西北太平洋热带气旋发生频数气候特征及其年代变化的研究

学年论文(课程设计) 题 目 西北太平洋热带气旋发生频数气候特征及其变化的研究

学生姓名 马 昊 学 号 20081301395 学 院 大气科学学院 专 业 大气科学专业 指导教师 陆 维 松

二Ｏ一一年十一月十五日 西北太平洋热带气旋发生频数气候特征及其变化的研究 马昊 南京信息工程大学大气科学系，20081301395 摘 要：在学习和研读了多篇研究西北太平洋热带气旋（WNP TC）的文献的基础上，主要从西北太平洋热带气旋的源地水平分布、季节变化，以及南半球环流异常、南海夏季风、赤道西太平洋暖池次表层水温、高低层纬向风异常、亚洲_太平洋涛动（APO）、太平洋年代际振荡(PDO)以及ENSO现象等诸多影响西北太平洋热带气旋发生频数的因素，多方面介绍了西北太平洋热带气旋发生频数的气候特征以及年际变化。最后简单阐述了热带气旋的年代际变化。 关键词：西北太平洋；热带气旋；季节；南海夏季风；年际；频数 Overview of the Study on Climatic characteristics of

Frequency and variability of tropical cyclones over Western North Pacific Ma Hao Abstract:On the basis of reading and studying enormous documents on the tropical cyclones over Western North Pacific,I introduce the climatic characteristics of frequency and interannual variability of WNP TC from the sources ,including the horizontal distribution of typhoon´s source and seasonal variability, also review factors which influence the WNPTCF(Western North Pacific Tropical Cyclone Frequency) such as the circulation anomalies in the southern hemisphere、the South China Sea summer monsoon onset、subsurface ocean temperature anomaly of the equatorial western Pacific Warm Pool、 large-scale zonal wind anomalies、Asian-Pacific Oscillation、the Pacific Decadal Oscillation and ENSO.Finally the interdecadal variability of TC is discussed. Key words:WNP(Western North Pacific);TC(tropical cyclone);seasonal;the South China Sea summer monsoon;interannual;Frequency

1、引言 西北太平洋是世界上热带气旋（Tropical Cyclone，简称“TC”）活动最频繁的海区，平均每年有20多个热带气旋生成，约占全球TC生成总数的1/3。因而热带气旋便成为影响我国的主要气象灾害之一，在其活动过程中，常伴随有狂风、暴雨、巨浪和风暴潮，对我国沿海地区的人畜造成生命威胁，使财产和经济遭受严重损失。 西北太平洋热带气旋活动, 包括气旋生成的频数, 源地和路径,其中存在着明显的年际变化。这种年际变化主要取决于影响热带气旋生成的海温条件和大气环流条件。陈世荣[1]根据1949—1986年38年的热带风暴在各经纬度生成的分布频数统计确定出西北太平洋的3个热带风暴源地。其他前辈们在TC方面也做了很多的研究，众多研究成果表明：厄尔尼诺与南方涛动（ENSO）、对流活动、季风槽、副热带高压、垂直风切变、热带大气季节内振荡(MJO)等海温和大气环流因子都对TC活动存在很大的影响。 由此可见，热带气旋活动的年际变化是非常复杂的,它受到诸多因子的影响。 所以本文在阅读大量文献的基础上，对TC的源地以及其季节变化、来讨论气旋的生成基础，并且研究了大家普遍认可的南半球环流异常、南海夏季风、赤道西太平洋暖池次表层水温、高低层纬向风异常、亚洲_太平洋涛动（APO）以及ENSO现象等相关因素与西北太平洋热带气旋生成频数的关系以及它们之间的联系机制。

2、热带气旋发生源地的时空分布 2.1 热带气旋发生源地水平分布 陈敏[2]在对近50年（1949—1996）发生的西北太平洋热带气旋的源地做了统计，指出见西北太平洋的台风主要发源于170°E 以西、5°N 到25°N 间。并且南海、菲律宾群岛以及马里亚纳群岛附近是3个西北太平洋台风生成最集中的地区, 其中以发源于马里亚纳群岛附近的台风最强。

