西北太平洋近赤道热带气旋生成的特征分析

1979—2012年西北太平洋存在70个形成于0°～5°N的低纬度地区的热带气旋(TC),占TC总量的8%,其中达到台风等级的个数占64%。而针对此类缺少一定科氏力作用而形成的罕见TC生成的研究相对较少。本文利用JTWC的TC最佳观测资料、ERA-Interim再分析资料,以及NOAA-OISST海温资料,以西北太平洋近赤道TC为研究对象,统计诊断了其年际、年代际、季节分布特征,分析了其大尺度环境背景场,重点探讨了近赤道TC生成的影响因子。研究结果表明,近赤道TC具有明显的年际与年代际变化,并且近赤道TC具有与西北太平洋总TC恰好相反的季节变化。近赤道TC生成的大尺度环境背景场是东北冬季风与其在近赤道地区偏转形成的西北风之间的气旋性环流。对流层低层的绝对涡度动力项与对流层中层的湿度热量项是近赤道TC生成的主要贡献因子,并且相对于5°～10°N生成的TC,近赤道TC对对流层低层的正涡度与对流层中层的湿度条件的要求更高。     

2008年西北太平洋热带气旋活动特征分析

对2008年西北太平洋及我国南海热带气旋的活动特征进行总结,并从多方面分析其成因.结果指出:2008年西北太平洋热带气旋活动的主要特征为生成总数少,源地集中,位置偏西;登陆数多、时间早;登陆地点偏南、时间集中等.其原因主要在于:在热带气旋的多发期副热带高压面积偏大、强度偏强、西伸脊点异常偏西,且脊线偏南,造成西北太平洋热带地区盛行偏东风,不利于热带扰动的生成和发展;同时,也使得在其南侧生成的热带气旋易在偏东气流的引导下登陆我国南方.另外,季风槽、垂直风切变、海表温度和热带辐合带上的对流活动等因子的异常分布都不利于热带气旋在西北太平洋东部海域生成,直接导致这一年热带气旋生成总数明显偏少,源地显著偏西.     

西北太平洋热带气旋强度突变的分布特征

用42年（1949～1990）资料在西北太平洋区域统计各小区（5°×5°经纬度）内热带气旋强度突变（12 h内热带气旋近中心最大风速变化#A≥|10| m/s）的频数和频率，给出其分布特征。 其中频率迅速变化地带除与地形有关外， 还与黑潮、常年的副热带西风急流和副热带高压的活动位置有密切关系。     

1949—2010年西北太平洋热带气旋特征分析

文章分析了1949—2010年发生在西北太平洋上的热带气旋的空间分布特征。并利用趋势分析、小波分析和滑动t检验方法分析了热带气旋的年际变化特征、季节变化特征、周期特征和突变特征。结果表明:西北太平洋热带气旋多生成于5~25°N,110~170°E的海域。频数的年际变化存在三个阶段,月际变化明显,集中出现在7—10月。整个时域上10~15a的波动明显,并经历了三次突变过程。62a间强热带风暴生成最多,台风次之,热带风暴最少。热带气旋强度的年变化不明显。热带气旋强度越强,频数最大值的月份出现越晚。亚洲季风和西太平洋副高对热带气旋的产生起很大的作用。     

西北太平洋和南海热带气旋的气候特征分析

对1949—2005年共57年西北太平洋上和南海中心风速≥8级的热带气旋活动的若干特征进行了统计学分析,结果表明：57年在西北太平洋和南海热带气旋年平均发生频数为27.47个,登陆我国年平均数6.89个,近10年发生和登陆频数处于57年的低值区;7—9月是发生和登陆我国最多的月份,华南沿海是登陆最频繁的区域。我国东北地区、华北、黄淮、江淮、江南、华南和西南地区东部均可出现TC暴雨,高频区在东南沿海地区,中心在海南和广东东部沿海,次频中心位于广西沿海和福建东南部沿海。此分析可为登陆热带气旋的暴雨预报提供气候背景。     

PDO对西北太平洋热带气旋活动与大尺度环流关系的影响

利用NCEP再分析资料和上海台风研究所整编的热带气旋资料,研究了在太平洋年代际振荡(PDO)冷暖位相中西北太平洋热带气旋频数与太平洋海表温度(SST)年际相关的分布差异,以及500 hPa高度场对热带气旋频数和生成源地的影响.结果表明,在PDO冷位相时期,热带气旋频数与赤道东太平洋SST存在显著相关,副热带高压位置偏东...     

