西北太平洋台风发生频数的时空变化特征与E1 Nio的关系

本文采用1884—1984年西北太平洋台风资料[1],1949—1980年西北太平洋台风年鉴[2],探讨了西北太平洋台风发生频数的时空分布主要特征,揭示了E1 Nino年西北太平洋台风发生位置的异常情况。得出:1.台风源地中心在140—145°E,8—12°N;2.从台风发生频数的3年滑动平均曲线来看,波谷之间相隔为6—7年,波峰之间多数相隔为5年或8年;3.台风高频区(不论经度带或纬度带)有明显的季节变化;4.台风发生时海温在27℃以上、30℃以下;5.在E1 Nino年,台风高频区比常年台风高频区偏东。并对高频区异常的原因作了初步分析。     

El Ni■o期间太平洋赤道潜流逆转事件

联系1982～1983年El Nino事件期间的太平洋赤道潜流逆转事件,研究了1976～1977年和1986～1987年两个El Nino年中137°E和165°E断面上出现的相同现象。认为赤道潜流运动逆转并非1982～1983年El Nino期间的偶发事件。西太平洋赤道海域是监测赤道潜流变异及其与El Nino事件关系的关键地区。     

赤道太平洋上层海洋垂向温度梯度距平与El Nio的关系

用赤道太平洋长达21a的温度资料以及经验正交函数(EOF)分析方法,讨论了在5°S-5°N平均纬向垂直剖面上赤道太平洋垂向温度梯度距平的时空变化,得到了一些有意义的结果。赤道太平洋垂向温度梯度距平EOF分析第1模态的正/负位相反映了El Nino/La Nina发生前赤道太平洋温跃层的分布,第2模态的正/负位相反映了El Nino/La Nina鼎盛以及开始衰减时赤道太平洋温跃层的分布。根据我们对赤道太平洋温跃层核心位置的定义,在El Nino向LaNina转换的过程中,赤道东太平洋温跃层上升了30-40m,而赤道中太平洋温跃层先是上升了40-50m,然后又下降了40-50m,赤道西太平洋温跃层下降了90m;随着赤道西太平洋暖水的堆积以及东移,温跃层首先在赤道西太平洋加深,El Nino发生前赤道中东太平洋温跃层开始加深,El Nino达到鼎盛时赤道西太平洋温跃层抬升,而赤道中东太平洋温跃层加深;赤道太平洋垂向温度梯度距平EOF分析第1特征向量的时间系数与Nino3区的SST距平有非常好的相关,并且超前于Nino3区的SST距平,超前3个月的相关系数高达0.7017,超前6个月的相关系数高达0.6467,因此可以用该量来预测Nino3区的SST距平。     

2006年西北太平洋热带气旋(台风)活动特征分析

本文综述了2006年西北太平洋热带气旋(台风)的活动特征,并对2006年西北太平洋副热带高压特征量及赤道中东太平洋海温进行分析,同时对2006年的El Ni(n)o、南方涛动现象进行了简要的描述,并用500hPa月或候平均环流形势解释了2006年的台风登陆早、登陆时间集中的原因,说明500hPa月或候平均环流形势对台风登陆预报有一定的意义.     

北太平洋海表面温度与西北太平洋台风相关关系的准周期振荡

本文主要分析了赤道东太平洋海表面温度与西北太平洋台风的相关关系,发现台风与海表面温度(SST)前期相关是正、同期是负、落后时为正,其正-负-正的转换周期2—3年。每次都是先从厄·尼诺海区开始,然后向西传播,从东端(80°w—90°w)传播到西端(180°w—160°w)的时间约需半年。从发生厄·尼诺事件开始,滞后两年是多台风年。另外,还利用了北太平洋SST与西北太平洋台风之间的优质遥相关海区建立了回归方程,在1981—83年的台风试报中,预报准确率约76％。     

赤道东太平海温与西太平洋台风频数年际变化的关系

本文根据1949—1986年赤道东太平洋海温年际变化和西北太平洋(160°E以西)台风形成频数的年际变化的两个时间序列,分析计算了两者之间的时滞相关关系.结果表明,台风变化晚于海温变化两个月,存在着最高的负相关(系数为-0.63);台风晚于海温17-18个月,出现了最大正相关(系数达到0.58).在埃尔尼诺时段和海温年际变化显著的时段,赤道东太平洋海温与西北太平洋中西部台风频数具有相反的变化趋势,没有发现例外.这些结果证实和发展了早期一些研究结论,有益于澄清过去存在的分歧看法.     

