北太平洋爆发性气旋的统计特征

利用FNL(Final Analyses)全球格点资料,对2000—2015年冷季(10月至来年4月)发生于北太平洋(20°N~65°N,110°E~100°W)的爆发性气旋进行了分析研究。依据爆发性气旋的空间分布特征和高时间分辨率的资料,将爆发性气旋定义修订为海表面中心气压(地转调整到45o N)12h平均加深率达到1hPa/h以上的气旋。根据爆发性气旋最大加深率的大小,在强度上将其划分为4类:弱、中、强和超强。日本海、西北太平洋、中西太平洋、中东太平洋和东北太平洋为北太平洋爆发性气旋的5个多发区域,发生于各区域的爆发性气旋依次称之为:JOS(Japan-Okhotsk Sea)、NWP(Northwestern Pacific)、WCP(West-Central Pacific)、ECP(East-Central Pacific)和NEP(Northeastern Pacific)爆发性气旋。北太平洋爆发性气旋发生频数自西向东逐渐减少,呈现出"西多东少"的分布特征。爆发性气旋的统计特征因发生区域不同而呈现出较大差异,NWP爆发性气旋多发生于冬季和早春,而NEP爆发性气旋多发生于秋季和早春;相对于NEP爆发性气旋,NWP爆发性气旋发展较为剧烈,中心最低气压较低,爆发史长和发展史长较长。NWP爆发性气旋的移动路径多为西南-东北向,随着爆发强度的增强,其移动路径更趋于集中。NEP爆发性气旋的移动路径因生成位置的不同而呈现出较大差异,在中西太平洋和中太平洋海域生成的NEP爆发性气旋,其移动路径前期多为偏东向,后期折向西北;而在中东太平洋海域生成的NEP爆发性气旋,其移动路径多为西南-东北向。海洋暖流为NWP和NEP爆发性气旋的急剧发展提供了有利的海洋物理环境场。     

我国南极科考站附近气旋的特征分析

本文基于欧洲中心的ERA-Interim再分析数据,采用雷丁大学的气旋自动识别与追踪算法,建立了1979-2013年中国南极科学考察站长城站、中山站以及泰山站划定的统计区域内气旋数据集。基于这套数据,分析了3个站区附近气旋的气候特征,包括:气旋数量、空间分布、强度、加深率等,并研究了达到爆发性发展的气旋的时空特征。分析表明,长城站以及中山站气旋数量均有增加趋势,但都未达到显著水平;泰山站气旋数量的减少趋势达到显著性水平。3个站区的气旋统计表明,长城站统计区域内气旋活动最频繁,且爆发性气旋活动相对较多;中山站、长城站气旋的数量和空间分布具有季节变化,气旋数量夏季较其他3个季节偏少、偏弱;泰山站气旋活动最少,并且大部分影响到该站的气旋都处于消亡阶段,气旋的强度较弱,故气旋活动对该站的影响较弱。     

中国近海温带气旋的时空变化特征

基于1979-2012年共34年的ECMWF逐日4次平均海平面气压的再分析资料,采用英国雷丁大学气旋客观追踪算法,对出现在我国近海的温带气旋(气旋生命史1d以上,移动距离大于500km)的时空分布特征进行统计分析。结论包括以下几点:(1)1979-2012年进入中国近海的温带气旋平均每年45个,气旋数量呈现春夏多而秋冬少的特点。20世纪90年代初至今,气旋数量呈增加趋势,其中北部海区气旋数量增加达到显著水平,东部海区气旋数量表现为不显著减少,故认为影响中国近海的气旋路径有北移的趋势。(2)进入我国近海的温带气旋主要有4个生成源地,按比例由高到低分别是江淮气旋(38.9%),东海气旋(25.2%),黄河气旋(24.3%)以及蒙古气旋(11.6%)。气旋入海后,当大气海洋条件适合时,可以爆发性增长,气旋爆发性增长的主要区域在朝鲜半岛及以东洋面以及日本以东洋面,在我国近海气旋爆发的比例较小。(3)气旋生命史主要为1~7d,但生命史为1~4d的气旋比例最大,平均占气旋总数的52%,其中夏季长生命史气旋(大于10d)的比例最大,为8%,冬季最少,接近3%。冬季气旋最强,气压分布区间大;夏季弱气旋多,中心气压分布集中。     

