南海热带气旋频数的气候预测方法

利用前期北半球500 hPa高度场格点资料、海温场(SST)格点资料,计算与后期热带气旋(TC)发生频数的相关系数,分析两个相关场显著相关区的统计特征,进一步分析其天气气候学意义和物理意义。选取若干相关系数高的格点,组成组合因子,建立二项式曲线方程,对影响南海以及登陆或影响广东的热带气旋,做年、月频数预测。预测试验和检验表明,二项式曲线预测模型有较高的拟合能力,在影响南海以及登陆或影响广东的热带气旋年、月频数预测中,有较好的效果。     

登陆中国的热带气旋强度和频数物理统计预测模型及其应用

使用1949—2008年美国的再分析资料及中国热带气旋年鉴,分析60年来北半球500 hPa高度场和海面温度场与登陆中国热带气旋(以下简称TC)的强度和频数显著相关区的统计特征及其物理意义。选取相关系数高的格点构成组合因子,建立二项式曲线预测模型,制作登陆我国热带气旋的年、月强度和频数预测。检验结果表明,该模型有较高的拟合能力,在业务中可广泛应用。     

ENSO与登陆我国热带气旋的关系研究

利用1951—2005年登陆我国热带气旋信息化资料、ENSO事件以及海温指数资料,讨论ENSO事件与登陆我国热带气旋的关系。结果表明,7—9月热带海洋持续维持ENSO事件状态,对当年登陆热带气旋有明显影响,暖（冷）事件年,登陆热带气旋频数易偏少（多）、初旋日期偏晚（早）、终旋日期偏早（晚）,活动期偏短（长）,平均登陆强度偏强（弱）,登陆TY频数偏少（多）,即ENSO事件对登陆热带气旋有明显的预报信号。当年有ENSO事件的结束或开始,但7—9月热带海洋维持正常偏暖（偏冷）状态,对当年的登陆热带气旋也有一定的影响。暖事件对登陆热带气旋的影响比冷事件更明显。     

两类厄尔尼诺事件对登陆中国热带气旋的影响

利用上海台风研究所整编的1951—2016年西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,NCEP/NCAR再分析资料和NOAA的COBE SST再分析资料,〖JP〗按照热带气旋生成区域将热带气旋分为南海热带气旋与西北太平洋热带气旋两类,采用合成分析等统计学方法探讨了热带气旋活动盛期,登陆中国的热带气旋对东部型和中部型厄尔尼诺（El Niño）事件的响应。结果表明,热带气旋活动盛期,南海热带气旋在两类El Niño事件下生成频数差异不大;东部型El Niño存续期南海热带气旋登陆中国比率较中部型El Niño时偏低,登陆时强度较中部型偏弱。中部型El Niño存续期间,西北太平洋热带气旋生成频数比东部型El Niño时的频数偏高,而登陆中国热带气旋较东部型偏少,登陆时热带气旋强度较东部型偏弱;但两类El Niño事件期间西北太平洋热带气旋在中国的登陆率差异没有通过显著性检验。与中部型El Niño事件相比,在东部型El Niño事件期间,西北太平洋海面温度偏低,对流层中部水汽条件较差,对流层低层涡度异常偏低,同时在热带气旋较为集中生成的海域存在沃克（Walker）环流的异常下沉气流,西太平洋副热带高压偏强偏东偏南,共同导致登陆中国热带气旋频数偏少。     

7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温的关系

利用1949—2021年中国气象局上海台风研究所热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA重构的海表温度资料（SST）和大气向外长波辐射（OLR）资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法分析了近73年7—9月登陆华南热带气旋频数的变化特征。采用合成分析的方法研究7—9月登陆华南热带气旋频数异常与同期大气环流和海温的关系。结果表明,1949—2021年7—9月,登陆华南热带气旋有243个,年均3.3个,占全年登陆总数的70.2%。登陆华南热带气旋频数具有显著的年际和年代际变化特征。1973年最多（7个）,1950年最少（0个）;在1990年代中期由前期偏多转为后期偏少,但没有突变发生。近73年7—9月登陆华南热带气旋频数以0.1（10a）-1的速率减少。7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温异常密切相关,在异常多、少年同期：（1）大气环流差值场上,南亚高压偏强、偏东、偏北,副高偏西、偏北、偏强,110°E以东的赤道东风引导气流偏强,季风槽加强,北半球中低纬海平面气压场东高西低,北高南低,同时南海、热带西太平洋对流活动加强。（2）海温差值场上,赤道中东太平洋偏冷,西太平洋暖池偏暖,沃克环流加强。高中低层大气环流和海温这种差异可能是导致登陆华南热带气旋频数异常的原因。     