图1 1949- 1996 年1697 个台风的源地散布 邵利民[4]等对1949年至2006年在西北太平洋产生的热带气旋做一统计，分别做出了西北太平洋热带气旋沿纬度和经度的分布。热带气旋发生频数沿经度分布主要集中在11O°E至12O°E之间和东经125°E至17O°E之间，沿纬度主要集中在5°N至30°N之间。 杨亚新[5]绘制了1950—2005年西北太平洋热带气旋(TC)热带气旋生成总数的地理分布（图2），可以看出TC生成的四个高频中心：我国南海中北部偏东洋面、菲律宾以东附近洋面、关岛附近洋面和马绍尔群岛附近洋面。 图2 1950 —2005 年内TS等级以上热带气旋生成总数的地理分布 2.2 热带气旋发生源地的季节变化 邵利民[4]统计了四个季度TC发生频数的空间分布。春季和冬季，TC源地的范围都很小，基本上属于热带气旋活动的休眠期。夏季和秋季，TC的源地明显向北发展，向西延伸。TC源地的水平分布具有显著的季节性变化，变化规律与西太平洋副热带高压季节性变化和西太平洋暖洋流的活动有明显的对应关系。热带气旋夏季和秋季发生频数高是因为此时极为有利的海温条件和大气条件。 2.3热带气旋发生源地随海表温度的变化 杨亚新[5]利用1950—2005年西北太平洋热带气旋(TC)和表层水温(SST)资料,得出结论：西北太平洋热带气旋生成位置分布存在显著的年际变化特征,这种变化与局地SST存在密切的关系,局地SST升高,TC生成位置偏西、偏北,反之,则偏东、偏南。

3、热带气旋生成频数年际变化 3.1 南半球环流异常 孙淑清[6]在研究了1979—2003年的台风资料后指出南半球环流异常影响西太平洋台风活动，主要体现在：1、ITCZ与热带气旋的生成频数关系。夏季西太平洋热带气旋生成频数与同期OLR的相关系数为负值的区域，对应热带气旋发生频数较高的区域。2、澳大利亚东侧位势高度异常对热带气旋生成频数的影响。当澳大利亚东侧位势高度偏高时,西太平洋热带气旋频数偏低,而当澳大利亚东侧位势高度偏低时,热带气旋生成频数偏多。 3、赤道西风对热带气旋生成频数的影响。当90°E附近的越赤道气流强时，菲律宾以东对流活动加强,西太平洋热带气旋频数偏多。反之,当该支越赤道气流弱时,西太平洋热带气旋生成偏少。 3.2 东亚夏季风

黄菲[7]通过分析多年气候平均的南海夏季风爆发指数U scs (Wang[8]等在2004年定义的

南海夏季风爆发指数)与西北太平洋热带气旋活动的关系，得出南海夏季风爆发后最大值出现在8月份, 这与西北太平洋台风个数在8月份达到峰值的特征相一致。南海夏季风的爆发有利于西北太平洋尤其是南海海域的台风生成和活动。 孙秀荣[9]分析东亚夏季风与西北太平洋地区热带气旋频数的关系。结果表明,在强夏季风年西北太平洋地区热带气旋频数偏多,而弱夏季风年同期热带气旋频数异常偏少而后期趋于正常, 正常夏季风年热带气旋频数基本正常。具体机制如图3。

图3 东亚夏季风的强弱变化与西北太平洋地区热带气旋频数的关系 3.3 赤道西太平洋暖池次表层水温(SOTA) 吴迪生[10]采用赤道西太平洋暖池SOTA及Argo浮标资料，分析了SOTA对TC的影响。指出赤道西太平洋暖池SOTA与同步西太平洋TC个数不存在线性相关；1月赤道西太平洋暖池SOTA滞后5～7个月影响西太平洋的TC；赤道西太平洋暖池区1月的SOTA出现正距平值时，当年西北太平洋和南海的TC生成时间比常年提早，TC 的个数偏多、偏强。 3.4 高低层纬向风异常 何敏[11]采用相关和合成分析方法，研究了热带太平洋地区大尺度高低层纬向风异常与西北太平洋热带气旋生成频数的关系。指出赤道东太平洋地区ΔU200-ΔU850>0，西太平洋热带地区ΔU200-ΔU850<0，热带太平洋地区沃克环流偏强，西北太平洋热带气旋生成年频数偏多。 3.5 亚洲_太平洋涛动（APO） 周波涛[12]，[13]计算1949―2005 年夏季APO和西北太平洋热带气旋频数(Western North Pacific Tropical CycloneFrequency, WNPTCF)的标准化时间序列并绘制图4，从图4中可以看出, APO与WNPTCF的变化形式较为一致, 具有显著的同向变化对应关系。夏季APO偏强时, 西北太平洋热带气旋偏多。研究进一步揭示, 当APO 处于正位相时，西太平洋副热带高压减弱, 位置偏东偏北；西北太平洋地区高层大气异常辐散，低层大气异常辐合；纬向风垂直切变减弱。这些变化均为西北太平洋热带气旋的形成提供了有利的大气环流条件, 因此, 西北太平洋热带气旋频数偏多。