NUIST地球系统模式模拟热带气旋活动的气候特征分析

采用恒定的现代外部强迫驱动第一版NUIST地球系统模式,进行了40年全球热带气旋活动模拟,分析了热带气旋活动的气候特征,并与1977—2016年观测资料对比分析。结果表明：该模式能够模拟出与热带气旋类似的结构特征,在热带气旋活动活跃的海区,模拟热带气旋生成的空间分布和影响范围与观测基本一致,但是各个海区热带气旋的生成频数与观测还存在差异。除了北印度洋海区,各个海区热带气旋生成频数的季节变化与观测相似。模式在西北太平洋海区模拟结果最好,能模拟出热带气旋的生成范围和盛行路径;在北印度洋地区模拟结果较差,北印度洋海区的相对涡度模拟与观测存在较大差异,这是模式未能模拟出北印度洋热带气旋双峰特征的主要原因。     

影响北印度洋热带气旋生成环境因子的月际变化特征

利用美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Centre,JTWC)发布的1979—2018年北印度洋热带气旋(tropical cyclone,TC)数据和ERA-Interim提供的分辨率为1°×1°的同期再分析资料,分析影响北印度洋热带气旋生成的不同环境因子月际变化特征。结果表明:5月北印度洋海温明显增暖,适宜的200 hPa与850 hPa垂直风速切变(5~10 m·s^(-1))和充足的水汽供应使得热带气旋的生成数达到全年第一个峰值。7—9月对流层中低层相对湿度条件很好,但200 hPa与850 hPa垂直风速切变过大,使得扰动对流很难形成暖心结构,不利于热带气旋的生成。10—11月北印度洋平均海温27~29℃,中层大气相对湿度条件较好,850 hPa多气旋性环流,200 hPa与850 hPa垂直风速切变为5~15 m·s^(-1),在这种有利的环境条件下北印度洋热带气旋生成数达到全年第二个峰值。对影响北印度洋两个海域热带气旋月际变化的不同环境因子定量研究发现,尽管阿拉伯海和孟加拉湾的热带气旋生成数都呈现双峰型变化,但环境因子在相同月份却呈现不一样的特征。     

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。     

1977-2008年北印度洋热带气旋统计特征分析

采用美国联合台风警报中心（JTWC）提供的北印度洋1977-2008年热带气旋资料、NOAA提供的1982-2008年高分辨率合成资料和NCEP提供的1982-2008年全球再分析资料,对北印度洋上167个热带气旋个例进行了统计分析,结果表明：1）北印度洋热带气旋通常发生在阿拉伯海东部和孟加拉湾中部,阿拉伯海上活动的热...     

阿拉伯海热带气旋生成特征分析

利用印度气象局（India Meteorological Department,IMD）、国际气候管理最佳路径档案库（International Best Track Archive for Climate Stewardship,IBTrACS）提供的1982—2020年阿拉伯海热带气旋路径资料,美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction,NCEP）再分析资料,对近39 a阿拉伯海热带气旋源地和路径特征、活跃区域、频数及气旋累积能量（accumulated cyclone energy,ACE）指数的季节特征和年际变化特征进行分析,并结合环境因素,说明其物理成因。结果表明：阿拉伯海热带气旋多发于10°~25°N,65°~75°E海域,5—6月、9—12月发生频数较高且强度较强,1—4月、7—8月发生频数较低且气旋近中心最大风速均小于35 kn;频数的季节变化主要受控于垂直风切变要素;阿拉伯海热带气旋发生频数和ACE近年有上升趋势,年际变化主要受控于海面温度（sea surface temperature,SST）和850 hPa相对湿度要素。     

海南热带气旋降水的气候特征

整理出海南1962-2004年的热带气旋的降水资料,我们分析了海南省热带气旋降在海南省总降水中的地位及其变化特征,结果表明:海南热带气旋降水平均占年总降水量30%,但呈每10 a 3%的显著线性下降趋势;海南热带气旋降水与年总降水相关显著,年总降水显著偏少的年份,热带气旋降水偏少;热带气旋降水显著偏多的年份,年总降水量偏多;海南热带气旋降水变化的空间特征表现为明显的一致型,时间特征表现明显的周期性:高频的年际变化周期70年代前期以前为3 a周期为主,80年代中期以后以2 a的周期为主;低频的年际变化周期80年代以前以8—9 a为主,80年代以后以准6 a为主;年代际变化则以准17 a的周期为主。     

