第 55 卷第 5 期 2012 年 5 月地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.55,No.5 May,2012 陆波, 钱维宏. 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相. 地球物理学报,2012,55(5): ,doi: /j

Size: px

Start display at page:

Download "第 55 卷第 5 期 2012 年 5 月地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.55,No.5 May,2012 陆波, 钱维宏. 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相. 地球物理学报,2012,55(5): ,doi: /j"

尹徒韩
5 years ago
Views:

1 第 55 卷第 5 期 2012 年 5 月地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.55,No.5 May,2012 陆波, 钱维宏. 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相. 地球物理学报,2012,55(5): ,doi: /j.issn LuB,Qian W H.SeasonallockofrapidlyintensifyingtyphoonsovertheSouth Chinaofshoreinearlyfal. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(inChinese),2012,55(5): ,doi: /j.issn 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相陆波, 钱维宏北京大学大气海洋科学系, 北京摘要使用美国台风联合中心 (JTWC) 的最佳路径资料对近 50 年 ( 年 ) 海南岛至台湾岛之间的华南近海台风路径和强度做统计分析, 得到台风增强的季节锁相时段. 经过大气变量的物理分解, 海陆分布热力强迫的季节风场揭示出 : 盛夏时节, 东亚副热带季风槽位于沿江江南, 华南近海盛行西南季风 ; 中秋时节, 东亚副热带季风槽南退到南海中部, 对华南近海台风的增强没有影响 ; 在夏末秋初的转换季节, 东亚副热带季风槽正好位于华南近海, 有些台风进入华南近海季风槽中就有可能增强, 形成所谓的季节锁相. 关键词近海台风, 初秋, 季节锁相, 南海, 突然增强, 物理分解 doi: /j.issn 中图分类号 P433 收稿日期 , 收修定稿犛犲犪狊狅狀犪犾犾狅犮犽狅犳狉犪狆犻犱犾狔犻狀狋犲狀狊犻犳狔犻狀犵狋狔狆犺狅狅狀狊狅狏犲狉狋犺犲犛狅狌狋犺犆犺犻狀犪狅犳狊犺狅狉犲犻狀犲犪狉犾狔犳犪犾 LU Bo,QIAN Wei Hong 犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犪狀犱犗犮犲犪狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲, 犘犲犽犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔, 犅犲犻犼犻狀犵 , 犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋 ThebesttrackdatafromJointTyphoon WarningCenter(JTWC)wasusedtoanalyze thetracksandstrengthsoftyphoonsoverthesouthchinaofshore (SCO)between Hainanand Taiwanislandsduring1961to2010andfindtheseasonallockoftherapidintensifiedtyphoons. Afterthephysicaldecompositionofatmosphericvariables,seasonalwindsforcedbyland sea heatingvariationshaverevealedthat(1)during mid summerthesubtropicalmonsoontroughis locatedalongtheyangtzeriveanditssouthernbasin,whichresultsinasouthwesterlymonsoon flowprevailingoverthesco;(2)duringfalthesubtropicalmonsoontroughshiftstothemiddle SouthChinaSea,anditcannotchangetheintensificationoftyphoon;and (3)inearlyfalthe subtropicalmonsoontroughisinthesco,sothatsomeoftyphoons wouldbeverylikelyto intensifyrapidlyoncetheyenterthisregion. 犓犲狔狑狅狉犱狊 Ofshoretyphoon,Earlyfal,Seasonallock,SouthChinaSea,Rapidintensification, Physicaldecomposition 1 引言台风或热带气旋 (TC) 以及伴随的暴雨狂风及风暴潮对中国沿海地区影响巨大 [1]. 台风预报包括其生成移动路径和强度变化 [2]. 台风强度突变一直是业务预报的难点.Mundel [3] 发现, 在 TC 强度突变频数多的年份, 强度预报的平均误差较大. 美国国基金项目国家自然科学基金项目 ( ) 资助. 作者简介陆波, 男,1986 年生,2008 年北京大学本科毕业. 在读博士生, 从事气候变化以及台风研究.E mail:lubo@hawai.edu 通讯作者钱维宏, 男,1957 年生, 教授, 从事天气气候研究.E mail:qianwh@pku.edu.cn