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。     

1971—2020年南海生成热带气旋的活动规律与大风分布特征

利用东京台风中心提供的1971—2020年的西北太平洋热带气旋资料,对南海生成热带气旋的发生频数、发生源地、强度和持续时间、移动路径以及大风分布特征进行统计分析。结果表明：南海热带气旋主要生成于5—12月,其中6—9月为盛行期,约有70%的热带气旋生成;热带气旋生成位置季节变化明显,6—9月多生成于南海北部17°N附近,11月—次年4月多生成于14°N以南的南海南部,5月和10月为季节转换期,生成位置大幅北进或南撤;热带气旋中心最低气压为940～1 004 hPa,平均值为985.4 hPa,近中心最大风速为35～85 kt,平均值为48.3 kt,平均持续天数为6.2 d;热带气旋移动路径以西移和西北移路径居多,各月都有发生,其次为东北移路径,主要发生在5—6月;近90%的南海热带气旋10级以上大风以中心呈对称分布,大风圈平均半径为53.2 n mile,在7级以上大风中以中心呈对称分布的略多于不对称分布的,7级大风圈的平均半径为142.3 n mile。     

1998年西北太平洋热带气旋和副热带高压特征

本文对１９９８年西北太平洋上（包括南海,下同）热带气旋（不含热带低压,下同）特征进行了分析,得出,该年西北太平洋上生成的热带气旋个数和登陆我国的个数之少,第一个热气旋出现及登陆初台出现时间之晚均创半个世纪以来的历史记录。而热带气旋生成的地理位置偏西,１５０°Ｅ以东太平洋洋面无热带气旋生成及热带气旋强度弱,生命史短的特征在过去几十年中也是罕见的。文章对盛夏５００ｈＰａ环流场进行了分析,得出,西北太平     

南大洋夏季气旋的统计特征

为增加对南半球气旋及爆发性气旋的理解,利用美国国家环境预报中心NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的1(°)×1(°)FNL格点资料对南大洋2004~2007年3个夏季(12,1,2月)热带地区以外的气旋及爆发性气旋的位置及路径等特征进行统计分析,发现1月份为南大洋夏季气旋与爆发性气旋发生发展的高峰月,55°S~70°S为气旋分布最大值区,较多的气旋生成于南美洲东部、南极半岛附近,而爆发性气旋则大多生成于澳大利亚大陆西南50°S~60°S内,南极半岛东北部以及20°E,60°E附近,并且随着夏季向秋季过渡,南大洋气旋位置分布逐渐向高纬度集中。南大洋夏季气旋及爆发性气旋路径走向大多为东-东南走向,个别为东北走向。南大洋夏季气旋生命周期平均为2~6 d,水平尺度平均约为1000 km,爆发性气旋一般维持在1周左右,水平尺度平均约为3000 km。特殊的地理环境使得南大洋气旋具有发生频率高、中心气压值低、水平尺度大等特点。     

西北航道夏季气旋登陆期间海冰对波浪的影响

西北航道是指从北大西洋经加拿大北极群岛进入北冰洋,再进入太平洋的航道,是连接大西洋和太平洋的捷径。为了探讨西北航道通航期极端天气条件下强风及海冰对波浪场的影响机制,建立并验证了考虑海冰影响下的西北航道风浪演化模型,并以2012年8月北极气旋登陆期间为例探讨西北航道通航期波浪特性及波能流密度的时空演化及其对风和海冰的响应。研究结果表明,北极夏季海冰大多分布于西北航道以北海域,而风向大部分集中在SSW(南偏西22.5°)至SW(南偏西45°),西北航道海冰的存在并不会引起有效风区的明显减少,也不会引起无冰海域波能流的明显减小(不超过5%)。但是,当风向变为北向风时,无冰海域波能流减小幅度最多高达62%。最后,综合海冰和波浪要素的时空分布,提出了极端天气条件下西北航道通航期的最佳适航路线,为西北航道的夏季安全通航提供了科学依据。     

西北太平洋爆发性气旋的气候特征和卫星云图分析

通过对西北太平洋最近九年爆发性气旋的分析表明:气旋的爆发性发展主要发生在冬半年的海洋上,集中在日本东南海域,且有明显的季节性。加深率以1.1贝吉龙居多。其发展过程的云形特征可归为四类:南北逗点云系迭加类;气旋锢囚性发展类;斜压叶状云系类和东西云系迭加类。     

