中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制

基于两组理想化数值试验，对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现，热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用，而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移，内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大），区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量，同时减弱了外围螺旋雨带，进而导致热带气旋强度增强；若暖涡在外区，其对热带气旋的作用相反，导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动，因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用，并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。     

大气季节内振荡对夏季登陆广东台风的影响

基于热带气旋最佳路径资料和向外长波辐射数据,结合高斯滤波、经验正交函数分解和合成分析等方法,探讨了20~90 d周期的MJO(Madden-Julian Oscillation)和10~20 d周期的QBWO(Quasi-Biweekly Oscillation)两类大气季节内振荡对夏季(5-9月)登陆广东台风的影响。结果表明:MJO和QBWO对登陆广东台风个数、强度、位置和运动方向均有显著影响:当MJO和QBWO的对流中心(抑制中心)靠近广东沿岸时,登陆广东的台风数量多(少)、强度大(小)、登陆位置偏东(西)、登陆后东向运动的台风数量偏多(少)。在此基础上,还进一步探讨了MJO和QBWO对生成于南海和西北太平洋的这两类登陆广东台风的影响及两者对登陆广东台风的共同影响。     

海洋上层暖水在热带气旋迅速增强中的作用:基于台风威马逊(1409)的个例研究

在登陆海南岛之前,台风威马逊在南海北部从热带风暴级别迅速增强成为超强台风。观测数据的分析结果显示,海洋上层的异常暖水在威马逊的迅速增强过程中扮演了重要的角色。威马逊期间,南海北部的海表面温度相比于气候态海表面温度暖很多。这部分异常暖水为威马逊提供了更多的能量,从而导致了威马逊的迅速增强。数值模拟结果进一步证明,南海北部的暖水在台风威马逊的迅速增强过程中起重要作用。如果没有这团异常暖水的影响,威马逊只增强25 hPa,仅为有暖水影响条件下增强程度的58.1%。     

冬季吕宋岛西温度锋的年际变化

Interannual variability of thermal front west of Luzon Island during the winter of 1993–2013 is examined with the method of singular value decomposition(SVD) and a suite of satellite measurements in this paper. It is found that both the area and intensity of the thermal front west of Luzon Island show apparent interannual variability.Further study based on SVD shows that the interannual variability of the thermal front is highly associated with El Ni?o and Southern Oscillation(ENSO), and the correlation coefficient between Ni?o3.4 index and the first Principal Component(PC1) of thermal front can reach –0.65. The mechanism can be described as follows. In El Ni?o(La Ni?a) years, the East Asian winter monsoon(EAWM) is weakened(enhanced), inducing weaker(stronger) local wind stress curl(WSC) west of Luzon Island, and resulting in weakened(enhanced) Luzon cold eddy, which finally leads to the weakening(enhancement) of the thermal front.     

MJO 对南海夏季降水的调制及其对海洋表层盐度的影响

基于向外长波辐射、降水、大气再分析资料和 HYCOM(HYbridCoordinateOcean Model)盐度等资料,研究了 MJO(Madden-JulianOscillation,热带大气季节内振荡)对南海夏季降水的调制,并初步探讨了其对海洋表层盐度的影响。结果显示:MJO 对南海夏季降水有显著的调制作用,导致南海降水具有强的季节内变化,其最显著周期为45d。降水季节内信号在泰国湾北部、吕宋岛以西和台湾岛西南等迎风坡区域较强,而在越南外海的安南山脉背风区域较弱,且降水信号会随着 MJO 信号向东北方向移动。MJO 对流抑制(活跃)中心所在区域,低层大气辐聚减弱(增强),中层大气对流减弱(增强),导致降水减少(增加);此外,MJO 对流抑制(活跃)中心伴随的反气旋式(气旋式)环流会改变风场,风场减弱(增强)使得迎风区域的降水减少(增加)。MJO 引起的降水异常进一步影 响南海盐度,南海表层盐度也有明显的季节内变化特征,其显著周期和降水基本一致,为47d,且盐度异常信号也随降水异常向东北移动。本研究结果有助于进一步了解南海降水和表层盐度的季节内变化特征。     