澳大利亚冷空气活动对西北太平洋热带辐合带强度的影响

利用1959～2004年纬向风的NCEP/NCAR候平均再分析资料分析和中国科学院大气物理研究所研制的9层大气环流模式(IAP9L-AGCM)数值试验,考察了南半球越赤道气流和澳大利亚冷空气活动对西北太平洋ITCZ和台风的影响。研究发现:100°E～165°E向北越赤道气流与ITCZ的强度增强具有明显的关系;10～15 d前130°E～140°E与150°E～160°E越赤道气流的加强对145°E～170°E位置上ITCZ强度的增加具有指示意义。越赤道气流强度对同期110°E～140°E经度ITCZ位置的变化也有影响。数值试验表明:南半球澳大利亚冷空气的活动是造成越赤道气流加强的重要原因,澳大利亚地区受较强冷空气影响时易造成100°E～160°E经度带越赤道气流的加强,特别是140°E～165°E的越赤道气流有利于ITCZ强度增加,导致西北太平洋热带气旋的发生和加强。     

印度洋海温异常对西北太平洋台风的影响及机制研究

基于近40 a NCEP/NCAR再分析月平均高度场、风场、涡度场、垂直速度场以及NOAA重构的海面温度(sea surface temperature,SST)资料和美国联合台风预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)热带气旋最佳路径资料,利用合成分析方法,研究了前期春季及同期夏季印度洋海面温度同夏季西北太平洋台风活动的关系。结果表明:1)前期春季印度洋海温异常(sea surface temperature anomaly,SSTA)尤其是关键区位于赤道偏北印度洋和西南印度洋地区对西北太平洋台风活动具有显著的影响,春季印度洋海温异常偏暖年,后期夏季,110°～180°E的经向垂直环流表现为异常下沉气流,对应风场的低层低频风辐散、高层辐合的形势,这种环流形势使得低层水汽无法向上输送,对流层中层水汽异常偏少,纬向风垂直切变偏大,从而夏季西北太平洋台风频数偏少、强度偏弱,而异常偏冷年份则正好相反。2)春季印度洋异常暖年,西北太平洋副热带高压加强、西伸;而春季印度洋异常冷年,后期夏季西北太平洋副热带高压减弱、东退,这可能是引起夏季西北太平洋台风变化的另一原因。     

埃尔尼诺事件的判据、分类和特征

利用1950年至1989年美国气候分析中心(CAC)的赤道太平洋海表温度指数,对埃尔尼诺的定义、分类和特征给出了数字判据。制作了埃尔尼诺(El Nino)和反埃尔尼诺(La Nina)的鸟瞰图,发现埃尔尼诺的强度大、频次多、有明显的盛期;反埃尔尼诺的强度弱、频次少、没有明显的盛期(1988—1989年的反埃尔尼诺盛期比较明显)但持续时间长。从增温的起始海域看,在1950—1989年间11次埃尔尼诺过程中(包含1979—1980年的弱埃尔尼诺),有6次首先在赤道东太平洋(NINO1+2区)增温,然后向西扩展到中赤道太平洋。还有5次则首先从赤道中太平洋增温。从增温开始的时间看,有7次是在上半年开始增温,但只有1953年一次发生在圣诞节前后。中东赤道太平洋的海表温度(取NINO1+2+3+4的指标和)与西北太平洋副热带高压的强度有滞后半年左右的正相关。埃尔尼诺年台风发生的频次少,强度大,生成的位置偏南,多发区明显偏东,最大频次月比正常偏晚1—2个月,在我国登陆的台风偏少。     

