热带气旋路径资料的差异性分析

通过对比西北太平洋3个主要资料中心(中国气象局(CMA-STI)、日本东京台风中心(JMA RSMC Tokyo)和美国联合台风警报中心(JTWC))的56a数据,分析了不同来源的热带气旋(TC)路径资料的差异,结果表明,在我国近海以及热带气旋生成和进入西风带后的阶段定位差异较大.     

佛罗里达：新飓风季来临前的社会现实

台风和飓风都属于北半球的热带气旋,它们产生于不同的海域,在不同国家被冠以不同的称谓。在北半球,国际日期变更线以东到格林尼治子午线的海洋洋面上生成的气旋称之为飓风,而在国际日期变更线以西的海洋上生成的热带气旋称之为台风。一般来说,人们将在大西洋上生成的热带气旋称作飓风,而把在太平洋上生成的热带气旋称作台风。飓风形成需要三个条件:温暖的水域;潮湿的大气;海洋洋面上的风能够将空气变成向内旋转流动。在多数风暴结构中,空气会变得越来越暖并且会越升越高,最后流向外界大气。如果在这些较高层次中的风比较轻,那么这种风暴结构就会维持并且发展。在飓风眼(即飓风中心)中相对来说天空比较平静。最猛烈的天气现象发生在靠近飓风眼的周围大气中,称之为(飓风)眼墙。     

1975～2008年北印度洋热带气旋特征分析

利用美国联合台风警报中心(JTWC)及印度气象局(IMD)公布的1975～2008年热带气旋资料,对34年来发生在北印度洋的热带气旋进行统计分析,得出北印度洋热带气旋的年际变化特征、逐月个数分布及强度变化特征、生成源地分布、移动方向和生命期特征,并结合海表温度的分布特征,指出北印度洋热带气旋的逐月变化与海温变化和夏季SW季风有着极大的关系,而且海温也极大的影响着热带气旋的生成源地分布。     

北印度洋热带气旋月季变化特征及成因分析

采用美国联合台风警报中心(JTWC)提供的北印度洋1977年至2008年热带气旋(TC)资料、NOAA提供提供的1977—2008年月平均海表面温度(SST)资料、逐日的高度场(HGT)资料和NCEP提供1982—2008年全球再分析资料,对北印度洋热带气旋的月季变化的双峰结果进行分析,结果表明:500 hPa流场上热带辐合带的北进南退和500hPa高度场上南亚高压季节性进退跟双峰结构的季节变化有很好的对应关系。此外,海温的季节性变化和季风的爆发对热带气旋的月季变化有很大的影响,海温较高的时期,热带气旋发生频数较多,反之依然。当季风爆发时,存在着强的垂直风切变,不利于热带气旋的生成。正是这些综合因素,才造成了北印度洋热带气旋的双峰结构。     

路经南海热带气旋迅速加强的年代际变化

本文利用中国气象局热带气旋资料中心最佳路径数据集、美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心大气再分析数据集和国家海洋信息中心的海洋再分析数据集,研究了路经南海热带气旋迅速加强(Rapid Intensification, RI)的年代际变化。在1951–2017年期间,路经南海的热带气旋主要发生在6–12月,其中发生RI的热带气旋集中在7–12月,且RI呈现年代际变化,这种变化和太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation, PDO)显著相关。在正PDO年,RI频数较少且主要分布在菲律宾群岛东部和南海北部;而在负PDO年,RI频数较多且分布在菲律宾群岛东部的大范围区域。路经南海热带气旋RI的年代际变化与PDO对大尺度海洋大气变量的调制有关。回归分析显示热带气旋潜热对路经南海热带气旋RI频数的年代际变化影响最大,而相对湿度的影响相对较小,垂直风切变的影响很小。     