西北太平洋热带气旋强度变化的若干特征

使用NOAA海表温度资料、ECMWF再分析资料和JTWC台风最佳路径数据,对1984—2013年30年西北太平洋热带区域（100 °E~180 °,0~60 °N）内热带气旋（TC）的强度变化特征及其与环境风垂直切变（VWS）、海表温度（SST）、最大风速半径（RMW）的关系作了统计分析,尤其关注TC强度突变。结果表明:（1）在研究区域内,TC样本中35.2%强度稳定,52.8%强度变化缓慢,仅12.0%强度突变,约92.7%的迅速加强TC样本发生在其台风及以上强度等级;（2）2000年以来,TC强度稳定样本减少,强度迅速变化样本增多。5月和9—10月是TC强度突变的高频期;（3）超过12 m/s的环境VWS下TC迅速加强较少,且只有台风及以上强度TC才能在大于12 m/s的VWS下迅速加强;（4）TC加强和迅速加强主要在28.5~30.0 ℃的SST洋面上发生,在较低SST下仍迅速加强的TC强度等级较高;（5）TC样本的RMW多小于100 km,其中强度突变TC RMW峰值区在20~40 km;（6）加强TC的RMW的24 h变化一般减小,减弱TC的RMW则增大;其中强度突变TC尤其明显,超强台风发生迅速加强时,RMW减小的比率达84.6%,但仍有15.4%比率的RMW增大。      

西北太平洋强热带气旋活动的年代际变化

统计分析了１９５１～１９９５年西北太平洋强热带气旋①活动的气候特征和大气环流特征及其相互关系。结果表明,５０和６０年代是强热带气旋活动异常期,６０和７０年代是台风活动异常期。并指出台风与副热带高压、西风环流、青藏高原指数有很好的相关性     

西北太平洋热带气旋运动及其突变的若干统计特征

利用中国气象局上海台风研究所热带气旋(TC)最佳路径资料,对1949—2010年共62年西北太平洋(包括南海)热带气旋的运动特征进行统计,包括TC路径折角和移速的时空分布,折角与移速、气压之间的关系以及我国近海和大陆TC异常路径的类型、地理分布等特征。最后就TC路径突变的折角标准及其发生概率进行了讨论。结果表明,(1) 西北太平洋TC年平均移速略呈下降趋势,而平均折角年际变化在1980年代末之前呈上升趋势,之后呈下降趋势。(2) 平均移速随纬度增高而增大,TC生成源地(菲律宾群岛以东和南海)为移速低值区;平均折角在日本岛以东洋面较小,南海、台湾岛附近较大。(3) 西北太平洋TC 12 h平均折角为14.51 °,左、右折频次分别占总数的44.57%和55.43%。两者在0～90 °区间随角度增大偏折频次减少,而>90 °有所增多。(4) 一般移动快的TC折角较小,而折角大的TC移动慢;较强TC折角小,而折角大的TC较弱。(5) TC在我国近海和大陆出现的突变路径主要包括西行北(南)折、北上东(西)折、打转和停滞等,其中西折出现频次最多。(6) TC折角>45 °的出现概率<4.6%,>30 °的出现概率<13.19%。若区分左、右折,则>45 °的概率都<2.8%,>30 °的概率<11%。TC路径的突然转折是小概率事件。      

西北太平洋热带气旋降水特征分析

利用1997—2006年GPCP(Global Precipitation Climatology Project)逐日卫星降水资料、上海台风研究所西北太平洋热带气旋资料,研究了近10年西北太平洋热带气旋降水的时空分布特征。发现整个西北太平洋区域多年平均TC(tropical cyclone)降水为175 mm,TC降水占总降水的比率为12%。年均TC降水场有两个极大值区域,分别位于菲律宾北部和菲律宾以东洋面。纬带平均的经向分布显示,总降水呈双峰分布,主、次峰值分别出现在6°N和35°N;而TC降水呈单峰分布,峰值出现在16°N。10年中TC降水以2004年最强;El Ni?o年TC降水在135°E以东偏多,而在南海中部和菲律宾至台湾等地区偏少;La Ni?a年TC降水在南海地区偏多,在菲律宾以东地区则显著偏少。     