中尺度海气浪耦合模式对西北太平洋双台风影响下的海浪预报研究

为了分析中尺度海气浪耦合模式对西北太平洋双台风影响下的海浪预报效果,采用GFS全球预报系统和西北太平洋海洋预报系统预报场驱动区域中尺度海气浪耦合模式,针对西北太平洋一次"双台风"共同影响下的台风浪进行了连续5 d逐日72 h预报,并分析了海浪场预报分布特征,检验了耦合模式的海浪预报性。结果表明,耦合模式能较好地预报出双台风移动路径,以及双台影响下的海浪分布、演变特征。台风浪的最大有效波高与近中心最大风速成正比、中心最低气压成反比的演变规律与模式预报的较为一致,波高的整体预报效果与卫星高度计观测值较为吻合。但台风浪的预报效果受台风强度、所处海域等影响,远海期间海浪的预报效果要优于近海和台风强度明显变化期的。研究结果可为后续耦合模式的台风浪业务化定量预报发展提供有益参考。     

E1 Nio与南方涛动及其对副热带高压的影响

本文分析研究了1949-1977年逐月东太平洋赤道海区海表面温度、1949-1980年逐月南方涛动指数以及1954-1984年逐月北半球西太平洋副热带高压(以下简称副高)特征指数等资料。结果表明:东太平洋赤道海区水温异常增高及降低与副高的异常变化之间存在6-9个月的时滞关系;副高的强弱变化与南方涛动的异常变化之间存在时滞3-5个月的相关关系;而南方涛动又与东太平洋赤道水温的变化存在某种联系,尤其是E1 Nino及反 E1 Nino发生期更为明显,它们之间存在同期到时滞3个月的相关关系。     

亚洲季风区南北半球风场的相互作用与埃尔尼诺

埃尔尼诺发生前的北半球冬半年,印度洋到西太平洋由北向南的越赤道气流强,澳大利亚地区的台风多;埃尔尼诺发生年的北半球夏半年,印度洋到西太平洋由南向北的越赤道气流强,西北太平洋近赤道台风日数多.这表明亚洲季风区南北半球的相互作用对埃尔尼诺的发生、发展有重要的影响.     

北太平洋SST的时空分布特征及其与黑潮大弯曲和El—Nino的关系

用EOF分析方法对北太平洋及赤道太平洋地区1949～1979年31年海表面温度距平场进行分解,得到几个主要距平海温模态(EOF1～3),分析了EOF1～3的时空分布特征。得到海温距平场的EOF1和EOF2～3模态分别对E1—Nino事件和黑潮大弯曲有很显著的相关性,指出SST第三模态场对黑潮大弯曲的影响具有很好的持续性,持续时间为1～2年。最后讨论了相互的影响过程,为黑潮大弯曲和E1—Nino事件的预报的可能性提供了依据。     

西北太平洋8月热带气旋频数异常特征分析

利用1949—2014年的美国国家环境预报中心2.5°×2.5°的月平均资料和上海台风研究所提供的台风年鉴,对西北太平洋8月热带气旋频数异常进行了统计相关和合成分析,并通过对台风异常偏少的2014年进行诊断分析,使相关和合成结果得到验证。主要结论有:(1)西北太平洋8月台风频数和赤道、副热带区域500 h Pa位势高度、当年4—7月该区域的异常位势高度均有显著负相关;与孟加拉湾北部SST、赤道中东太平洋850 h Pa纬向风场和印缅地区地面低压系统也有显著关联;(2)台风少年孟加拉湾北部SST偏高,极涡中心值偏低,副高强度强,北半球位势高度梯度小,东亚大槽浅,而多年则相反;(3)8月台风偏多(少)年低频能量的位相分布完全相反,传播特征明显不同。偏多年在6月中旬和8月上旬为正位相,偏少年相反;多年表现为系统西传,少年为东传;(4)2014年8月台风异常偏少的原因有:西太平洋副高位置偏南;赤道中太平洋SST异常增暖造成沃克环流发生异常;季风槽位置较常年明显偏西强度显著偏弱;(5)2014年的环流形势属于典型的台风偏少型,验证了历史相关统计和合成结果。     