阿拉伯海热带气旋生成特征分析

利用印度气象局（India Meteorological Department,IMD）、国际气候管理最佳路径档案库（International Best Track Archive for Climate Stewardship,IBTrACS）提供的1982—2020年阿拉伯海热带气旋路径资料,美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction,NCEP）再分析资料,对近39 a阿拉伯海热带气旋源地和路径特征、活跃区域、频数及气旋累积能量（accumulated cyclone energy,ACE）指数的季节特征和年际变化特征进行分析,并结合环境因素,说明其物理成因。结果表明：阿拉伯海热带气旋多发于10°~25°N,65°~75°E海域,5—6月、9—12月发生频数较高且强度较强,1—4月、7—8月发生频数较低且气旋近中心最大风速均小于35 kn;频数的季节变化主要受控于垂直风切变要素;阿拉伯海热带气旋发生频数和ACE近年有上升趋势,年际变化主要受控于海面温度（sea surface temperature,SST）和850 hPa相对湿度要素。     

南大洋气旋气候与变化特征

A new climatology of cyclones in the Southern Ocean is generated by applying an automated cyclone detection and tracking algorithm(developed by Hodges at the Reading University) for an improved and relatively highresolution European Centre for Medium-Range Weather Forecasts atmospheric reanalysis during 1979–2013.A validation shows that identified cyclone tracks are in good agreement with a available analyzed cyclone product.The climatological characteristics of the Southern Ocean cyclones are then analyzed,including track,number,density,intensity,deepening rate and explosive events.An analysis shows that the number of cyclones in the Southern Ocean has increased for 1979–2013,but only statistically significant in summer.Coincident with the circumpolar trough,a single high-density band of cyclones is observed in 55°–67°S,and cyclone density has generally increased in north of this band for 1979–2013,except summer.The intensity of up to 70% cyclones in the Southern Ocean is less than 980 h Pa,and only a few cyclones with pressure less than 920 h Pa are detected for1979–2013.Further analysis shows that a high frequency of explosive cyclones is located in the band of 45°–55°S,and the Atlantic Ocean sector has much higher frequent occurrence of the explosive cyclones than that in the Pacific Ocean sector.Additionally,the relationship between cyclone activities in the Southern Ocean and the Southern Annular Mode is discussed.     

近10年黄、渤海海域入海气旋的统计特征和加强原因分析

利用2008?2018年逐小时自动站资料、常规地面高空观测资料、NCEP-FNL资料,统计黄、渤海7级及以上气旋大风过程,围绕气旋加深率和气压梯度讨论气象因子与气旋强度和发展关系,根据Petterssen地面气旋发展公式讨论温度平流、涡度平流和非绝热加热在气旋中的作用。结果表明:(1) 70.5%气旋入海后加强,14.7%成为爆发性气旋,17.6%气旋入海过程强度不变,11.7%气旋入海后减弱。影响黄、渤海的温带气旋过程主要发生在秋季,春冬季次之,夏季一次也没有出现过。入海发展的气旋多位于200 hPa高空急流出口左侧或者分流辐散区,入海减弱的气旋多位于高空急流出口右侧。(2)影响黄、渤海域的气旋有3类:自西北向东南移动的蒙古气旋(17.6%);自西向东移动的黄河气旋(49%);自西南向东北移动的江(黄)淮气旋(33.4%)。江(黄)淮气旋在秋季容易发展为爆发性气旋。黄河气旋和蒙古气旋入海后最大风区域通常出现在气旋的西北象限(或偏西象限),江(黄)淮气旋最大风区域出现在气旋的东南象限。(3)温度平流是气旋入海发展最重要的物理量因子,温度平流对气旋入海发展比对气旋强度更敏感。5次爆发性气旋过程中温度平流和涡度平流均高于其他气旋过程。非绝热加热与气旋强度的相关性较强,与气旋发展相关性弱。(4)江(黄)淮气旋过程中温度平流和非绝热加热较强,黄河气旋过程中涡度平流较强,涡度平流和非绝热加热对蒙古气旋的作用较弱。     