利用海气耦合模式预测的大尺度环流进行热带气旋年频数的预测试验

基于对热带气旋生成频数和大尺度环流相关关系的分析,利用SINTEX-F海气耦合模式预测的大尺度大气环流信息,通过提取模式预测较好与热带气旋生成密切相关的有用信息,建立了一个基于动力模式预测结果的南海和西太平洋热带气旋年频数预测模型,并对1982—2010年的热带气旋生成频数进行预测试验与检验。SINTEX-F海气耦合模式能够较好预测部分与热带气旋生成密切相关的大尺度环流特征,其中包括热带气旋活动区域的海平面气压、对流层风垂直切变、850 hPa热带辐合带和850 hPa 90 °E附近的越赤道气流。利用这些大尺度环流建立的预测因子与热带气旋生成频数有很好的相关关系,利用这些预测因子建立的多元回归预测模型对热带气旋频数的拟合率为0.8(相关系数,超过99.9%的信度检验)。预测模型的交叉检验结果表明模型整体预测效果较好。交叉检验预测结果与实况热带气旋频数的相关为0.71(超过了99.9%的信度检验),距平同号率为82.8%。但模型对热带气旋异常年的预测误差较大。      

CFSv2模式产品在汛期海南热带气旋频数预测模型中的应用

利用1982—2014年汛期影响海南的热带气旋频数、NCEP/NCAR逐月再分析资料和CFSv2模式历史回报数据,分析了热带气旋频数特征及同期环流特征,并利用逐步回归构建基于模式有效预测信息的热带气旋频数预测模型。结果表明:汛期影响海南热带气旋频数的异常与同期大尺度环流变化密切相关,且CFSv2模式对其环流影响关键区具有较好的预测技巧,包括南海到热带太平洋的海平面气压、500 h Pa位势高度场、低层风及热带太平洋纬向风切变。据此,利用逐步回归构建热带气旋频数预测模型,其26 a交叉检验中实况与预测相关为0.88,距平同号率达88%;6 a预测试验仅2 a预测与观测反号,可见模型具有良好的稳定性和预测技巧,可为汛期热带气旋频数预测提供依据。     

IPRC区域气候模式对西北太平洋热带气旋潜在预测能力的初步检验

利用夏威夷大学IPRC高分辨率区域气候模式,对西北太平洋热带主要气旋活动季节(6—10月)热带气旋活动的特征及其大尺度环境场进行了17年的模拟试验,检验了模式对西北太平洋热带气旋的潜在季节预测能力。试验结果表明,该模式对西北太平洋热带气旋大尺度环境场具有较好的刻画能力,模拟的热带气旋年生成频数与实况的相关系数为0.77,季节内各月生成频数相关系数为0.82,显示出良好的潜在预测能力;生成源地分布与实况较一致;总能量(PDI)的年际变化趋势模拟也较为理想。但模拟的路径频数在南海地区明显偏多,北上热带气旋偏少,最大风速的峰值区间模拟效果较差。     

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。     

西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化及预测

利用1950-2009年60 a的热带气旋资料、NOAA海温、NCEP再分析资料及74项环流指数等资料,研究了西北太平洋热带气旋频数的年际、年代际变化特征,结果表明,西北太平洋热带气旋生成频数既有显著的年际变化,同时也存在明显的年代际变化。自1950年以来,西北太平洋热带气旋频数经历了一个先增加再减少的过程,其中转折点在20世纪70年代中后期,与之相对应,热带气旋路径频数也呈现明显年代际变化。在此基础上,通过分析前期春季海温场、大气环流异常及环流指数与夏季(6-10月)热带气旋生成频数的相关关系,选取了影响夏季西北太平洋热带气旋活动频数的预测因子,建立了一个夏季西北太平洋热带气旋生成频数的多元回归预测模型。检验结果表明,该模型能较好地拟合1951-2003年夏季西北太平洋热带气旋生成频数的年际变化,拟合率为0.6。对2004-2009年夏季热带气旋生成频数的独立样本预测试验表明,该模型对夏季西北太平洋热带气旋活动频数具有较好的预测能力,可以为热带气旋业务预报提供一定参考。     

