西北太平洋热带气旋生成频数的气候特征及其与环境要素的联系
【摘要】：本文使用Emanuel和Nolan完善的潜在生成指数(GPI)的计算方法,利用美国关岛联合台风警报中心(JTWC)提供的热带气旋best-track资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的全球ERA-40再分析资料,比较1970-2001年西北太平洋海域的热带气旋(TC)活跃季节(7-10月)TC生成频数和GPI的气候特征,分析各环境要素对西北太平洋TC频数年际年代际变化和空间分布的影响,研究不同海域的海表温度(SST)与西北太平洋TC生成频数及其环境要素气候变化的联系。得到如下主要结论：
(1)西北太平洋TC生成频数的气候空间分布显示在南海的东南侧15°N,115°E附近和菲律宾群岛以东的15°N,130°E附近有两个高值中心,平均每年生成TC分别为0.8和0.7个。西北太平洋TC生成主要海域GPI的季节变化与TC生成频数相一致,两者气候场的空间相似系数为0.75,但GPI的气候场上只有一个位于菲律宾群岛以东的高值中心,南海没有高值中心出现。
(2)西北太平洋TC生成频数存在明显的年际年代际变化,其年代际变率大于年际变率,1989-1997年为TC生成最活跃的年代,平均每年生成TC21.7个,比1975-1983年的平均(15.8个／年)多了近6个／年。该年代TC频数异常的空间分布显示其正异常主要位于130。E以东地区,15°N,140°E附近最大的正异常中心主要受绝对涡度和相对湿度的影响；垂直风切变对10°N,160°E附近的另一个正异常中心有显著影响。各环境要素对不同TC强度生成频数的影响有显著差异,600hPa相对湿度与TC生成频数的显著性,随着TC强度的增强而减弱；垂直风切变则相反；绝对涡度对TC生成频数的影响最为显著。
(3)线性相关分析显示西北太平洋TC生成频数与热带中东太平洋(印度洋和大西洋)海表温度异常(SSTA)有显著正(负)相关。热带中东太平洋关键海域暖年与冷年的环境要素合成表明,绝对涡度在菲律宾群岛以东以及南海均为正异常,垂直风切变在20°N,130°E附近为负异常,即热带中东太平洋SSTA主要通过影响菲律宾群岛以东的涡度异常及垂直风切变异常来影响菲律宾群岛以东TC的生成。印度洋关键海域SSTA冷年与暖年的环境要素合成表明绝对涡度在南海海域的正异常最为显著,有利于南海TC的生成。大西洋关键海域负的SSTA引起160°E以东相对湿度的正异常以及垂直风速切变的负异常使该区域TC生成频数增加。
【关键词】：热带气旋生成频数 绝对涡度 相对湿度 垂直风切变 SSTA 【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P444
【目录】：
- 摘要8-9
- Abstract9-11
- 第一章 绪论11-20
- 1.1 研究意义11
- 1.2 热带气旋生成的研究进展11-16
- 1.2.1 热带气旋生成频数的气候变化特征12-13
- 1.2.1.1 热带气旋生成频数的时间变化特征12
- 1.2.1.2 热带气旋生成频数的空间分布特征12-13
- 1.2.2 热带气旋生成与环境要素的关系13-15
- 1.2.2.1 环境动力因子对热带气旋生成的影响13-14
- 1.2.2.2 环境热力因子对热带气旋生成的影响14-15
- 1.2.3 潜在生成指数及其与热带气旋生成频数的关系15-16
- 1.3 本文的研究内容16
- 参考文献16-20
- 第二章 资料和方法20-24
- 2.1 资料说明20
- 2.2 方法简介20-22
- 2.2.1 最大可能强度(Potential Intensity)20-21
- 2.2.2 潜在生成指数(Genesis Potential Index)21
- 2.2.3 环境垂直风速切变21-22
- 2.2.4 热带气旋生成频数类型的划分22
- 2.2.5 热带气旋生成频数的空间内插22
- 2.2.6 合成差场的显著性检验22
- 参考文献22-24
- 第三章 西北太平洋热带气旋生成频数和潜在生成指数的气候联系24-30
- 3.1 引言24-25
- 3.2 气候场的比较25-26
- 3.3 季节变化的比较26-27
- 3.4 气候变化的比较27-28
- 3.5 本章小结28
- 参考文献28-30
- 第四章 环境要素对西北太平洋热带气旋生成频数的影响30-50
- 4.1 引言30-31
- 4.2 西北太平洋热带气旋生成频数的时空变化31-33
- 4.2.1 时间序列的年际和年代际变化31-32
- 4.2.2 空间分布的年代际变化32-33
- 4.3 热带气旋生成频数多年代与少年代的环境要素场对比33-38
- 4.3.1 环境要素场年代际变化的合成分析33-35
- 4.3.2 环境要素场垂直剖面年代际的合成分析35-38
- 4.4 环境要素对热带气旋生成频数影响的关键区域38-41
- 4.4.1 热带气旋生成频数与600hPa相对湿度场的相关分析38-39
- 4.4.2 热带气旋生成频数与风速垂直切变的相关分析39-40
- 4.4.3 热带气旋生成频数与绝对涡度场的相关分析40-41
- 4.5 关键区域环境要素与热带气旋频数年际和年代际变化的关系41-46
- 4.5.1 年际和年代际变化空问分布的对比41-43
- 4.5.2 600hPa 相对湿度与热带气旋频数年际和年代际变化的关系43-44
- 4.5.3 风速垂直切变与热带气旋频数年际和年代际变化的关系44-45
- 4.5.4 绝对涡度场与热带气旋频数年际和年代际变化的关系45-46
- 4.6 本章小结46-47
- 参考文献47-50
- 第五章 海表温度对西北太平洋热带气旋生成频数气候变化的影响50-60
- 5.1 引言50-51
- 5.2 热带气旋生成频数与SST的相关分析51-52
- 5.3 关键海域SST异常与热带气旋生成频数气候变化的关系52-53
- 5.4 关键海域SST异常对热带气旋生成频数影响的可能机制53-57
- 5.4.1 热带中东太平洋SST暖年与冷年的环境要素合成53-54
- 5.4.2 印度洋SST冷年与暖年的环境要素合成54-56
- 5.4.3 大西洋SST冷年与暖年的环境要素合成56-57
- 5.5 本章小结57-58
- 参考文献58-60
- 第六章 结论与展望60-62
- 6.1 总结60-61
- 6.2 讨论与展望61-62
- 致谢62
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