2003年3月北大西洋上两个爆发性气旋的“吞并”过程及发展机制分析

本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的0.125(°)×0.125(°)的ERA-Interim再分析资料、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)提供的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)可见光云图、气象卫星合作研究所(Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies,CIMSS)提供的GOES-EAST红外卫星云图等资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)数值模式的模拟结果,对2003年3月北大西洋上一个爆发性气旋B“吞并”另一个气旋A后快速发展机制进行了分析。气旋A和B均生成于美国东部,气旋A于2003年3月5日06 UTC生成,气旋B于6日00 UTC生成,且比气旋A向东北方向移动得更快,7日18 UTC达到最大加深率3.27 hPa·h^-1。在北大西洋中部地区,从8日00 UTC开始,气旋B吞并气旋A后形成气旋C,8日12 UTC气旋C中心气压达到最低值938.3 hPa。高空急流、低空水汽输送和潜热释放为气旋A和气旋B的快速发展提供了有利的环流背景场。气旋B吞并气旋A的过程经历三个阶段:前期阶段、吞并阶段、完成阶段。利用WRF模式模拟结果的分析表明,气旋A和B之间建立水汽输运通道,水汽从气旋A向气旋B输送。气旋B吞并气旋A后形成气旋C快速发展的主要原因是暖平流的作用。     

汕尾市引发灾害性海浪的热带气旋特征研究

近年来,海浪灾害是威胁近海民众生命安全最为突出的海洋灾害,对我国造成的经济损失有整体上升的趋势。基于31 a(1986-2016年)汕尾市观测站的热带气旋影响期间白天的海浪数据,本文定义并提取了31次灾害性海浪(1/10大波波高≥4 m)事件。在灾害性海浪发生时,热带气旋主要位于观测站点的西侧(115.57°E以西)。31次灾害性海浪事件集中发生于6-9月;其中,虽然6月份影响研究海域的热带气旋数量相对较少,但引发灾害性海浪的概率约是7-9月份的两倍。有26个热带气旋生成于121°E以东的西太平洋海域,且移动路径相对较集中:途经吕宋海峡(16°-22°N)的热带气旋总数为25个,其中22个热带气旋途经16°-20°N之间,是最为重要的通道。途经此处的热带气旋在汕尾海域引发灾害性海浪的估算概率约为25%-50%。本研究可为汕尾市灾害性海浪的预警报和防灾减灾提供重要的参考。     

1949-2017年南海海域热带气旋强度和路径快速变化统计特征

为进一步认识南海地区热带气旋强度和路径快速变化的统计特征,利用中国气象局上海台风研究所整编的1949–2017年的热带气旋最佳路径数据集,统计分析了不同强度等级热带气旋发生强度和路径快速变化的特征。结果表明:(1)由强热带风暴快速加强为台风、以及由台风快速加强为强台风是热带气旋强度快速加强发生频率最多的事件;强度快速加强次数以1次居多,一般不会超过2次;但大部分途经南海的热带气旋出现快速加强时都在南海以外的地区,在南海出现快速加强的概率仅为9.8%。(2)不同强度的热带气旋,其强度的维持时间长短对其强度快速加强有重要影响,一般在该强度的前24 h是快速加强的最佳阶段,当其中心气压下降速度超过?12.0 hPa/(6 h)时容易出现台风级别或以上的强度快速加强,且热带气旋快速加强容易出现在海温偏高地区。(3)南海地区热带气旋路径的偏转主要出现在西行路径中,其中以5°～30°的偏转为最常见,占到全部热带气旋总数的48.65%,不过,按照定义的路径快速转向标准,路径快速转向的概率仅有15.13%。随着热带气旋强度的增强,南海地区发生路径快速转向的频次迅速减少,路径快速转向主要出现在近海岸地区和南海中北部偏东区域。这些结果进一步细化和丰富了对南海地区热带气旋强度和路径快速变化的认识。     

RITC活跃年份的气候特征及个例研究

利用1981—2010年期间的热带气旋实况数据、ERA-Interim逐月和逐日的再分析资料及NOAA提供的向外长波辐射月数据,采用合成分析方法及天气学方法,对强度快速增强气旋活跃年份及不活跃年份的海温条件、向外长波辐射、垂直风切变、100 hPa位势高度距平场及季风槽进行了特征分析,结果表明:(1)RITC活跃年份-不活跃年份的海温距平场多表现为厄尔尼诺特征,即活跃年份的整个赤道中东太平洋海温较不活跃年份明显偏高;(2)RITC活跃年份所对应的赤道大部分地区(140°E以东)向外长波辐射值更低,表明对流活动明显东移;(3)RITC活跃年份的垂直风切变较小区域较不活跃年份总体偏东10～15个经度;(4)RITC活跃年份的南亚高压主体东端出现明显的扩展;(5)RITC活跃年份的季风槽为偏东型,不活跃年份的季风槽则为西北型。同时,对具有代表性的1983年第10号热带气旋"Forrest"的物理量场进行分析后发现:在该气旋强度快速增长阶段,气旋的整个中低层增暖增湿效果明显;表征积云对流发展的大范围的对流有效位温高值区存在于气旋及其周围,尤其是前进方向上;该阶段仍存在较强的垂直风切变,但强度及范围明显变弱、变小;各通道的水汽条件充沛。     

