西北太平洋热带气旋路径及其与海温的关系

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利用中国气象局-上海台风所(CMA-SHI)发布的热带气旋最佳路径资料,采用较为客观的分类方法对热带气旋(Tropical Cyclone,TC)路径进行再分析归纳,得到主要影响我国的西行、西北、转向三类路径热带气旋信息。西行、西北和转向型热带气旋的数目分别为411个、213个和605个,三类热带气旋路径占总热带气旋数目的77%,包括了西北太平洋的大部分热带气旋。西北路径热带气旋主要生成于菲律宾海以及南海一带,多影响我国东部沿海地区;转向路径热带气旋数目较多,对东亚沿海均有较大影响;西行路径热带气旋则主要对我国两广、海南等南部沿海地区影响较大。本文详细分析了这三类路径热带气旋的气候特征,研究了不同路径热带气旋与海温的关系,并对局地海温影响热带气旋路径的可能机理进行了深入的探讨;分别选取7-9月和10-12月作为西行路径热带气旋发生较多的暖、冷季节,考察了冷、暖季西行路径热带气旋的特征,揭示了冷、暖季西行热带气旋影响因子的异同。主要结论如下:  (1)三类热带气旋在生成源地、影响范围、强度、登陆特征以及所表现出的季节变化、年际和年代际变化等方面均表现出显著的差异。西北路径TC生成源地比较偏西,在较偏西的区域生成后向西北方向运动,多影响我国东南沿海、甚至山东半岛和朝鲜半岛一带;转向路径TC多在菲律宾海以东生成以后西行至台湾岛附近折向东北,主要影响我国沿海以及朝鲜半岛、日本一带;而西行路径TC活动纬度比较偏南,且生成源地较西北路径TC更向东延伸,主要影响我国南部沿海一带;西北、西行路径热带气旋平均强度较小,而转向路径热带气旋平均最大风速高达47m/s;三种路径热带气旋频数主要存在8年以下的年际变化,此外,西北路径热带气旋还具有显著的年代际变化特征;西北路径热带气旋主要发生在6-9月份的较暖的季节;转向热带气旋在全年均有发生,但主要集中在5-11月份;西行热带气旋则在较冷的秋冬季节也多有发生。  (2) TC路径与局地海温有显著的关系,且不同路径TC与海温的关系有显著差异。局地海温分别对西北、转向路径两类热带气旋有超前半年左右的持续显著正、负相关影响,这种影响不仅仅存在于海洋表层,整个温跃层以上次表层海温的热状态对热带气旋路径均有显著关系。但西行路径热带气旋与局地海温的关系并不十分显著。局地海温对热带气旋路径的影响主要表现为两方面。第一,局地海温热状态对热带气旋生成源地有显著的影响。局地海温偏暖时,热带气旋生成位置偏西,较靠近东亚大陆沿岸,在其生成后由于贝塔飘移作用易向西北方向行走登陆消亡;在局地海温偏冷时,强对流上升支东移,热带气旋生成位置偏东南,较为远离东亚大陆沿岸,生成后在宽阔的洋面上向西运动有较多的机会加强发展穿越副高或者沿副高外缘转向。第二,局地海温对其上空的引导气流有显著影响。海温异常可以改变其上空的大气温度以及温度梯度,使得暖异常中心南侧的经向温度梯度减弱,北侧的经向温度梯度增强,依据热成风原理,在北半球,正的经向温度梯度异常(由赤道指向极地为正)对应其上空有西风气流偏差,负的经向温度梯度异常对应其上空有东风气流偏差。因此,在位于30°N附近的暖海温异常中心南侧有异常的东风气流,北侧有异常的西风气流,对应暖中心上空有反气旋式环流异常,使得副高北伸、呈东南—西北状分布,副高西南侧的东南气流强盛,易引导TC西北行。同理,冷海温异常使得在冷中心的南侧有经向温度梯度的增加,北侧有经向温度梯度的减弱,因此,冷中心上空对应气旋式环流异常,削弱了副高,使得副高东退,副高西南侧有西风异常,使东风引导气流减弱,TC易转向朝东北而行。  (3)西行路径热带气旋不仅在温暖的“台风季节”发生较多,在较为寒冷的秋季、初冬季节也多有发生。西行路径热带气旋生成的位置与局地海温的季节变化密切相关,暖季西行路径热带气旋生成源地经向分布较为宽广,冷季高海温区域偏南,西行热带气旋生成源地偏南,但其纬向分布较广,对应的冷季西行路径热带气旋路径较暖季也更集中于15° N以南的一条狭长带状区域;发生在冷季的西行路径热带气旋强度并不弱,达到强台风级别以上的热带气旋比例比暖季要大,平均生命史也更长;暖季发生的西行热带气旋频数有显著的3年左右的年际变化周期,在过去的59年有显著的下降趋势;冷季西行热带气旋频数除有显著的年际变化外,还具有显著的年代际变化特征,但59年来无显著的趋势。此外,每年冷、暖季发生的西行路径热带气旋频数之间并无此多彼少的相关关系;在暖季,西北太平洋海温与西行热带气旋频数关系并不显著,而冷季西行热带气旋频数与ENSO有显著的关系,这与ENSO发展强盛期多在秋冬较冷季节有关。ENSO暖位相时冷季西行热带气旋频数减少,而ENSO冷位相时,冷季西行热带气旋频数较多。ENSO主要是通过调节沃克环流上升支的位置,影响强对流活动区域和季风槽的位置,进而对热带气旋的生成位置以及引导气流产生影响。无论是冷、暖季,西行路径热带气旋与生成位置均有较大的关系,生成位置偏西南区域的热带气旋更容易走西行路径,副高西南侧的东风气流强弱对热带气旋是否西行也有较大作用。
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