近58年来登陆中国热带气旋气候变化特征

利用1949-2006年<台风年鉴>和<热带气旋年鉴>资料,主要分析了1949-2006年登陆中国热带气旋的频数、登陆位置、登陆季节延续期和登陆强度等要素及其概率分布的年际和年代际变化特征.结果表明:近58年来,登陆中国热带气旋年频数有减少趋势,但登陆时达台风强度的年频数变化不明显;按登陆地点分区统计发现,登陆华南地区的热带低压及(强)热带风暴年频数以减少为主,而登陆东部地区的热带气旋年频数变化不明显.登陆点历年最北位置(最南位置)有南移(弱的北移)趋势,导致登陆点历年南北最大纬度差逐渐减小,这表明热带气旋登陆区域更为集中,在23°-35°N增多,而在35°N以北和23°N以南以减少为主.登陆中国热带气旋季节延续期缩短了近1个月.热带气旋年平均登陆强度及其概率分布偏度有增加趋势,表明登陆的强台风有增加;登陆中国华南和东部地区的台风强度都有增强趋势,前者比后者趋势更明显.另外,热带气旋年最大登陆强度差长期呈现减小的趋势.     

登陆海南的热带气旋中尺度降水分布变化特征

利用每小时地面观测资料和卫星资料,以1996-2005年在海南岛登陆的热带气旋为研究对象,按照气旋移动路径将其分为4大类,从4类不同路径的7个个例分析揭示了登陆海南热带气旋降水的中尺度特征及其分布变化.结果表明,不同路径的热带气旋登陆前10个小时之内,中尺度强降水基本上分布于热带气旋中心附近;而热带气旋登陆后,中尺度强降水开始出现明显的"离心"或"偏心"特征.不同路径的热带气旋在登陆前后,其最大降水中心的强度变化也有明显差异.登陆前后,中尺度强降水基本均出现在气旋中心西南到东南侧100～200km内,表现出明显的南北不对称.个例分析也证明,热带气旋强降水在空间和时间上都具有明显的中尺度特征.     

影响广西热带气旋与海洋大气低频振荡的关联性分析

使用1951—2020年热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析、PDO指数、NOAA OLR、副热带高压指数等资料,从海洋大气低频振荡角度分析影响广西热带气旋气候异常可能原因。结果表明,90年代以来影响广西热带气旋年际变化幅度增大,表现出向极端异常变化的趋势。从印度洋到西太平洋存在明显的MJO向东传播,对流抑制位相较弱、持续时间短,对流增强位相较强,影响广西热带气旋偏多。反之,从印度洋到西太平洋无MJO活动或强度较弱,存在较强的低频对流抑制带向东传播、持续时间长,较强的低频对流带位于东太平洋,影响广西热带气旋偏少。影响广西热带气旋减少趋势与PDO指数增大有密切的联系,可能与在印度洋、太平洋海温增暖背景下副热带高压强度偏强及西伸脊点偏西有关。     

近52年北上热带气旋的若干气候特征

应用1951-2002年热带气旋年鉴资料，对52年来北上热带气旋的月际变化、年际和年代际变化、气候突变、振荡周期等若干气候特征进行了分析。结果表明：北上热带气旋的月际变化特征明显，7—9月是北上热带气旋发生的关键月份，尤其7、8月是高峰期，1-4月和12月没有北上热带气旋。北上热带气旋的年际变化表现为略有上升的趋势，并以每10年3％的倾向率上升。用Mann-Kendall方法作突变分析，没有明显的突变年。近52年，北上热带气旋呈现出明显的年际和年代际变化特征，存在5年的显著年际周期，同时还存在10～12年、20-22年的年代际振荡周期。     