THE ABRUPT CHANGE OF TROPICAL CYCLONE NUMBER OVER THE WESTERN NORTH PACIFIC IN THE MID-1990s

Based on the CMA tropical cyclone(TC) best track data as well as the reanalysis datasets from the NCEP/NCAR and NOAA, the variation characteristics of TC number from 1949 to 2013 over the western North Pacific(including the South China Sea) are examined. Notably, the time series of TC number exhibits a significant abrupt change from more to less around 1995. Comparative analysis indicates that the environmental factors necessary to TC formation also change significantly around the mid-1990 s. After 1995, accompanying with anomalous warm sea surface temperature(SST) in western equatorial Pacific, a La Nia-like pattern in tropical Pacific appears obviously. However,compared with the period before 1995, the vertical upward movement decreases, vertical shear of tropospheric zonal wind increases, and sea level pressure(SLP) rises, all of which are unfavorable to TC formation and work together to make TC number reduce markedly after 1995. Furthermore, when the typical interannual more and less TCs years are selected in the two separate stages before and after 1995, the relative importance of oceanic and atmospheric environments in interannual TC generation is also investigated respectively. The results imply that the SST over the tropical Pacific exerts relatively important influence on TC formation before 1995 whereas the atmospheric circulation plays a more prominent role in the generation of TC after 1995.     

夏季西北太平洋热带气旋生成频次与热带海温关系的年代际变化

探讨了夏季(6—8月)西北太平洋(Western North Pacific,WNP)热带气旋生成频次(Tropical Cyclone Genesis Frequency,TCGF)与热带海温关系的年代际变化,发现影响WNP TCGF的热带海温型在1991/1992年发生了年代际变化。在1990年代初之前,TCGF正异常对应的热带海温异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)呈现东部型La Ni?a衰减位相,前冬至春季WNP局地暖SSTA在其西北侧激发气旋异常,夏季时由热带印度洋冷SSTA继续维持。在1990年代初之后,TCGF正异常对应的热带SSTA呈现东部型La Ni?a向中部型El Ni?o快速转换的位相,夏季中太平洋暖SSTA在其西北侧激发气旋异常,同时热带东印度洋至海洋性大陆以及热带大西洋的冷SSTA通过垂直环流圈加强中太平洋的辐合上升运动,进一步维持其西北侧气旋异常。由于激发气旋异常的暖SSTA在第二个年代相较第一个年代明显偏南偏东,气旋异常和TCGF正异常在第二个年代也整体偏南且向东扩展至更远的区域。WNP TCGF与热带海温关系的年代际变化与1990年代初之后厄尔尼诺-南方涛动演变速率加快有关。      

西北太平洋热带气旋强度变化的统计特征

用中国气象局整编的1949-2003年共55年的《台风年鉴》和《热带气旋年鉴》资料,依据平均值与标准差的数学涵义,给出了TC突然增强、缓慢增强、强度稳定、缓慢减弱和突然减弱的标准,分析了西北太平洋热带气旋(TC)强度变化的年代际、年际、月际、日变化和区域分布的基本特征。结果表明:(1)1960年代以前,T℃的年平均增强或减弱幅度较小。(2)在TC出现较为频繁的夏秋季节,8月份TC强度变幅较小。TC在14时(北京时,下同)最易发展,20时最易减弱;08时TC增强速度最快,02时最慢;02时TC减弱速度最快, 20时最慢。(3)TC频数和增强TC频数的高值区位于海南岛以东的南海北部中国近海区域和菲律宾以东洋面,减弱类TC频数极值区在吕宋岛及其东部海域、海南岛以西的北部湾、广东沿岸。(4)TC突然增强不出现在30°N以北的中高纬地区和0—5°N的低纬地区。TC突然减弱多出现在125°E以西的中国近海大范围海域,在0～5°N的低纬地区基本不出现。     

