近40年西北太平洋登陆热带气旋强度变化特征研究

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热带气旋(Tropical Cyclones,TCs)是地球上最具毁灭性和最常见的灾难之一,其带来的灾害在过去几十年有增加的趋势。因此,研究热带气旋强度变化有助于深入认识其活动规律,对提高热带气旋预报准确度、减小灾害影响具有重要意义。本文利用JTWC(Joint Typhoon Warning Center)热带气旋最佳路径资料以及ERA-Interim再分析数据,系统研究了近40a西北太平洋登陆台风的强度变化特征。研究表明西北太平洋登陆热带气旋频数虽然在近40a变化不大,但登陆热带气旋的登陆强度(Land-falling Intensity,LFI)、生命期最大强度(Lifetime Maximum Intensity,LMI)、破坏性潜力(由能量耗散指数表示,Power Dissipation Index,PDI)在过去四十年分别增大了8%,9%和33%;不同月份的登陆热带气旋活动差异也很大,西北太平洋登陆热带气旋集中发生在7-11月,占全年的80%以上,在此期间登陆热带气旋的综合强度也相对较大。另外,登陆热带气旋的强度突变更可能发生在较强的系统中,快速加强(RI)和快速衰减(RD)情况在TYs中发生最频繁,且大多数以15-20m s-1的?V24范围增强,或以-15--20 m s-1的?V24衰减。菲律宾群岛以东(10°-15°N,130°E)是RI发生最频繁的地区,而在中国南海很少发生此类事件。对西北太平洋登陆台风LMI的趋势分析发现:登陆台风LMI在2002年发生了突变,P2时期(2002-2018)台风LMI明显增强,主要是由于两个时期不同强度级别台风的相对比例发生调转所致,近十几年来第4-5类台风比第1-3类台风相对更频繁地发生。此外,我们发现登陆台风LMI的增强也可归因于P2时期RI类台风(有79%是CAT4-5强度的强台风)频数增多,LMI增大。同时,未发生快速加强(non-RI)类台风(有91%是CAT1-3强度的弱台风)数量减少,而台风总数保持不变。进一步研究表明RI类台风生成频数显著增多的原因是有利于台风生成和强化的主要发展区域的西移,这样RI类台风登陆的可能性增大。需要注意的是,近几十年以来在WNP生成的登陆台风中不仅强台风数量在增多,强度也在变大,这种强度的极端变化对东亚及东南亚沿海地区带来的威胁将会增大。在当前气候变暖背景下,近几十年来WNP海盆RI类登陆台风LMI显著增强,这一增强趋势主要受P2时期TCHP(Tropical Cyclone Heat Potential)的增大的影响,可能通过有效地抑制台风自身引起的海洋降温而对台风强化发展做出正的贡献。另外中层相对湿度的增大、以及减小的垂直风切变均有利于台风生成及强化;位势高度的变强也解释了更多RI类台风的生成。自20世纪末期以来,上层海洋整体变暖,其大小足以维持正的SSTA(Sea Surface Temperature Anomalies)并提供额外的能量来保持对台风强化发展有利的TCHP正异常。同时,正的SSTA驱动大尺度环流异常,进而为台风强化发展创造了有利的大气条件。
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