热带气旋命名古今谈

热带气旋是指发生于低纬度热带洋面上空大气中的涡旋(在北半球作逆时针方向转动,南半球则反之),不同国家和地区对其有不同的称谓,如台风、飓风、热带风暴等,通常我们将它们笼统地称作“台风”。在亚洲太平洋地区,热带气旋按其中心附近平均最大风力划分为热带低压(6～7级)、热带风暴(8～9级)、强热带风暴(10～11级)和台风(12级或以上1。古时,人们对台风认识不多,并未想到要给它取名。19世纪时,加勒比海地区的居民先看     

可能最大风暴潮风险评估中各等级热带气旋设定方法

可能最大热带气旋的设定是可能最大风暴潮计算的基础,对风暴潮灾害应急疏散具有重要意义。利用1949~2011年中国气象局(CMA)西北太平洋热带气旋最佳路径数据集、美国联合台风预警中心(JTWC)以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)最大风速半径数据集,基于各等级热带气旋参数之间的定量关系,建立了各等级可能最大热带气旋最大风速、中心气压、最大风速半径、移动速度、移动方向等参数设定及路径合成的方法。以福建省连江县为例,按照台风、强台风及超强台风强度等级,分强度衰减和不衰减2种情况,设定3种移动方向,合成了共216场热带气旋作为可能最大风暴潮的计算输入。另外,对参数敏感性、风场参数设定、参数设定与计算量的关系、叠加天文潮以及溃堤等问题进行了讨论。     

3套资料中西北太平洋热带气旋活动特征的比较分析

本文使用中国气象局、美国联合台风预警中心和日本气象厅的3套热带气旋最佳路径资料(CMA资料、JTWC资料和RSMC资料)分析了1951—2016年西北太平洋热带气旋活动特征。3套资料反映的结果如下:热带气旋主要发生在10°N—25°N范围内,且1980年前其位置点在纬度上有南移的变化趋势,1980年后则相反;移速主要分布在2~6 m/s区间,在25°N左右移速明显加快,1980年前移速呈显著减小趋势;最大持续风速主要分布在10~15 m/s区间,1980年前最大持续风速有减小趋势;在风速较大的区域热带气旋最大风速半径较小,2001—2016年热带气旋和台风最大风速半径每年分别减小0.46 km和0.54 km。CMA和RSMC资料的结果高度一致,而JTWC资料结果与它们都存在一定的差异。热带气旋位置点频数和强度的变化受资料间差异的影响较大,而其位置及移速的变化则受影响较小。     

2012年登陆我国热带气旋的气候特征分析

利用1981—2012年热带气旋数据资料,统计分析了2012年登陆我国热带气旋的特征;并且利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析数据和美国国家海洋大气管理局(NOAA)的avhrr卫星数据,分析了其原因。结果表明,2012年登陆热带气旋登陆地点偏北是由当年夏季西北太平洋副热带高压(以下简称"副高")的脊线位置偏北,热带季风槽位置偏北等因素所造成的。登陆热带气旋强度偏强和北太平洋(30°N、160°—170°E)区域海温表现出很好的正相关关系,与东太平洋(20°N、120°W)区域海温呈现了负相关关系。     

南印度洋热带气旋快速增强事件气候特征及其年际变率

利用美国联合台风预警中心的热带气旋最佳路径数据集、美国国家海洋和大气管理局的扩展重构海表温度数据、全球海洋数据同化系统的温度、盐度数据及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心的再分析资料, 分析了1981—2019年南印度洋热带气旋快速增强事件的气候特征和年际变率。结果表明, 南印度洋热带气旋快速增强事件产生频率呈现单峰分布, 主要产生在每年的12月至次年4月。南印度洋热带气旋增强事件的产生位置呈带状分布, 其中3个高值中心分别位于马达加斯加岛东北海域、南印度洋中部海域和澳大利亚西北海域, 这主要是由于热带气旋热潜和垂直风切变两个大尺度环境变量决定的。年际变率方面, 厄尔尼诺-南方涛动对南印度洋热带气旋增强事件产生频率的调制作用是不对称的, 厄尔尼诺年与拉尼娜年南印度洋热带气旋快速增强事件均减少, 但使其减少的物理机制不同。厄尔尼诺年, 热带气旋快速增强事件减少主要是较高的垂直风切变造成的; 拉尼娜年, 热带气旋快速增强事件减少主要是由于热带气旋热潜的降低, 而海表温度、垂直风切变和相对湿度也存在一定贡献。     