热带气旋对南海表层流和波浪的能量输入

利用日本气象厅"best track data"热带气旋数据、QuikSCAT(Quick Scatterometer)卫星风场数据和SCUD(Surface Currents from a Diagnostic model)表层流场数据,估算了热带气旋对南海表层流和波浪的能量输入。结果显示,由于热带气旋基本都位于南海中北部,热带气旋对表层流和波浪的能量输入也集中在南海中北部;能量输入最大的月份均在8月和11月,而在9月对总能量输入贡献最大。5～12月,热带气旋对南海表层流的能量输入为1.26GW,占风对表层流总能量输入的9.87%;热带气旋对表层波浪的能量输入为11.60GW,占风对表层波浪总能量输入的5.42%。如果只考虑10°N以北区域,则热带气旋对表层流和波浪能量输入的贡献分别达到11.29%和6.87%。     

基于Argo资料的西北太平洋海表面盐度对台风的响应特征分析

基于1996—2012年西北太平洋Argo剖面浮标盐度观测资料,利用合成分析方法研究了海表面盐度对台风的响应特征。结果表明海表面盐度对台风的响应具有明显的非对称性:台风过后其路径右侧的海表面盐度显著上升;左侧的则在R₅₀内上升,R₅₀外区域普遍下降。进一步分析显示台风强度、移动速度和海洋混合层深度对海表面盐度响应特征均有较大影响。强度大或移动缓慢的台风能造成大范围的海表面盐度上升;强度小或移动快速的台风只在路径右侧造成海表面盐度上升,左侧的则普遍下降。夏季(6-9月)台风过后,海表面盐度在混合层浅的区域普遍大幅上升,在混合层深的区域则在台风路径左右两侧2R₅₀范围内小幅上升,在远离台风路径左侧区域下降。     

北印度洋障碍层厚度气候态和季节变化特征及其成因初步分析

基于2004—2018年Argo (Array for Real-Time Geostrophic Oceanography)浮标观测的温度、盐度数据, 利用经验正交函数(EOF)分析和小波分析等方法对北印度洋(40°—105°E, 5°S—25°N)障碍层时空分布特征进行分析。结果显示: 北印度洋的东部常年存在障碍层, 而西部障碍层出现的概率相对较低; 较厚的障碍层出现在阿拉伯海东南部(67°—75°E, 3°—12°N)、孟加拉湾(82°—93°E, 11°—20°N)和赤道东印度洋(81°—102°E, 4°S—3°N)。阿拉伯海东南部和孟加拉湾障碍层厚度以年变化为主, 且呈同位相变化, 均为冬季最大, 夏季最小。赤道东印度洋区域则主要呈现半年周期变化, 在夏季和冬季各出现一次峰值。进一步分析表明, 孟加拉湾和赤道东印度洋障碍层厚度主要受等温层深度变化影响, 混合层深度变化对障碍层厚度变化的影响相对较小; 阿拉伯海障碍层厚度同时受等温层深度变化和混合层深度变化影响, 其中等温层深度变化对其影响更大。     

琼州海峡内潮流场对冬季风浪场影响的数值研究

利用COAWST数值模式就琼州海峡内潮流场对冬季风浪场的影响进行了研究。经实测数据验证，模型可较好的刻画海峡内的强潮流场。选定东、西向最大潮流时刻为典型案例分别就水位场及潮流场对波浪场的作用展开探讨。在琼州海峡东口处，西向最大潮流时刻下的正水位场增加了承载波浪运动的有效水深，有利于波浪能量的西向传播，进而使得当地有效波高增加。东、西向最大潮流均有利于琼州海峡东口处有效波高的增大，但前者主要通过流致辐聚效应实现，而后者主要经由流致波数位移生效。通过流致折射作用，东向（西向）最大潮流可在海峡中轴线以北的海区引起谱峰波向的逆时针（顺时针）旋转，而在以南的海区触发顺时针（逆时针）旋转。     

表层暖水在南海11月份台风路径北移中的作用

生成于西北太平洋的台风经常穿过南海海盆。与1980年以前相比,1980年以后南海11月份的台风路径显示出了明显的北移现象。通过数据分析和数值模拟研究发现,南海表层暖水在台风路径的北移现象中扮演了极为重要的角色。南海表层的增暖导致南海西北部的大气环境形成了显著的气旋式环流异常以及南海中部相应的南风异常,从而引导台风路径更向北偏移。