2 1524 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 55 卷家飓风中心 24 小时强度误差偏大的预报, 绝大多数表 1 基于犛犪犳犻狉犛犻犿狆狊狅狀飓风的热带气旋强度分级标准是由其强度发生突变所致 [4]. 台风突变的机理已有一系列研究. 迅速增强的 [5 6] 近海台风, 一般台风眼的直径较小, 主要受低纬环流和其他天气系统的影响 [7]. 海面温度 (SST) 偏 [8 10] [11] 高低层旋转风动能增加热带对流层上层 [12] 槽等因素均可能诱发近海台风的突然增强. 此 [13] 外, 梁建茵等对近海加强台风 ( 黄蜂 ) 进行了诊断分析, 认为近海台风的发展与大气中层的北方冷 [14] 空气侵入有关. 雷小途通过一系列数值试验, 提出了非绝热加热是台风突然发展的可能机理. 寿绍 [15] 文等认为, 热带气旋的突然增强是大尺度环流与 [16] 积云对流相互作用的结果. 余晖等强调了湿斜压过程对热带气旋中心附近垂直涡度增长的作用. 胡 [17] 春梅等通过对华南地区近海台风发生突变时大尺度环流的研究, 发现增强的近海台风往往伴随着西南气流的卷入和低空辐合高空辐散的环流形势. [18] 黄荣成等采用动态合成分析法, 对突然增强和突然减弱两类热带气旋进行了对比分析, 强调了南亚高压以及水汽输送的作用. 以往对于近海台风突然增强的机理研究多集中在台风变化的天气学背景, 如大气环流高低空配置水汽输送, 或湿斜压性等方面. 本文从气候学的角度, 认识中国近海台风突然增强的季节锁相特征, 考察台风在确定季节增强的气候原因. 2 资料和方法本文使用美国夏威夷台风联合中心 (JTWC) 的最佳路径资料 (htp:// NOOC/nmfc ph/rss/jtwc/best_tracks/), 对最近 50 年 ( 年 ) 的南海台风 ( 热带气旋 ) 进行了统计分析.JTWC 资料记录了每个台风 ( 含热带风暴和热带低压 ) 每隔 6h 的位置和强度. 中心气压和最大风速通常被用来描述一个台风 ( 或热带气旋 ) 的强度. 由于 JTWC 资料直到 2001 年才含有中心气压的信息, 本文采用最大风速作为参考. 依据 Safir [19] Simpson 标准, 对台风 ( 热带气旋 ) 也采用大西洋飓风的强度进行分级 ( 表 1). 热带气旋强度突变的定义有着不同的标准 : 1960 年代初, 中心气压每小时降低超过 2hPa 的台 [20] 风被定义为突然增强 ;1972 年 Samson 提出西北太平洋台风 24h 内最大风速增加超过 48.6knots [21] (25m/s,1knots=0.5144m/s) 为迅速增强 ; 犜犪犫犾犲 1 犜狉狅狆犻犮犪犾犮狔犮犾狅狀犲犻狀狋犲狀狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀犮犪狋犲犵狅狉狔犫犪狊犲犱狅狀犛犪犳犻狉犛犻犿狆狊狅狀狊犺狌狉狉犻犮犪狀犲狊犮犪犾犲名称分级气压 (mb) 风速 (knots)(m s -1 ) 热带低压 TD / <34(<17.49) 热带风暴 TS / 34-63( ) 台风 1 > ( ) 台风 ( ) 台风 ( ) 台风 ( ) 超级台风 5 <920 >135(>69.44) 分级中, 数字 1 5 为台风由低向高的级别年 Holiday 和 Thompson 提出将 24h 降压超 [22] 过 42hPa 作为台风迅速增强的标准 ; 在中国出版的西太平洋热带气旋气候图集中, 定义 24h 内中 [23] 心气压降低, 超过 45hPa 为台风迅速加深的标准 ;1996 年, 阎俊岳定义 12h 内最大风速增大, 超 [10] 过 19.44knots(10 m/s) 为台风突然增强的标 [17] [24] [25] 准. 此外, 胡春梅等于玉斌等林良勋等都提出了各自的台风增强定义标准. 本文所使用的 JTWC 资料中最大风速持续性较好, 其分辨率是 5knots ( 约 2.57 m/s). 因此, 对于中国华南近海海域的台风, 其强度突然增强定义为 : 在图 1 所框的区域内, 犜 0 时刻的前后 6h, 即 12h 内最大风速至少增加了 20knots( 约 10.3m/s). 为了分析近海台风突然增强事件的季节锁相特征, 文中还使用了以下资料 :(1)NCEP Reanalysis 2 [26] (NCEP/DOE Reanalysis I) 中的逐日高度风资料 (htp:// 空间分辨率为经纬度格点, 时间为年 ;(2)TRMM [27] 逐日降水资料 (TRMM_3B42_ daily.006), 空间分辨率为经纬度格点, 时间为年, 取自 htp://disc.sci. gsfc.nasa.gov/precipitation. 在时空域内, 大气变量可以分解成纬圈和时间平均的气候对称部分, 时间平均的气候非对称部分, 纬圈平均的瞬时对称扰动和瞬时非对称扰动等四部分 [28]. 前两个部分分别由太阳辐射和海陆分布热力调节的季节变化引起, 并形成规则的逐日气候. 第三部分是由海洋或陆地季节内和年际热力强迫变化引起, 可形成大气变量的行星尺度指数循环. 第四部分是一些复杂的天气尺度瞬变波. 我们用最近犖 =10 年或 30 年全球或北半球对流层至平流层大气观测的站点或格点温度犜位势