热带季节内振荡与影响广西的热带气旋生成发展的联系

利用1978-2013年美国NOAA逐候MJO指数和中国气象局上海台风研究所热带气旋资料,研究了MJO与影响广西热带气旋发生发展的联系。结果表明,当MJO处于非洲大陆和西印度洋时,热带气旋生成区域上空为异常东风带;而当MJO处于西太平洋时,热带气旋生成区域北侧为东风异常带、南侧为西风异常带,有利于季风槽或气旋性环流加强,导致影响广西热带气旋频数偏多。当MJO处于东印度洋时,南海上空风场存在明显的向南分量,热带气旋生成数少、位置偏南;而当MJO处于东太平洋时,热带西太平洋对流受到抑制,导致影响广西热带气旋偏少。     

西北太平洋热带气旋路径的历史模拟

基于IBTrACS提供的热带气旋最佳路径数据集,在统计分析历史热带气旋的发生年频次、发生位置、路径移动及强度变化等的基础上,建立了西北太平洋热带气旋轨迹合成模型。模型包括生成模型、移动模型、消亡模型及强度模型4个部分,并从地理轨迹密度、年登陆率、登陆风速分布三个方面,对模拟的气旋路径与历史气旋路径进行比较,以验证模型的准确性和可靠性。结果表明,构建的西北太平洋热带气旋全路径统计模拟模型稳健可靠,可进一步应用于研究区热带气旋的定量精细化的风险评估,能提高气旋风险灾害评估的可信度。     

海表温度差异对1998及2016年8月西北太平洋热带气旋生成频数的影响

基于1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常（SSTA）对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋（TC）生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大西洋在1998与2016年几乎相反的SSTA型态是导致TC生成频数显著差异的主要原因之一,而热带和北太平洋SSTA在1998与2016年均分别在珠江三角洲和日本以南形成气旋性环流。1998年8月热带印度洋和大西洋SSTA产生的西北太平洋反气旋环流响应强于太平洋SSTA产生的气旋性环流异常,使西北太平洋受异常反气旋控制,减少TC的生成。2016年在三个大洋SSTA共同作用下,西北太平洋受异常气旋控制导致TC生成频数偏多。太平洋经向SSTA模在北半球副热带强迫出东西反向的跷跷板形势,在西北太平洋对流层产生的响应与实际变化相反,因此太平洋经向模对西北太平洋TC生成没有正的贡献。     

Changes in the frequency of tropical cyclones over the North Indian Ocean

Summary  Changes in the frequency of tropical cyclones developing over the Arabian Sea and the Bay of Bengal have been studied utilizing 122 year (1877–1998) data of tropical cyclone frequency. There have been significant increasing trends in the cyclone frequency over the Bay of Bengal during November and May which are main cyclone months. During transitional monsoon months; June and September however, the frequency has decreased. The results have been presented for five months, i.e., May-November which are relevant as far as tropical cyclone frequency over the Arabian Sea and the Bay of Bengal are concerned. The tropical cyclone frequency in the Arabian Sea has not shown any significant trend, probably due to small normal frequency. The frequency time series has been subjected to the spectral analysis to obtain the significant periods. The cyclone frequency over the Bay of Bengal during May has shown a 29 year cycle. A significant 44 year cycle has been found during November. Over the Arabian Sea significant cycles of 13 and 10 years have been observed during May-June and November, respectively. The tropical cyclone frequency in the North Indian Ocean has a prominent El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO) scale cycle (2–5 years) during all above five months. The annual cyclone frequency exhibits 29 year and ENSO scale (2–4 years) oscillations. There is a reduction in tropical cyclone activity over the Bay of Bengal in severe cyclone months May and November during warm phases of ENSO. Examination of the frequencies of severe cyclones with maximum sustained winds ≥ 48 knots has revealed that these cyclones have become more frequent in the North Indian Ocean during intense cyclone period of the year. The rate of intensification of tropical disturbances to severe cyclone stage has registered an upward trend. Received June 7, 1999/Revised March 20, 2000     

2019年夏季海洋天气评述

2019年夏季（6—8月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度西风带呈4波型分布,欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型。6月,我国北方海域多入海气旋和海雾,7—8月副热带高压位置较常年偏东、偏南,不利于热带气旋生成。我国近海有10次8级以上大风过程,其中热带气旋过程大风有6次,2次由入海温带气旋造成,另外2次过程主要由雷暴大风引起;出现了14次明显的海雾过程,其中6月出现7次,7月出现4次,8月出现3次;发生13次2 m以上的大浪过程,6月出现4次,7月出现5次,8月出现4次。西北太平洋和南海共有10个热带气旋命名,比常年平均偏少1个;其他各大洋共有14个命名热带气旋生成,分别为：北大西洋4个、东太平洋9个、北印度洋1个。     

