1984-2019年影响中国东南沿海城市的热带气旋及其经济损失变化特征

东南沿海是中国受热带气旋影响最严重的区域。以人口为标准,将浙江、福建、广东和海南四省拥有海岸线的地级市及上海在内的38个沿海城市划分为中等及以下(人口≤100万)、大型(100万人口≤500万)和特大(人口 500万)城市三个等级,基于1984—2019年影响中国东南沿海的热带气旋频次、强度、路径和经济损失数据,对登陆特征及经济损失变化特征进行研究,结果表明:(1) 1984—2019年登陆中国东南沿海特大城市的热带气旋频次最多,中等及以下城市最少。趋势上,在中等及以下城市登陆的热带气旋数量呈下降趋势,大型城市无明显变化,特大城市呈上升趋势。其中,广东西部和福建北部及中部的沿海城市登陆气旋频次最多。(2)强度上,特大城市登陆气旋强度最强,中等及以下城市最弱。趋势上,中等及以下城市登陆气旋强度减小,大型城市增加,特大城市先增加后减小,总体强度增加,福建、浙江和广东西部沿海城市登陆气旋强度最强。(3)从气旋登陆位置看,强热带气旋(STS)以上等级的气旋登陆点有北移趋势。(4)经济损失上,特大城市最高,其次为大型城市和中等及以下城市,总体变化均呈上升趋势,从损失占GDP (国内生产总值)比重上看,大型城市最低,中等及以下城市最高,均呈下降趋势。其中,福建、浙江和广东沿海城市损失高,占GDP比重低,海南损失低,但占GDP比重高。     

Oceanic barrier layer variation induced by tropical cyclones in the Northwest Pacific

According to Argo profiles and one-dimensional Price-Weller-Pinkel models, the oceanic barrier layer variation induced by tropical cyclones is adequately analyzed in the Northwest Pacific. Results show that tropical cyclones mainly aff ect the oceanic barrier layer through intensifying and weakening pre-existed barrier layer. The former even may generate new one after tropical cyclones’ passage. The latter can make pre-existed one disappear. Local wind stress and precipitation, the dominant factors, primarily determine the variation of barrier layer. Negative eff ects of wind mainly focus on the north of 20°N. This phenomenon is more meaningful for slow tropical cyclones. Conversely, positive eff ects of wind and precipitation center on the south of 20°N in the Northwest Pacific. Some data indicate that the barrier layer variation is also closely related with initial mixed layer depth and barrier layer thickness.     

遗传算法与神经网络相结合的热带气旋强度预报方法试验

以1960~2001年共41 a的7月和8月西行进入南海海域的热带气旋样本为基础,采用遗传算法与神经网络相结合的方法,进行了热带气旋强度预报模型的预报建模研究.并根据相同的热带气旋个例,将这种遗传-神经网络热带气旋强度预报模型与气候持续法热带气旋强度预报方法进行对比分析,试验预报结果表明,遗传-神经网络方法具有更好的预报能力.     

1979—2019年影响中国沿海的热带气旋与ENSO变化关系初探

采用1979—2019年热带气旋最佳路径资料,分析影响中国沿海的热带气旋的时空演变特征,并结合Ni?o3.4指数、海表温度和海洋上层热容量资料,对热带气旋与ENSO变化关系进行初步探讨。结果表明,近40年来影响中国沿海的热带气旋经历了1990年代减弱,2000年代增强的变化过程,且在2000年以后呈现显著向岸迁移趋势。影响中国沿海的热带气旋与表征ENSO的Ni?o3.4指数的相关关系在2000年发生突变,具体表现为ACE与Ni?o3.4指数在2000年前呈显著正相关,2000年后二者相关性明显下降。通过将ACE分解成平均强度ACE₁、持续时间ACE₂和频数ACE₃这三个分量,发现2000年前Ni?o3.4指数与平均强度ACE₁呈显著正相关,但2000年后Ni?o3.4指数与ACE₁相关关系减弱,这可能是导致ACE与Ni?o3.4指数的相关关系在2000年左右发生突变的主要原因。持续时间ACE₂与Ni?o3.4指数一直保持显著正相关,频数ACE_3<...     

南海热带气旋的气候变化及强度预测方法研究

建立南海海域1949～2007年6～10月份热带气旋（以下简称TC）年、月频数和TC中心强度的历史资料统计文件,分析TC的年月变化。结果表明：近50年,TC具有10a左右的周期变化,1964～1974年和1985～1995年为南海两个强台风以上级别频发期,1997～2006年为TC频数少且强度弱的时期。同时TC强度的空间分布分析结果表明,中沙北部海域和东沙西部海域为强台风多发生区,各月TC强度分布特征明显不同,且其加强通道具有南-北-南阶段性变化。另外,通过分别对1949～2007年北半球500hPa高度场及海温场的格点资料和TC强度历史资料的相关计算,选取高相关格点,根据相关权重组成组合因子,构建二次型预测方程,做年月TC强度预测。预测检验结果显示,冬季的高度场和海温场对次年的TC强度预测效果良好。     

Interannual variability in the sea surface cooling induced by tropical cyclones in the South China Sea

Sea surface cooling induced by tropical cyclones (TCs) is an important component of air-sea interactions. Using coordinate transformation and composite analysis...     

潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动影响的机理研究

使用1958—2001年的中国气象局台风年鉴资料和欧洲中心再分析资料,初步揭示了潜热通量异常对西北太平洋(含南海)热带气旋活动的可能影响机理。统计分析发现,西北太平洋(含南海)热带气旋年频数与北太平洋副热带(简称关键区)的潜热通量在过去40余年中均表现为显著的减弱趋势。诊断分析表明,关键区的潜热通量通过低层信风向西的水汽输送—整个西北太平洋热带气旋活动区水汽低层辐合上升而凝结—潜热释放这一链条改变西北太平洋(含南海)大气环境场条件(包括中层湿度场、高低层涡度场和高低层散度场),进而调制热带气旋活动。使用SAMIL模式进行关键区内潜热通量加倍和减半的敏感性试验,进一步证实了关键区潜热通量异常对西北太平洋热带气旋活动调制作用的可能机理,而对南海热带气旋活动影响较小。由此可推断,在过去40余年中,北太平洋副热带中部区潜热通量的减弱趋势可能是造成西北太平洋(含南海)热带气旋频数下降的主要原因之一。     

南海冷涡区域SST及冷涡动能、有效重力位能对热带气旋的响应

选择了12个个例,分析了冷涡区域海表面温度(sea surface temperature, SST)对热带气旋(tropical cyclone, TC)的响应。在TC的影响下,冷涡区域SST降低的最大值在2.7—9.15℃,冷涡平均降温1.35—5.89℃。冷涡SST降低与TC移动速度有很好的反向关联,移动速度越慢,冷涡SST降低越多。冷涡SST降低与TC平均最大风速有较好的正向关联,最大风速越大,冷涡SST降低越多。TC对冷涡的能量改变起着重要的作用,TC经过冷涡后,冷涡的动能(eddy kinetic energy, EKE)、有效重力位能(available gravitational potential energy, AGPE)有明显增长,并且EKE的增长小于AGPE的增长。TC作用前后EKE、AGPE的增长与冷涡区域SST降低的平均呈正向关联,表明在TC的影响下,冷涡的EKE、AGPE的改变能够反映SST降低的程度,或者说SST降低的多少能够反映冷涡EKE、AGPE改变的程度。     

热带太平洋第二类El Nio事件及其对中国气候的影响

基于热带太平洋次表层海温资料,分析了热带太平洋第二类El Nio事件海温异常的分布特征及其形成机制,讨论了与经典El Nio事件、El Nio Modoki、WP(西太平洋暖池)及CT(冷舌)El Nio事件之间的关系,揭示了第二类El Nio事件对中国降水的影响,得到以下结论。(1)第二类El Nio事件表征为热带太平洋次表层海温异常第三模态,占总方差贡献的4.7%。在海洋表面层,第二类El Nio事件暖期赤道东太平洋为沿赤道西伸的冷舌,热带中西太平洋为环绕冷舌的马蹄型大范围暖区。该型具11a和30~40a年代际振荡及3~4a年际变率,峰值多出现在春季。第二类El Nio事件是热带太平洋异常海面风应力场和赤道两侧的风应力旋度共同作用的结果,在赤道东印度洋-中西太平洋与赤道东太平洋-南美洲上空出现以反号垂直运动为特征的异常Walker环流。(2)El Nio Modoki与第二类El Nio事件有密切关系,它实质上是第二类El Nio事件次表层海温与近海面大气相互作用的结果,捕捉了第二类El Nio事件的主要信息。(3)第二类El Nio事件对中国春季及夏初降水有一定影响。在事件暖期,东海地区存在一个显著的异常反气旋性环流,其南侧的中国南方地区盛行异常东北气流,水汽来源减少,导致该地区少雨,其西侧的异常偏南气流北上直达华北地区,异常多水汽向北输送,并与北方的偏北流场相遇,导致该地区降水偏多。在第二类El Nio事件冷期相反。本文结果还指出,WP与CT El Nio事件是由经典El Nio事件第一模态与El Nio Modoki事件组合而成,它们不是独立的El Nio类型。此外,还讨论了夏半年El Nio事件对大气环流影响的物理过程。     

积云对流参数化方案模拟我国东南沿海及台湾海峡地区降水的适用性

我国东南沿海及台湾海峡地区地形和下垫面情况复杂,积云对流活动强烈,这给该地区降水的模拟和预测带来很大困难。为探讨不同积云对流参数化方案在我国东南沿海及台湾海峡地区的适用性,选择了4种参数化方案(Anthes-Kuo方案、Arakawa-Schubert方案、Fritsch-Chappell方案和MIT-Emanuel方案),基于区域气候模式RegCM 4.0分别模拟了该地区的降水情况,并选用了与模式分辨率相当的TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission,0.25°×0.25°)月平均降水资料进行验证。模拟结果表明,4种方案均能大致模拟出我国东南沿海及台湾海峡地区降水的空间结构和季节变化特征。其中,Fritsch-Chappell方案和MIT-Emanuel方案均能较好地模拟出降水空间分布,包括台湾岛南部和广东沿海的降水极值中心,而MIT-Emanuel方案降水的季节和年际变化特征模拟最好,如能够基本再现夏季降水在6月和8月份的双峰结构。此外,基于各高度层假相当位温的计算结果表明,MIT-Emanuel方案模拟的对流活动强烈,产生的对流性降水较多,使得其模拟的降水量值更接近实测资料。因此,MIT-Emanuel方案可能是最适用于模拟我国东南沿海和台湾海峡地区降水的积云对流参数化方案。