20世纪50年代以来登陆中国热带气旋的变化特征分析

基于1951—2017年西北太平洋热带气旋路径资料,利用趋势分析、R/S分析以及周期分析等方法对近67年来登陆中国热带气旋的个数、频次、强度以及登陆位置等热带气旋活动特征进行深入分析,结果表明:(1)近67年登陆中国热带气旋的个数和频次均呈下降趋势,下降幅度分别为0.003个/a和0.008次/a,但变化趋势均不显著,未来一段时期热带气旋登陆个数、频次将呈缓慢增加趋势。(2) 6—10月是热带气旋发生和登陆的高频期,其中,8月份热带气旋的发生次数和登陆中国的次数均最多。(3)历年最低中心气压、平均中心气压均呈增加趋势,且最低中心气压通过了M-K显著性检验;热带气旋登陆强度总体呈减弱趋势,且未来一段时期将继续呈减弱趋势,但高强度热带气旋呈显著增加趋势。(4)广东、台湾、海南、福建和浙江是热带气旋的主要登陆地;热带气旋的登陆位置呈向东、向北偏移趋势,且未来时期该偏移趋势仍将持续。利用热带气旋路径数据分析1951—2017年登陆中国热带气旋的数量、强度等变化,旨在深入认识影响中国的热带气旋活动的特征及规律,为热带气旋的预报、预警及防灾减灾工作等提供科学参考。     

西北太平洋热带气旋发源特征与突变初步分析

采用日本气象厅东京台风中心最佳台风路径数据集1977-2011年共35年的资料对西北太平洋热带气旋的发源情况和突变进行了研究分析。结果表明:(1)热带气旋发源地主要集中在两个地方,一个是菲律宾以东海域125-134°E、11°-21°N范围内,另一个是南中国海北部海域111°-119°E、14°-21°N范围内;(2)热带气旋的等级越高,其生成的经度越大,纬度越低;(3)热带气旋生成最多的月份是8月,热带风暴、强热带风暴和台风均以8月份最多,而强台风生成最多的月份是9月,超强台风生成最多的月份则是10月;(4)热带气旋的生命长度、累积气旋能量和功耗指数均与其生成经度成正比,密度峰值均在马绍尔群岛170°E附近;(5)通过对时间序列的热带气旋个数、生命长度、累积气旋能量和功耗指数进行滑动t检验,发现在1995年和1998年均存在突变,从1995年至1998年为热带气旋趋势突变的时间区间。     

热带气旋对南海表层流和波浪的能量输入

利用日本气象厅"best track data"热带气旋数据、QuikSCAT(Quick Scatterometer)卫星风场数据和SCUD(Surface Currents from a Diagnostic model)表层流场数据,估算了热带气旋对南海表层流和波浪的能量输入。结果显示,由于热带气旋基本都位于南海中北部,热带气旋对表层流和波浪的能量输入也集中在南海中北部;能量输入最大的月份均在8月和11月,而在9月对总能量输入贡献最大。5～12月,热带气旋对南海表层流的能量输入为1.26GW,占风对表层流总能量输入的9.87%;热带气旋对表层波浪的能量输入为11.60GW,占风对表层波浪总能量输入的5.42%。如果只考虑10°N以北区域,则热带气旋对表层流和波浪能量输入的贡献分别达到11.29%和6.87%。     