3 5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1525 图年期间到达华南近海 ( 虚线区域 ) 的 236 个热带气旋最大强度时所在的位置实心圆为在华南近海达到突然增强标准的 22 个台风位置. Fig.1 Positionsof236tropicalcyclones(TC)withtheirstrongestmoments inthesouthchinaofshore(dashedarea)intheperiod Circlesindicate22Typhoonsrapidlyintensified. 高度犎风犞和湿度犙等连续变量进行四分量物理分解, 以风速犞分量的分解为例 : 犞 (λ, φ, 狋 ) 犢 = [ 珚犞狋 ( φ )]+ 犞 (λ, 狋 φ ) + [ 犞 ( φ, 狋 )] 犢 + 犞 (λ, φ, 狋 ) 犢, (1) 式中等号左边的变量犞 (λ, φ, 狋 ) 犢是第犢年从 1 月 1 日起算第狋日随经度 λ 和纬度 φ 变化的历史的或当前的气象观测风速犞分量. 分解式 (1) 等号右端第一项 [ 珚犞狋 ( φ )] 是对应犖年内第狋日气候平均及沿纬圈平均后只随纬度 φ 变化的风速犞分量, 其数学表达式如下 : 犖犘 [ 珚犞狋 ( φ )]= 犞狋 (λ, φ,τ)/( 犖犘 ), (2) τ=1 λ=1 分量 [ 珚犞狋 ( φ )] 是太阳辐射季节变化确定的气候变量场,τ 的取值为第狋日从第 1 年至第犖年,λ 是纬圈等距格点数从第 1 点至最后第犘点. 分解式 (1) 等号右边第二项是相对第狋日用第 1 年至第犖年时间平均的空间格点风速减去相对第狋日太阳辐射纬圈季节变化 [ 珚犞狋 ( φ )] 后的逐日气候空间变量场 : 犞犖 (λ, 狋 φ )= 犞狋 (λ, φ,τ)/ 犖 - [ 珚犞狋 ( φ )],(3) τ=1 该分量是海陆分布热力强迫的季节风场. 我们给出 72 候的气候年循环 ( 每个月被分成了 6 候, 忽略不同月份之间天数的差别 ), 包含的变量有降水 850hPa 位势高度和 850hPa 层的风. 为了去除太阳高度角年循环变化对大气的作用, 原始的风场和气压 ( 高度 ) 场都减去了纬圈平均的逐日气候变化, 剩下的残差突出了海陆 ( 地形 ) 分布等因素的影响. 3 近海台风的统计特征由于地形摩擦和水汽来源减少, 进入中国近海海域的热带气旋强度一般会很快减弱. 然而, 有一少部分台风在近海却迅速加强. 这些台风不仅给沿海地区带来了巨大的灾害, 也给业务预报带来了很大的难度年的 50 年中, 共有 236 个热带气旋 ( 包含台风热带风暴和低压扰动 ) 经过华南近海 ( 图 1). 其中有 22 个台风达到突然增强的标准, 即某一时刻的前后 6h 内, 最大风速增加超过 20knots (10.3m/s). 图 1 中实心圆圈所示 22 个台风发生突然增强时的所在位置. 对于每个突然增强的台风, 导致它增强的原因可能不同, 本文不分析个别台风增强的具体原因, 而对台风突然增强的季节锁相特征加以认识. 如图 2 所示, 在 22 个华南近海突然增强的台风中, 有 19 个达到了台风的标准, 其中一级台风 9 个 ( 最大风速大于 64knots(32.92 m/s), 小于 82knots (42.18m/s)), 二级台风 4 个 ( 最大风速大于 83knots (42.70m/s), 小于 95knots(48.87 m/s)), 三级台风 3 个 ( 最大风速大于 96knots(49.38 m/s), 小于 112knots(57.61m/s)), 四级台风 3 个 ( 最大风速大于 113knots(58.13m/s), 小于 135knots(69.44m/s)). 在华南近海突然增强的台风中, 强度在三级以上的占 31.6%. 在进入华南近海的所有 236 个热带气旋

1526 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 55 卷生台风增强概率最高的季节 ( 图 3c).9 月的第 2 候至第 6 候 ( 第 50 候至第 54 候 ), 有 25% 至 33% 的近海台风发生了突然增强, 远远高于其他各候, 也高于全年台风发生的平均概率 9.3%. 4 近海突然增强台风季节锁相的机理根据图 3 中增强台风出现的时间, 我们选择盛夏中秋和夏末秋初等三个时间段考察海陆分布调节的气候环流形势.