Recent Sea Level and Sea Surface Temperature Trends Along the Bangladesh Coast in Relation to the Frequency of Intense Cyclones

Bangladesh, one of the most densely populated countries in the world, is a victim of frequent natural calamities like tropical cyclones, tornadoes, floods, storm surges and droughts. Now the sea level rise (SLR) has also been included in these natural calamities. The SLR is likely to have greater impact on that part of Bangladesh having low topography and a wide flood plain. Since 21% of the population lives in the low coastal belt, any increase in sea level will be a problem of ominous proportion for Bangladesh. Since the cyclogenesis enhances over the Bay of Bengal during May and November, the sea level and sea surface temperature (SST) trends of these two months have been analyzed and calculated. The results of the selected stations one in the eastern coast and another in the western coast of Bangladesh show that Bangladesh coastal sea level is rising in the same way as the global sea level, but the magnitude is quite different. The difference in the behavior of sea level rise along the Bangladesh coast and the global trend may be due to the tectonic activity such as subsidence of the land. The mean tide level at Hiron Point (in Sunderbans) has shown an increasing trend of about 2.5 mm/year in May and 8.5 mm/year in November. Similarly near Cox?s Bazar (in the eastern coast of Bangladesh) it has registered a positive trend of about 4.3 mm/year in May and 10.9 mm/year in November. Thus the increment in the sea level along the Bangladesh coast during cyclone months is much more pronounced. In coastal waters near Hiron Point the SST has registered an increasing trend of about 1°C in May and 0.5°C in November during the 14-year period from 1985?1998. Near Cox?s Bazar, SST has shown a rising trend of about 0.8°C in May and about 0.4°C in November during the same 14-year period. The magnitude of SST trend is slightly more along the west coast. Any change in the frequency and intensity of tropical cyclones will have far reaching implications in the South Asian region. The rise in SST in the cyclone months seems to be correlated with the frequency and intensity of tropical cyclones. During these months, an increasing trend in the frequency and intensity of severe cyclones has been observed.     

On the relation of the number of extratropical cyclones to their sizes

Extratropical cyclones were identified on the basis of sea level pressure NCEP/NCAR reanalysis data for the Northern Hemisphere from 1948 to 2004. Cyclone positions were determined with a time interval of 6 h. Cyclone sizes were obtained with the use of a numerical scheme based on a rotation of the spherical coordinate system such that the pole of the new coordinate system coincided with the cyclone center. Cyclone sizes were determined at each step of the trajectory. The last closed isobar was assumed to be the outer boundary of the cyclone. The pressure deficit in the cyclone center was regarded as a characteristic of the intensity of a synoptic formation. The interrelation between the number of cyclones and their sizes was estimated for all extratropical cyclones of the Northern Hemisphere regardless of the stage of their development. The number of cases being analyzed is 1.5 × 10⁶. Cyclone areas vary from 0.13 × 10⁶ to 6.4 × 10⁶ km², and 80% of extratropical cyclones have an intensity of 1–15 hPa. The distribution of the number of cyclones depending on their intensities is shown to be of an exponential character. The distributions of the number of cyclones were approximated with a very high accuracy, so that the regularities obtained are very stable during the past several decades.     

福建出现秋台风前期几个物理因子特征

通过分析福建省出现秋台年与无秋台年夏季几个物理因子的变化，得出如下结论(1)有秋台年夏季东亚500hPa高度距平场呈现“－＋－”的分布特征，无秋台年东亚500hPa高度距平场呈“＋－＋”的分布.(2)有秋台年夏季副热带高压较活跃，北进南退的步伐较大，而无秋台年只在秋季的回跳速度快.(3)拉尼娜事件开始年份可能会出现秋台风，同时有秋台年夏、秋季海温距平分布是赤道中、东太平洋为负的海温距平，西、北太平洋为正海温距平，无秋台年份海温的分布形态与此刚好相反．