165°E赤道太平洋溶解氧垂直分布异常分析

根据1986—1990中美热带西太平洋海气相互作用8个航次合作综合调查资料，分析了1987年10月赤道中西太平洋165°E（10°N－6°S）次表层水形成溶解氧最大值的原因。1986－1987年E1Nino衰退时期，该海域赤道附近在E1Nino强盛时期下沉的次表层水开始回升，短时期内形成了类似于中、高纬度海域的理化环境，使浮游生物在混合层内聚集生长，最终导致溶解氧含量在次表层出现最大值和过饱和含量。     

北太平洋风应力场变异规律及其与黑潮大弯曲和El—Nino的联系

利用COADS资料,计算北太平洋(包括赤道海区)1949—1979年海表面风应力,对其距平场进行矢量场的EOF分解,得到几个主要的距平风应力模态(EOF1—3)。分析了各自的时空分布特征,分析发现,风应力距平场的EOF1和EOF2模态分别对黑潮大弯曲和E1—Nino事件有重要影响,并讨论了其影响过程,为黑潮大弯曲预报的可能性提供了依据。     

注重海洋给予我们的信息

随着海洋与大气相互作用研究及海洋开发研究的深入,人们越来越注意到海洋给予人类的信息的重要性。 许多研究结果表明,西北太平洋海温与亚洲冬季风、太平洋副热带高压、影响我国的台风及我国某些地区的汛期降水都有较好的相关关系,东太平洋赤道区海温与东海黑潮流轴变异、西北太平洋和南海台风多寡、我国东部沿海地区降水等也有密切的关系。利用这些发现,提前预报有关气象要素,取得了一定的效益。我们的初步研究也表明,水产部门所关心的近海水文气象要素的变异、某些水产品（如海蜇）资源和产量的波动,与遥远的东太平洋赤道区海水温度的变化关系密切,用东太平洋赤道海温及厄·尼诺现象可预告翌年我国东海区海蛰生产的丰歉。事实证明,用海温预报气象、预报渔、农业生产趋势,时效长,具有现实意义。     

北太平洋海温的遥相关型

本文研究了北太平洋海水表面温度的遥相关型,指出:北太平洋海温有3个遥相关区,分别在西风漂流区、亦道东太平洋区和阿拉斯加湾区。这3个相关区的结构十分类似于大气中的PNA结构。用赤道东太平洋和西风漂流区之间的海温差作为太平洋海温指数PTI,它能代表北太平洋65％海区的海温变化,可以作为太平洋海温场PNA结构的变化指数,用来监视剧Nino和反E1 Nino事件的发生和发展。     

137°E赤道潜流1月年际变化及其原因的探讨

利用日本海洋调查船沿137°E断面8°N—1°S之间、1968—1985年每年1月份的海流实测资料,分析了该断面上赤道潜流的变化。资料表明,该处赤道潜流位于1°—2°N之间的温跃层中、下部,其单、双核结构均可出现,且下层流核之流速多大于上层流核。该处潜流1月年际变化明显,一般E1 Nino(简称EN)后期流速小于非EN时期。这主要是由于EN初期夏、秋季中太平洋信风风场发生变化,从而导致赤道及热带太平洋纬向压力梯度变化。此外,137°E赤道潜流与其两侧流的经向辐合关系密切,这表明了北赤道逆流和南赤道流对潜流的可能影响。     

西太平洋赤道雨与E1 Nio

本文通过统计分析,发现西太平洋赤道雨连续3个月出现降水量为正距平,且距平大于200mm时,则未来1—2个月内发生厄尔尼诺(E1 Nino,下同)事件的可能性十分大。由这一相关事实出发,并从动力学进行探讨。初步认为,西太平洋赤道雨是通过降水量连续偏多改变赤道太平洋上空的Walker环流形势,产生Kelvin波,使赤道太平洋表层有热量自西向东传,叠加在赤道东太平洋和秘鲁外海表面的辐射加热场上,从而引发厄尔尼诺事件的出现。