4 1526 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 55 卷生台风增强概率最高的季节 ( 图 3c).9 月的第 2 候至第 6 候 ( 第 50 候至第 54 候 ), 有 25% 至 33% 的近海台风发生了突然增强, 远远高于其他各候, 也高于全年台风发生的平均概率 9.3%. 4 近海突然增强台风季节锁相的机理根据图 3 中增强台风出现的时间, 我们选择盛夏中秋和夏末秋初等三个时间段考察海陆分布调节的气候环流形势. 盛夏时节, 我们取第 33 候 (6 月日 ) 的亚洲西北太平洋地区 850hPa 海陆图 2 华南近海突然增强的 22 个台风 ( 热带气旋 ) 的强度 ( 最大风速 ) Fig.2 Maximum windspeedsof22typhoons(tcs) rapidlyintensifiedintheofshore 中, 只有 16.5% 的台风强度在三级以上. 这意味着, 高强度的台风在近海迅速增长的可能性更大. 对华南近海突然增强台风的时间进行统计, 可以发现台风增强具有季节锁相特征 ( 图 3a). 在所有 22 个近海突然增强台风中, 有 18 个台风发生在夏末秋初, 即图 3a 中所示的第 46 候至第 55 候 (8 月 15 日至 10 月 5 日 ), 其中有 15 个台风集中在 9 月份, 只有 1 个台风增强在第 35 候. 夏末秋初也是发 [29] 季节调节下的位势高度和气候风场 ( 图 4). 图 4 中的三条槽线分别是 : 位于孟加拉湾南北走向的季风槽, 赤道西太平洋东西走向的行星尺度季风槽, 和位于东亚地区的副热带季风槽. 孟加拉湾季风槽又 [30] 被称为半岛尺度季风槽, 槽前有降水. 赤道西太平洋的季风槽是太平洋上赤道辐合带 (ITCZ) 的西段部分, 对应有降水. 东亚副热带季风槽从沿江江南向东伸展到日本地区, 对应槽的南侧有副热带季风雨带. 西太平洋 ITCZ 降水与东亚副热带季风降水分别位于西北太平洋副热带高压脊线的南侧和西北侧. 中国华南和南海中北部地区, 处于东亚副热带季风槽南侧的西南季风气流控制之下, 华南近海没图 3 华南近海台风的季节分布 (a) 突然增强的 22 个台风 ( 热带气旋 ) 发生强度突变的时间 ( 候 );(b) 所有 (236 个 ) 热带风暴出现的时间 ( 候 );(c) 每一候发生强度突增的近海台风占该候所有近海风暴的比例. Fig.3 SeasonaldistributionsofTCsovertheSouthChinaofshore (a)theoccurrencepentadsof22rapidintensifiedtyphoons(tcs)intheofshore;(b)theoccurrencepentads oftotal236tcsintheofshore;(c)theratioofrapidintensifiedtcstoalofshoretcsineachpentad.

5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1527 图 4 第 33 候 (6 月 11 日至 15 日 )850hPa 风 (m/s) 和位势高度 (10gpm) 时间平均的海陆季节调节非对称部分阴影区颜色由浅至深分别表示来自 TRMM 资料的 5 10 15 20 25mm/d 气候平均降水, 实线和虚线指示位势高度正与负偏差, 方点线指示槽线. Fig.