西北太平洋热带气旋路径异常偏折的分类特征

基于中国台风网CMA-STI热带气旋（TC）最佳路径资料,对1949—2016年西北太平洋TC路径发生异常偏折的地理位置进行K-means聚类分析,并将其分为五个区域。对各区TC路径异常偏折的频数、方向变化、周期及时间变率等特征进行分析。结果表明:(1)不同分区TC异常偏折高频月份不同,纬度较高区域主要发生在夏季,纬度较低区域则主要发生在秋季。(2)异常右折TC在发生偏折前移向主要为西北向,偏折后为北向;异常左折TC偏折前主要为北向,偏折后主要转为西北向。(3)西北太平洋TC异常偏折总频数存在准2~4年、准3~6年的年际变化周期,其长期变化趋势表现为20世纪80年代中期之前呈增加趋势,其后呈减少趋势, 低纬区域年变化与之最为相似,中高纬区域变化趋势不明显。（4）将研究区域按5 °×5 °进一步栅格化统计TC异常偏折频数的时间变率,发现其地理分布表现为中国沿海为正、台湾岛以东海域为负的变化特征。其中沿海的增加趋势主要由异常右折增加引起,台湾岛以东洋面的减弱趋势主要由异常左折的减少引起。(5)异常右折TC强度增强的高频中心主要位于菲律宾半岛以东洋面,次中心位于中国南海中部,而强度减弱位于台湾岛西南区域;异常左折TC强度增强的高频中心位于南海中部,强度减弱中心位于我国东南沿海。      

影响我国热带气旋活动的气候特征及其与太平洋海温的关系

利用1956~2000年的热带气旋(简称TC,下同)资料对影响我国TC活动的气候特征进行了初步的统计分析,结果发现影响我国的TC活动具有明显的阶段性特征,1960年代影响我国的TC数明显偏少,而后进入偏多期,1990年代又相对偏少。影响我国的TC强度多集中于980~999 hPa,华东的闽、浙一带TC登陆比华南晚,但强度较大。在此基础上通过对影响我国的TC年个数与太平洋海温场进行相关分析,发现两个相关较密切的区域: 西太平洋暖池(120~150 E, 10~20 N)正相关区、赤道中东太平洋(180 ~90 W, 10 S~5 N)负相关区,这两个相关区具有较好的持续性。进一步分析影响我国的TC在El Ni駉年与La Ni馻年的气候特征发现,El Ni駉年影响我国的TC数较少,但强度较大,La Ni馻年则相反,影响我国TC多年和少年对应的太平洋海温距平分布形势分别与La Nia年和El Nio年的海温距平分布形势类似。     

IMPACT OF TROPICAL INTRASEASONAL OSCILLATION ON THE TRACKS OF TROPICAL CYCLONES IN THE WESTERN NORTH PACIFIC

In this work,an index of tropical 20-90 d oscillation(intra-seasonal oscillation;ISO)in the western North Pacific(WNP)was determined via the combined empirical orthogonal function(EOF)method using daily outgoing longwave radiation(OLR)field data from the National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA),daily wind field data(at 850 hPa)from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)and referencing the Madden-Julian oscillation(MJO)index proposed by Wheeler and Hendon.An in-depth investigation was conducted to examine the impact of the ISO on changes in tropical cyclone(TC)tracks in the WNP during different ISO phases.The research results indicate that during the easterly phase of the ISO,under the impact of the northeastern airflow of anti-cyclonic ISO circulation,the easterly airflow south of the western Pacific subtropical high is relatively weak,and TCs generated in the subtropical high tend to change their tracks east of 140°E;during the westerly phase,there is a relatively high probability that TCs change their tracks west of 140°E.This work also analyzed the ISO flow field situation in cases of typhoons and determined that the track of a tropical cyclone will experience a sudden right turn when the center of the ISO cyclonic(anti-cyclonic)circulation coincides with that of the cyclone.     