Cluster analysis of tropical cyclone tracks in the Southern Hemisphere

A probabilistic clustering method is used to describe various aspects of tropical cyclone (TC) tracks in the Southern Hemisphere, for the period 1969–2008. A total of 7 clusters are examined: three in the South Indian Ocean, three in the Australian Region, and one in the South Pacific Ocean. Large-scale environmental variables related to TC genesis in each cluster are explored, including sea surface temperature, low-level relative vorticity, deep-layer vertical wind shear, outgoing longwave radiation, El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and the Madden-Julian Oscillation (MJO). Composite maps, constructed 2 days prior to genesis, show some of these to be significant precursors to TC formation—most prominently, westerly wind anomalies equatorward of the main development regions. Clusters are also evaluated with respect to their genesis location, seasonality, mean peak intensity, track duration, landfall location, and intensity at landfall. ENSO is found to play a significant role in modulating annual frequency and mean genesis location in three of the seven clusters (two in the South Indian Ocean and one in the Pacific). The ENSO-modulating effect on genesis frequency is caused primarily by changes in low-level zonal flow between the equator and 10°S, and associated relative vorticity changes in the main development regions. ENSO also has a significant effect on mean genesis location in three clusters, with TCs forming further equatorward (poleward) during El Niño (La Niña) in addition to large shifts in mean longitude. The MJO has a strong influence on TC genesis in all clusters, though the amount modulation is found to be sensitive to the definition of the MJO.     

西北太平洋热带气旋潜在生成指数的改进

热带气旋潜在生成指数(GPI,Genesis Potential Index)是热带气旋生成可能性大小的空间分布函数,利用大尺度环境场可以应用于热带气旋活动的季节预报,并且可以评估全球气候变化对热带气旋活动的影响。但是目前的GPI基本都是针对全球热带气旋活动构建的,没有考虑到热带气旋不同活动地区及其内部的差异。本研究考虑到南海和西北太平洋热带气旋生成的不同特点,分别构建了适用于南海(5～25°N,100～120°E)和西北太平洋(5～40°N,120～180°E)的热带气旋GPI。改进后的GPI对南海和西北太平洋区域热带气旋生成具有较好的模拟能力,不仅能很好地模拟南海和西北太平洋热带气旋生成频数空间分布的气候特征(相似系数为0.67),而且能够较好地模拟热带气旋生成在年际时间尺度上的空间分布特征。     

60年来西北太平洋上不同强度热带气旋的变化特征

利用美国海军联合台风警报中心(JTWC)提供的1945-2005年西北太平洋热带气旋(TC)最佳路径资料统计分析了不同强度TC的时空变化特征.南海北部至巴士海峡以东140°E附近、15°-25°N范围内为不同强度TC出现次数最多的区域,其中巴士海峡东部至140°E附近洋面为强台风和超级台风观测次数最多的区域.TC强度在123°E以西表现为减弱和稳定略占多数,而在123°E以东或20°N以南主要以增强和稳定为主,在20°N以北主要以减弱和稳定为主.热带风暴的平均增强率大于减弱率,而强热带风暴、台风、强台风和超级台风的平均减弱率大于增强率.一般而言,TC的强度越强其加强和减弱的速度都越快.在1年当中,同其他月份相比,6-8月弱TC占的比例相对偏多,而9-11月强TC占的比例相对偏多.不同强度TC的观测次数和个数都存在年、年际或年代际的变化,在长期趋势上,热带风暴的观测次数和形成个数都呈现显著的线性递增趋势,而TC平均强度和其他TC个数均未出现显著的线性递增或递减趋势.在El Ni[AKn～D]o年超级台风个数及其比例显著偏多,而热带风暴、强热带风暴、台风和强台风的总个数显著偏少,TC平均强度显著偏强;而在La Nina年情况相反.