5 5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1527 图 4 第 33 候 (6 月 11 日至 15 日 )850hPa 风 (m/s) 和位势高度 (10gpm) 时间平均的海陆季节调节非对称部分阴影区颜色由浅至深分别表示来自 TRMM 资料的 mm/d 气候平均降水, 实线和虚线指示位势高度正与负偏差, 方点线指示槽线. Fig.4 Thetime averageclimateasymmetricpartsof850hpawinds(vector,m/s)and geopotentialheight(10gpm)atthepentad33 (June11 th June15 th ) Thesolidlinesanddashedlinesindicatepositiveandnegativedeparturesofheight,respectively;theshadingindicates TRMM precipitation (5,10,15,20,and25mm/day);heavydashedlinesindicatethepositionofthreetroughs. 有气候上的涡旋环流系统. 从第 34 候 (6 月 16 日至 20 日 ) 到第 35 候 (6 月 21 日至 25 日 ), 东亚副热带季风槽北移到长江沿线及其以北地区. 副热带高压脊线位置和东亚季风雨带也逐渐北移. 从第 28 候南海季风爆发一直到第 43 候和第 44 候, 东亚副热带季风槽位置都是逐候向北移动的 [29]. 但时间上过了第 44 候, 东亚副热带季风槽逐候向南移动. 第 49 候, 东亚副热带季风槽到达华南. 第 50 候, 东亚副热带季风槽南退到华南沿海, 在华南近海稳定少动. 图 5 是东亚副热带季风槽在华南近海最深的时段 ( 第 53 候 ). 孟加拉湾季风槽是长期存在的. 南海南北向季风槽从盛夏就存在, 位置少动, 但气旋性涡度不及东亚副热带季风槽. 第 53 候是华南近海台风增强次数最多的时期, 也是华南近海气候上降水最多的时期. 对比图 3 与图 5 很容易理解, 这个时候当有台风进入华南近海后, 即使强度不变化的台风也会在这里叠加上近海的气候气旋性涡度, 使得台风增强. 根据台风的形成理论, 华南近海低层的气候气旋性涡度有利于水汽辐合, 增加台风降水和潜热释放. 通过正反馈过程, 台风在华南近海容易增强. 第 57 候以后, 这条东西向的东亚副热带季风槽向南移动到海南中部, 气旋性涡度也大大减弱. 图 6 是 10 月底 ( 第 60 候 ) 的 850hPa 海陆季节调节的环流形势. 这个时候, 东亚大槽已经在日本至中国东海建立. 在中高纬度地区,850hPa 高度场上东亚沿海地区位势高度低, 亚洲内陆位势高度高. 东亚出现偏北气流, 华南近海为东北风. 中国东部和华南近海为秋高气爽的气候. 南退的东西向槽在海南中南部地区与赤道西太平洋 ITCZ 连接在一起. 此时, 西北太平洋 ITCZ 上仍然有很多的台风生成, 并在热带季风槽上发展和增强. 这些热带风暴多沿这些气候槽的位置移动, 或者沿副高边缘转向东北, 进入东亚大槽. 这个时候的气候流场不但不利于台风向华南近海靠近, 即使台风移到华南近海也没有增强的气候环境. 所以,10 月底后, 进入华南近海的热带风暴很少, 也没有发生过近海增加的台风例子. 5 台风近海增强的个例 2008 年 9 月 17 日, 热带气旋黑格比在西北太平洋于菲律宾以东洋面生成, 它是近 50 年来在华南近海突然增强的最强台风个例. 图 7a 给出了黑格比的生成位置及行进路线. 黑格比于 21 日发展成为台风, 并于日穿越巴士海峡, 这期间没有直接受到岛屿地形的影响. 台风进入南海后的 [31] 路径一直是向西偏北呈直线移动. 杨昌贤等对其移动路径进行了分析, 认为台风路径稳定西北偏西

１５２８地球物理学报ＣｈｎｅｓｅｊＧｅｏｐｈｙｓ５５卷图５第５３候９月２１日至２５日图中变量同图４Ｆ５Ｓａｍｅａｓｆｒｅ４ｂｕｆｏｒｈｅｐｅｎａｄ５３Ｓｅｐｅｍｂｅｒ２１ｓＳｅｐｅｍｂｅｒ２５ｈｇｇｕ图６第６０候１０月２６日至３１日图中变量同图４Ｆ６Ｓａｍｅａｓｆｒ

于２４日在广东省茂名市的电白县沿海登陆后又经弱对于这次台风由于其移动路径相对稳定业务过广西南部登陆后一天就给广东造成６人死亡２部门成功预测出了台风黑格比的登陆地点电白人失踪经济损失近６０亿元最终黑格比在越南北县但是由于黑格比在近海的突然增强业务部部中越边境附近消失黑格比登