SST对黄海、渤海登陆热带气旋路径和强度的影响

利用中国气象局整编的1949~2003年的热带气旋资料和美国国家环境预报中心的海表温度(SST)最优插值资料,应用EOF分解和概率分析等方法,分析了黄海、渤海登陆热带气旋个例所处环境场中的海温的空间和时间分布规律,计算得到该类热带气旋在黄海、渤海区达到最大可能强度(MPI)的概率分布。结果显示,在黄海、渤海海区的较强的(>1℃)SST正距平中心和渤海北部海域的SST正距平区是黄海、渤海登陆TC出现北行路径必要条件。所有TC个例过程发生之前均有一个黄海、渤海关键区SST距平上升过程,只有30%的TC达到MPI一半,只有1%的TC可能达到MPI的4/5。     

秋季西北太平洋热带气旋累积能量的年际变化及其预报

秋季是西北太平洋热带气旋平均强度最强的季节,热带气旋累积能量(accumulated cyclone energy,ACE)是热带气旋平均强度的表征指标,基于1979—2015年日本气象厅最佳路径热带气旋数据集,以及美国冰雪中心海冰数据和哈得来环流中心海温数据,利用回归分析和多元逐步回归等方法,对秋季西北太平洋ACE指数进行了分析和预报。研究表明:秋季西北太平洋ACE指数具有显著的年际变化特征,与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)有关,最大和最小值分别出现在1991年的厄尔尼诺年和1999年的拉尼娜年,在厄尔尼诺发展年的秋季ACE一般较强,而在拉尼娜衰减年的秋季热带气旋强度则较弱; ACE指数变化受来自北极海冰变化强迫中纬度异常波列的影响及其受到厄尔尼诺海温模态的调制;由于海冰在波弗特海的异常增多,强迫对流层高层夏季出现类似北半球环球遥相关型异常波列,波列正压下传,使得夏秋季西北太平洋副热带高压东退北移;副热带高压活动的变化和太平洋海温的异常分布影响了局地的环流,热带气旋生成源地弱的垂直风切变区域偏东和涡度显著增大有利于热带气旋在暖海洋上发展强盛。最后进行建模预报,预报效果为0.69。若单独使用海温或海冰作为唯一要素来预报,预报效果将大大降低。     

北印度洋风暴潮特征及其对气候信号的响应研究

北印度洋是我国“海上丝绸之路”的重要通道,其每年热带气旋活动引起的风暴潮等严重威胁着船舶航行安全和沿岸国家人民生命财产安全。分析研究北印度洋风暴潮的特征,对我国经济发展及北印度洋沿岸国家防灾减灾具有重要的现实意义。利用美国联合预警中心(the Joint Typhoon Warning Center, JTWC)公布的1950~2020年热带气旋资料、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)公布的1950~2020年热带气旋资料与1950~2020年的Niño3.4指数、夏威夷大学海平面中心(University of Hawaii Sea Level Center, UHSLC)公布的北印度洋每小时的水位数据进行分析,结果表明:　(1)北印度洋大于1 m的风暴潮主要分布在孟加拉湾北部,少量分布在孟加拉湾其他区域与阿拉伯海; (2)孟加拉湾北部区域的年际最大热带风暴潮(annual maximum tropical cyclone storm surge, AMTSS)与当月Niño3.4指数、南方涛动指数(southern oscillation index, SOI)相关性较高、受厄尔尼诺-南方涛动(EI Niño-Southem Oscillation, ENSO)的影响明显; (3)北印度洋AMTSS月际分布呈现双峰分布,与热带气旋(tropical cyclone, TC)的月际分布基本一致; (4) La Niña期间影响孟加拉湾北部的热带气旋在数量与强度方面均超过El Niño期间影响孟加拉湾的热带气旋,是La Niña期间风暴潮极值大于EI Niño期间风暴潮极值的重要原因。研究表明, AMTSS对ENSO信号的响应可能为AMTSS提供了潜在的可预测性,这对早期预警和减少风暴潮灾害具有重要意义。     

