TC的发生发展,TC强度偏大。反之亦然。
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