6 １５２８地球物理学报ＣｈｎｅｓｅｊＧｅｏｐｈｙｓ５５卷图５第５３候９月２１日至２５日图中变量同图４Ｆ５Ｓａｍｅａｓｆｒｅ４ｂｕｆｏｒｈｅｐｅｎａｄ５３Ｓｅｐｅｍｂｅｒ２１ｓＳｅｐｅｍｂｅｒ２５ｈｇｇｕ图６第６０候１０月２６日至３１日图中变量同图４Ｆ６Ｓａｍｅａｓｆｒｅ４ｂｕｆｏｒｈｅｐｅｎａｄ６０Ｏｃｏｂｅｒ２６ｈＯｃｏｂｅｒ３１ｓｇｇｕ行的主要原因是５００ｈＰａ副高呈带状分布以及副高南侧边缘偏东和东南引导气流的加强黑格比其最大风速１Ｓｍｐｓｏｎ飓风标准２５ｋｎｏｓ６４３ｍｓ近中心气压９２９ｈＰａ２４日台风登陆后强度迅速减于２４日在广东省茂名市的电白县沿海登陆后又经弱对于这次台风由于其移动路径相对稳定业务过广西南部登陆后一天就给广东造成６人死亡２部门成功预测出了台风黑格比的登陆地点电白人失踪经济损失近６０亿元最终黑格比在越南北县但是由于黑格比在近海的突然增强业务部部中越边境附近消失黑格比登陆后给越南带来大门低估了其登陆时的强度当时预报的登陆强度会量降雨据新闻报道水灾在越南至少造成４１人死降低至７７８ｋｎｏｓ４０ｍｓ然而实际台风登陆时亡经济损失达６５００万美元的最大风速已经超过１２４４ｋｎｏｓ６４ｍｓ如前所图７ｂ和图７ｃ给出了黑格比台风１７日生成述第４９候至第５０候东亚副热带季风槽从华南陆后逐日４个时次的最大风速和中心气压随时间的地上南退到华南沿海呈东西走向维持到第５６候变化黑格比于２２至２３日进入南海近海其强度在此期间作为西北太平洋ＩＴＣＺ的延伸菲律宾以相比在太平洋上的１８至２１日增强得更快在２３日东维持一条西北东南走向的槽比较图５与图１２时黑格比迅速增长为四级台风采用Ｓａｆｆｒ７ａ黑格比台风从２０２４日基本上是沿着菲律宾

5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1529 图 7 2008 年 9 月 17 日至 25 日黑格比台风 (a) 路径 ;(b) 每日 4 时次最大风速 ;(c) 每日 4 时次中心气压. Fig.7 SevereTyphoonHagupit(Sep.17 th Sep.

7 5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1529 图年 9 月 17 日至 25 日黑格比台风 (a) 路径 ;(b) 每日 4 时次最大风速 ;(c) 每日 4 时次中心气压. Fig.7 SevereTyphoonHagupit(Sep.17 th Sep.25 th,2008) (a)track;(b)maximum wind;(c)centralpressure. 东侧的槽和华南近海季风槽方向移动的. 这是这个季节台风移动的气候路径. 6 讨论与结论华南近海的初秋, 有些台风会突然增强, 但不是所有到来的台风都增强. 对那些不增强的台风, 它们的原因仍然需要研究. 台风强度变化的因素除了低层风场的辐合之外, 还有海表温度和垂直风切变等的影响. 这里, 我们就海表温度的作用做进一步的讨论. 对强度突然增加的热带气旋, 有学者认为海面温度 (SST) 高于 28 是其突变的必要条件 [8 10]. 使用 [32] 覆盖全球的海温分析发现 ( 图略 ),9 月份中国南海海域 SST 都高于 28, 因此海表的热力条件在初秋是满足的, 在低层气候平均气流的辐合下可以使移来的台风增强. 本文只讨论了华南近海突然增强的台风, 对于华东近海的突变台风并没有提及. 实际上, 华东近海较少发生突然增强的台风, 其数目不足华南近海突然增强型台风的 1/4 [7]. 为什么南海相比东海更容 [7] 易出现近海台风突然增强, 刘春霞等认为近海台风的突然增强主要受低纬度天气系统影响, 而中国华东近海主要受中纬度系统影响. 从本文的结果来看, 华南近海更容易发生热带气旋增强的主要原因是, 夏末秋初, 东亚季风槽两侧的东北风和西南风对峙形成的气旋性环流季节性地到达了南海北部, 华东近海不存在这种有利于台风发展的气候环流形势 ; 其次, 南海海域 SST 在 9 月始终高于 28, 然而华东近海 SST 在 9 月低于 28 ( 图略 ). 本文使用美国台风联合中心 (JTWC) 的热带风暴最佳路径资料对近 50 年华南近海台风路径和强度做了统计分析. 在总共 236 个到达华南近海的热带风暴中, 有 22 个台风登陆前发生了明显的增强, 其中有 15 个增强台风发生在 9 月份. 为了探索华南近海台风增强的季节锁相原因, 本文又用 NCEP/ NCAR 再分析资料进行了大气变量的 4 分量物理分解, 主要结论如下 : (1) 台风登陆前强度一般会因为地形摩擦而降低, 然而有一小部分台风却会在登陆前突然增强. 中国华南近海海域的热带气旋有 9.3% 发生了突然增强, 这给灾害性台风的预报增加了难度. 对于近海突然增强的台风, 它们多发生在夏末秋初, 具有明显的季节锁相特征. (2) 将原始大气变量去除行星尺度纬圈平均的气候值, 能够更好的体现台风强度变化的气候背景. 在盛夏时节, 中国华南地区以及南海大部分海域受副热带季风槽南侧西南气流控制, 缺少能够使华南近海台风增强的气候气旋性环流背景 ; 在深秋时节, 最大的气候气旋性涡度带南移到南海的中南部, 而华南以及南海北部海域吹东北风, 缺少能够使华南近海台风增强的气候气旋性环流背景 ; 在夏末秋初的转换季节, 受西南气流和东北气流的共同作用, 在