ENSO事件对西北太平洋热带气旋影响的分级研究

采用1951-2006年联合台风警报中心(JTWC)最佳路径数据集和气候预测中心(CPC) ENSO资料,分析了西北太平洋不同等级热带气旋累积能量(accumulated cyclone energy,ACE)与ENSO指数之间的关系.结果表明;ACE与ENSO指数间存在正相关关系;分级热带气旋中,ENSO事件主要通过超强台风(Super TY)的活动与ACE指数联系起来的,超强台风频数在El Ni(n)o期间多于La Ni(n)a 期间,同时持续时间也更长;ENSO指数和热带气旋活跃季超强台风ACE指数的滞后相关(ENSO指数滞后5个月内)与它们的同时相关大小相当.此外,还研究了分级热带气旋持续时间、强度和频数分别对ACE指数的贡献,结果显示超强台风频数的贡献最大.接下来,利用1951-2006年不同ENSO位相情况下NCEP再分析资料,分析了ENSO影响超强台风发生发展的物理机制.主要结论为:西北太平洋存在一些SuperTY频数与源地分布在ENSO年与平常年相比有明显差异的关键区;ENSO事件改变关键区低层相对涡度以及海表温度是其影响SuperTY源地及频数变化的重要途径.     

西北太平洋热带气旋的闪电特征及其与强度关系的初步分析

使用TRMM卫星搭载的闪电成像传感器测得的1998-2005年间的闪电信息,结合热带气旋的活动特征,提出了一种识别热带气旋闪电的方法,进而分离了1998-2005年西北太平洋热带气旋的闪电信息,并在此基础上,对西北太平洋的热带气旋闪电特征进行了初步分析.结果表明:西北太平洋热带气旋的眼壁附近(距热带气旋中心约30~50km)、内雨带(热带气旋中心外约60~100km)和外雨带(热带气旋中心外约130~610km)内普遍存在闪电现象,而且各月均有发生,并以7-8月较频;我国东南沿海地区,特别是台湾岛-台湾海峡-福建沿海地区、珠江三角洲的近海海域,是最易发生热带气旋闪电的两个区域,而日本岛东南方向广阔的西北太平洋洋面上的热带气旋,则较少有闪电发生.此外,闪电与热带气旋的强度及其变化有一定的关系,利用发生在热带气旋不同区域的闪电信息可对热带气旋的强度进行估算,估算的误差与目前的业务定强误差接近.     

基于四套不同数据集的西北太平洋热带气旋快速增强现象统计对比分析

利用中国气象局(China Meteorological Administration, CMA)上海台风研究所、美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center, JTWC)、日本气象厅(Japan Meteorological Agency, JMA)和香港天文台(Hong Kong Observatory, HKO)发布的四套热带气旋(Tropical cyclone, TC)最佳路径集资料,对比分析了1985—2014年间发生于西北太平洋上TC快速增强(Rapid intensification, RI)现象。根据TC记录24 h强度变化的上95%累积概率分位确定四套资料RI阈值分别为26 kn(CMA)、30 kn(JTWC)、25 kn(JMA)和25 kn(HKO)。四套RI样本时空分布特征差异不大,TC多发于菲律宾以东的西太平洋暖池区,以9、10月份最多。对比发现,JTWC资料中1～3级TC发生RI的频数和比例均远高于其他资料,经历RI后多增强为4～5级TC,从而导致强台风频数高于其他资料。考虑到四套资料在确定台风强度(定强)时使用的风速标...     

一种分析台风路径预报误差的新方法

台风路径预报误差应包括距离误差和方向误差两个方面,而在以往的业务应用和科学研究中偏向于只考虑对应时刻预报和观测位置点间的距离误差。本文对评估台风路径误差的方法进行了改进,在距离误差基础上建立了一种新的表征台风路径误差的方法——多因子误差法。本文以中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据为标准,对2008和2009年中国气象局、美国台风联合预警中心和日本气象厅预报的西北太平洋热带气旋路径,采用新的表征热带气旋路径预报误差的多因子误差法进行分析,并与普遍采用的距离误差法进行对比,结果表明:多因子误差分析方法和距离误差分析方法存在比较明显的差异,多因子误差法优势比较明显。本文是对更科学的台风路径预报误差评定方法的有益探索,有一定的参考价值。