冬季北太平洋南北海温异常对我国汛期雨带类型的影响研究

使用1951—2002年前期（1—5月）北太平洋海温场月平均资料，运用合成分析、多因变量方差分析、判别分析及相关分析方法，探讨我国汛期雨带类型与前期北太平洋海温的时空分布关系。分析表明:尽管汛期各雨带类型对应着前期不同的海温距平场，但它们之间只有部分海域存在显著性差异，且在1月表现最显著。各雨带类型对应海温距平场显著差异关键区主要位于北太平洋的南北海域，即北部中高纬亲潮附近（40°~50°N, 160°E~180°），北太平洋西风漂流区（30°~40°N，175°~145°W）及南部近赤道太平洋中部（10°S~0°, 175°~145°W），且南北海温呈反相关关系。将海温关键区作为判别因子，对雨带类型进行判别分析表明:用多个海温关键区作为判别因子建立的判别方程，其判别准确率比仅用某一海温关键区或海温区之间的和差简单定义的指数作为判别因子建立的判别方程判别准确率高，说明我国东部汛期降水型的分布与多个海温关键区的综合作用是密切相关的。进一步分析判别方程定义的1月海温判别指数与前期高度场和夏季副热带高压各特征量的相关关系表明，该指数对我国汛期雨带类型影响的可能途径是:一是造成大气环流异常，特别是北太平洋涛动的异常，并形成PNA大气遥相关型，从而引起我国汛期降水异常；二是造成西太平洋副热带高压的异常，主要是面积、强度和西伸脊点位置的异常，从而引起我国汛期降水异常。可见，冬季北太平洋海温南北异常与我国汛期雨带类型关系密切，且具有重要的天气气候学意义。     

山西春季降水与500hPa环流场及太平洋海温场异常的关系

利用1961—2008年春季山西省62个气象站的逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温资料等,应用SVD、Monte Carlo统计检验和合成分析等方法,探讨了山西春季降水与500hPa环流场及太平洋海温场的异常关系。结果表明,当春季500hPa平均高度场上,欧洲北部、日本海和北太平洋东部出现正异常,而极地、西西伯利亚出现负异常时,山西春季降水易偏多;反之,则易偏少。当春季赤道中东太平洋海温异常偏高,北太平洋东南部海温异常偏低,且前期冬季也有相似的海温距平分布时,山西春季降水易偏多;反之,则易偏少。春季,850hPa我国东部地区110°～120°E范围偏南风减弱是导致山西春季降水偏少的重要因素。     

北印度洋和南海海温及500hPa高度场的相关分析

本文用北印度洋的索马里海区、阿拉伯海、孟加拉湾和南海海区月平均(1951—1972)海温和500hPa高度场(1951—1973)资料分析了各种海区海温的变化特征以及与500hPa高度场的相关。结果表明,在各个海区海温的季节变化、持续性、周期性都存在明显的差异,相互之间有明显的相关性,和500hPa高度场也有较明显的相关关系,尤其是西太平洋和北印度洋的中低纬地区。      

A STATISTICAL MODEL FOR PREDICTION OF INTENSITY AND FREQUENCY OF TROPICAL CYCLONES MAKING LANDFALL ON CHINA

Based on NCEP/NCAR reanalysis data and Yearbook of China landfalling tropical cyclones(hereafter CLTC) from 1949 to 2008,correlation between CLTC frequency/intensity and 500 hPa height field and sea surface temperature(SST) fields are investigated and employed for TC statistical prediction.A prediction model for yearly and monthly intensity and frequency of CLTC is established with binomial curve fitting by choosing the gridpoints with high correlation coefficients as composite factors.Good performance of the model in experiments shows that the model could be used in routine forecast.     

AN ANALYSIS ON INTERDECADAL VARIATIONS OF TROPICAL CYCLONE PRECIPITATION IN GUANGDONG PROVINCE OF CHINA

The interdecadal variations of tropical cyclones(TCs) and their precipitation over Guangdong Province are investigated using the observational data of TCs and precipitation from 26 observational stations in the province from 1951 to 2005.The results show that the TCs precipitation shows an oscillation with a peak value of about 25 years,with both the numbers of the Guangdong-influencing TCs and TCs formed in the western North Pacific oscillating with a peak value of about 23 years.The correlations are highly positive between the interdecadal variation of TC precipitation over the province and these numbers.The interdecadal variation of TC precipitation in the province shows significant negative correlations with the interdecadal variation of annual mean SST in some parts of the western North Pacific and the interdecadal variation of annual mean 500 hPa geopotential heights in some parts of the middle and high latitudes over the North Pacific.In general,there are high mean SSTs on the equator from central to eastern Pacific,low mean SSTs in the middle and high latitudes over the North Pacific and a main strong East Asian trough over the North Pacific in the period of less TC precipitation as compared with the period of more TC precipitation over the province.     