西北太平洋热带气旋迅速增强特征及其影响因子

选取西北太平洋上热带气旋(TC)24小时风速变化累积频率达95%所对应的15.4 m/s作为迅速增强(RI)的标准,研究了RI个例的基本特征以及TC自身特征因子与环境因子对RI的作用。结果表明,TC迅速增强过程的持续时间平均为33小时,最长可达78小时,并且TC经过迅速增强过程几乎都达到了台风级别以上,其中,一半以上达到了强台风级别以上。对比迅速增强(RI)和非迅速增强(non-RI)个例得到,RI个例相对于non-RI个例发生区域偏南偏东,两者的移动速度没有明显差异,但RI个例有较大向西移动分量并且前12小时增强较大;相对于non-RI个例,RI个例离最大潜在强度较远并且发生在较暖水区和55%～75%的低层相对湿度的条件下;RI个例发生在较小的垂直风切变和较弱的对流层上层东风气流情况下,由上层槽或冷低压引起的强迫弱于平均状况时RI较易发生。TC前12小时强度变化(DVMX)、海表面温度(SST)和垂直风切变(SHR)是影响迅速增强的主要因子,当DVMX≥6.3 m/s时RI发生的可能性最大,达到17.2%。当有若干个影响因子共同起作用时发生RI可能性显著增加,其中以较大的前12小时强度变化(DVMX≥6.3 m/s)、较高的海表面温度(SST≥29.4℃)、较弱的垂直风切变(SHR≤5.9 m/s)、较小的相对涡旋角动量通量辐合(REFC≤-1.6 m/(s.d))、偏东经度(LON≥138.2°E)和低纬度(LAT≤16.7°N)共同作用时,RI发生的可能性达到最大,可达66.7%。     

DIFFERENCES AMONG DIFFERENT DATABASES IN THE NUMBER OF TROPICAL CYCLONES FORMING OVER THE WESTERN NORTH PACIFIC

As shown in comparisons of the characteristics of inter-annual and inter-decadal variability and periodical changes in the number of tropical cyclones forming over the western North Pacific by three major forecast centers, i.e. China Meteorological Administration (CMA), Regional Specialized Meteorological Center of Tokyo (JMA) and Joint Typhoon Warning Center (JTWC) of Guam, there are the following important points. (1) Climatology of tropical cyclone (TC) or typhoon (TC on the intensity of TS or stronger) shows some difference in tropical cyclone frequency among the centers, which is more notable with TC than with typhoon. Both of them are more at the database of CMA than at those of the other two centers. (2) The difference is too significant to ignore in the inter-annual variability of tropical cyclone frequency between CMA and JTWC, which mainly results from the obvious difference in the inter-annual variability of the number of generated tropical depression (TD) between the two databases. The difference is small in the inter-annual variability of TS formations among all the three databases, and consistence is good between JMA and CMA or JTWC. (3) Though differences are not significant in the periodical variation of TC formations between CMA and JTWC, they are markedly apart in the inter-decadal variability, which is mainly shown by an anti-phase during the 1990s. (4) Non-homogeneity may exist around the late stage of the 1960s in the data of tropical cyclone frequency.     

THE RELATIONSHIP BETWEEN GLOBAL WARMING AND THE VARIATION IN TROPICAL CYCLONE FREQUENCY OVER THE WESTERN NORTH PACIFIC

The relationship between global warming and the variation in tropical cyclone (TC) genesis frequency is analyzed using the data of the Tropical Cyclone Year Book by the China Meteorological Administration and the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data from 1949 to 2007. The observational results indicate that the average sea surface temperature (SST) in the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) region (10°N – 20°N, 100°E – 140°E) increases by 0.6°C against the background of global warming, while the frequency of tropical cyclone geneses in this region decreases significantly. Generally, the rise of SSTs is favorable for the genesis of tropical cyclones, but it is now shown to be contrary to the normal effect. Most of the tropical cyclones in the western North Pacific (WNP) are generated in the ITCZ. This is quite different from the case in the Atlantic basin in which the tropical cyclones are mostly generated from the easterly wave. Our research results demonstrate that the ITCZ has a weakening trend in strength, and it has moved much more equatorward in the past 40 years; both are disadvantageous to the formation of tropical cyclones. Furthermore, our study also found that the ridge of the subtropical high tends to shift slightly equatorward, which is another adverse mechanism for the formation of tropical cyclones.