8 1530 地球物理学报 (ChineseJ.Geophys.) 55 卷南海北部形成了气旋性环流气候背景, 使得进入南海近海的热带气旋更容易发生突然增强. (3) 台风强度变化的预报属于短期和中期延伸期预报的时间跨度. 在这个时间跨度上, 台风强度变化的预报也需要气候背景的认识. 台风的强度预报实际上是台风天气尺度扰动和季节气候背景场叠加的综合预报. 要提高短期至中期延伸期等重大天气预报的水平, 着眼点的环流预报需要进行气候分解, 即认识气候是天气预报的基础. (4) 南海近海比华东近海更加容易发生台风或热带气旋的突然增强. 一方面是因为夏末秋初气候气旋性环流只局限于南海北部, 另一方面是因为南海海域 SST 在 9 月份维持在 28 以上, 这是台风突然增强的必要条件, 然而华东近海在 9 月份 SST 已经低于这个阈值. 参考文献 (References) [1] 陈联寿, 丁一汇. 西太平洋台风概论. 北京 : 科学出版社, ChenLS,DingY H.AnIntroductiontotheWesternPacific Typhoons(inChinese).Beijing:SciencePress,1979. [2] 陈光华, 黄荣辉. 西北太平洋热带气旋和台风活动若干气候问题的研究. 地球科学进展,2006,21(6): ChenG H,HuangR H.Researchonclimatologicalproblems oftropicalcycloneandtyphoon activityin western North Pacific. 犃犱狏犪狀犮犲狊犻狀犈犪狉狋犺犛犮犻犲狀犮犲 (inchinese),2006,21 (6): [3] Mundel D B. Prediction of Tropical Cyclone Rapid IntensificationEvents.FortColins:ColoradoStateUniversity, 1990:206. [4] Titley D W,Elsberry R L.Largeintensity changesin tropicalcyclones:acasestudyofsupertyphoonfloduring TCM 90. 犕狅狀. 犠犲犪. 犚犲狏.,2000,128(10): [5] HolidayCR,ThompsonA H.Climatologicalcharacteristics ofrapidlyintensifyingtyphoons. 犕狅狀. 犠犲犪. 犚犲狏.,1979, 107(8): [6] 陈乾金. 我国近海台风突然加强和眼结构变化及其与环流背景关系的统计研究. 海洋学报,1996,18(3): ChenQJ.Thestatisticanalysisoftheeyestructureofrapid intensifiedofshoretyphoonanditsclimaticcirculation. 犃犮狋犪犗犮犲犪狀狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪 (inchinese),1996,18(3): [7] 刘春霞, 容广埙. 台风突然加强与环境场关系的气候分析. 热带气象学报,1995,11(1): LiuCX,RongGX.Theclimaticanalysisoftherelationship between the explosive development of typhoon and its environmentflowfield. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (in Chinese),1995,11(1): [8] KaplanJ,Demaria M.Large scalecharacteristicsofrapidly intensifyingtropicalcyclonesinthe North Atlantic Basin. 犠犲犪狋犺犲狉犉狅狉犲犮犪狊狋犻狀犵,2003,18(6): [9] 阎俊岳, 张秀芝, 李江龙.135 E 以西西北太平洋热带气旋迅速加强的气候特征. 热带气象学报,1997,13(4): YanJY,ZhangXZ,LiJL.Climatecharacterisicsofrapid intensifyingtropicalcyclonesinthenorthwestpacificocean westof 135 E. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (in Chinese),1997,13(4): [10] 阎俊岳. 近海热带气旋迅速加强的气候特征. 应用气象学报,1996,7(1): YanJY.Climatologicalcharacteristicsofrapidlyintensifying tropicalcyclones over the ofshore of China. 犙狌犪狉狋犲狉犾狔犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狆狆犾犻犲犱犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (inchinese),1996,7(1): [11] 刘春霞, 容广埙. 近海突然加强台风能量场的诊断分析. 热带气象学报,1996,12(2): LiuCX,RongGX.Ondiagnosticanalysisofenergyfieldsof abrupt intensification of typhoon ofshore. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (inchinese),1996,12(2): [12] VenthamJD,WangB.Large scaleflow paternsandtheir influenceontheintensificationratesofwesternnorthpacific tropicalstorms. 犕狅狀. 犠犲犪. 犚犲狏.,2007,135(3): [13] 梁建茵, 陈子通, 万齐林等. 热带气旋黄蜂登陆过程诊断分析. 热带气象学报,2003,19( 增刊 ): LiangJY,ChenZT,WanQL,etal.Diagnosticanalysisof thelandfalprocesstropicalcyclone Vongfong. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (inchinese),2003,19(suppl.1) [14] 雷小途. 非绝热加热对热带气旋非对称结构影响的数值试验. 热带气象学报,1998,14(3): LeiX T. The numericalexperiment oftheinfluence of diabaticheating ontropicalcycloneasymmetricstructure. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (in Chinese),1998,14 (3): [15] 寿绍文, 姚秀萍. 爆发性发展台风合成环境场的诊断分析. 大气科学,1995,19(4): ShouS W,Yao X P.A diagnosticstudyofthecomposite ambient fields of the explosively developing typhoons. 犛犮犻犲狀狋犻犪犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犪犛犻狀犻犮犪 (in Chinese),1995,19(4): [16] 余晖, 吴国雄. 湿斜压性与热带气旋强度突变. 气象学报, 2001,59(4): Yu H, Wu G X. Moistbaroclinity and abruptintensity changeoftropicalcyclone. 犃犮狋犪犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犛犻狀犻犮犪 (in Chinese),2001,59(4): [17] 胡春梅, 端义宏, 余晖等. 华南地区热带气旋登陆前强度突变的大尺度环境诊断分析. 热带气象学报,2005,21(4): HuX M,DuanY H,YuH,etal.Thediagnosticanalysisof therapidchangeintropicalcyclonesintensitybeforelandfal in South China. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (in