华东冬季异常冷暖与大气环流和海温的关系

利用1951-2007年华东地区14个代表站冬季(12-2月)温度资料和北半球500 hPa高度及北太平洋海温资料,通过合成分析、相关分析等方法,研究了华东地区冬季气温的气候变化及其与北半球500 hPa高度场、北太平洋海温场的关系.结果表明:华东地区冬季气温具有明显的年代际气候变化特征;前期夏季北半球500 hPa高度距平场和前期春季北太平洋海温距平场分布可作为华东冬季异常冷暖年的前兆信号;夏季北太平洋中部地区500 hPa高度场变化及前期10月西太平洋副高强弱变化,对华东地区冬季气温变化具有很好的指示性;春季南赤道海流区和西风漂流区海温异常变化,对华东地区冬季气温变化也具有很好的指示意义.     

西北太平洋变性台风时空分布特征

利用中国气象局上海台风研究所整编的1961-2000年共40 a热带气旋年鉴资料,对发生在西北太平洋上的变性台风的时空分布特征进行了诊断分析和研究.研究发现,发生于西北太平洋上的变性台风的年频数呈现出明显的年代际变化特征,主要特征是20世纪60年代偏多,70至80年代显著减少,90年代初又略有回升,至90年代下半期每年发生变性的台风个数均极少;年际变化趋势呈现出逐年减少的特征,与西北太平洋上生成的总台风频数的变化趋势一致;西北太平洋上的变性台风多发生于夏、秋两季,特别集中于夏季与秋季的转换时期(变性比例分别达到40%及46%);秋季较夏季台风发生变性的位置整体偏东;台风变性前移动路径主要集中于朝鲜半岛以南及日本海附近,变性后路径多北上偏东;西北太平洋各月变性台风在变性后6小时内平均强度均减弱,变性后12小时内平均强度仍继续减弱,变性后强度加强的气旋的最低平均气压仅在6、7月份较变性前最明显.进一步通过对NCEP/NCAR月平均再分析资料的500 hPa高度场的EOF分析,发现夏、秋两季,纬向环流指数与台风变性频数呈显著负相关;中高纬度500hPa距平高度场在夏半年为正距平区,对应着高压,宜于冷空气入侵向高纬地区北上的台风,促进台风发生变性.     

海南岛登陆热带气旋频数异常成因分析

采用NCEP／NCAR再分析的月平均500hPa高度场、海温场（SST）资料,分析讨论了登陆海南岛热带气旋活动异常与大气环流、SST影响因子之间的关系,得到登陆海南岛热带气旋（TC）偏多、偏少年对应的大气环流、SST的概念模型。分析结果表明：（1）前一年11月500hPa亚洲大陆高纬位势高度偏低（高）,则次年登陆海南岛...     

全球50 km分辨率SNU-AGCM模式模拟热带气旋活动

为了验证50 km分辨率的SNU-AGCM模式(Seoul National University Atmospheric General Circulation Model)模拟TC活动的能力, 利用Hadley中心月平均海温资料驱动模式, 模拟了1980—2009年全球热带气旋的活动特征。与观测资料对比分析, 两组利用不同对流参数化方案的试验, 都能够模拟与观测类似的TC结构以及全球TC活动的主要特点, 包括全球生成总频数、各海区路径分布和TC活动的季节变化。但是各个海域TC生成的年平均频数与观测还存在明显差异。模式中西北太平洋和南太平洋两组试验平均的TC频数较观测分别偏多21.5%和31.3%;而北大西洋、南北印度洋分别偏少11.4%、41.1%和50%。模拟的东北太平洋TC比观测少了将近88%, 而观测中TC极少的南大西洋在两组试验中平均每年却有1.5个TC生成。模拟的TC频数较观测的差异主要与模拟的北印度洋季风、西北太平洋季风槽、垂直风切变、850 hPa相对涡度与观测的差异有关。