9 5 期陆波等 : 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相 1531 Chinese),2005,21(4): [18] 黄荣成, 雷小途. 环境场对近海热带气旋突然增强与突然减弱影响的对比分析. 热带气象学报,2010,26(2): HuangRC,LeiX T.Comparativeanalysisoftheinfluence ofenvironmentfieldonrapidintensifyingand weakeningof tropicalcyclonesoverofshorewatersofchina. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犜狉狅狆犻犮犪犾犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔 (inchinese),2010,26(2): [19] Simpson R H. The hurricane disaster potential scale. 犠犲犪狋犺犲狉狑犻狊犲,1974,27(4): [20] Ito H. Aspects oftyphoon development As viewed from observationaldatainthelowertroposphere.tokyo Tech ReportNo.21.Meteor.Agency,Tokyo,1963. [21] SamsonB.Rapidintensificationandlow latitudeweakening oftropicalcyclones ofthe western North Pacific Ocean. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狆狆犾犻犲犱犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔,1973,12(1): [22] Holiday R,Thompson H.Climatologicalcharacteristicsof rapidlyintensifying typhoons. 犕狅狀狋犺犾狔犠犲犪狋犺犲狉犚犲狏犻犲狑, 1979,107: [23] 上海台风研究所. 西太平洋热带气旋气候图集. 北京 : 气象出版社,1990. Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration.The AtlasofTyphoons Overthe Western NorthPacific (in Chinese).Beijing:China Meteorological Press,1990. [24] 于玉斌, 杨昌贤, 姚秀萍. 近海热带气旋强度突变的垂直结构特征分析. 大气科学,2007,31(5): Yu Y B, Yang C X, Yao X P.The verticalstructure characteristicsanalysisonabruptintensitychangeoftropical cycloneoverthe ofshore of China. 犆犺犻狀犲狊犲犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犛犮犻犲狀犮犲狊 (inchinese),2007,31(5): [25] 林良勋, 梁巧倩, 黄忠. 华南近海急剧加强热带气旋及其环流综合分析. 气象,2006,32(2): LinL X,Liang Q Q, Huang Z.Analysisofcirculation patern ofrapidlyintensified ofshoretropicalcyclonesof SouthChina. 犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犾犕狅狀狋犺犾狔 (in Chinese),2006, 32(2): [26] Kanamitsu M,EbisuzakiW,WoolenJ,etal.NCEP DEO AMIP IReanalysis(R 2). 犅狌犾. 狅犳狋犺犲犃狋犿狅狊. 犕犲狋. 犛狅犮., 2002,83(11): [27] Iguchi T, Kozu T, Meneghini R,et al. Rain profiling algorithm forthe TRMM precipitation radar. 犑狅狌狉狀犪犾狅犳犃狆狆犾犻犲犱犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵狔,2000,39(12): [28] 钱维宏. 天气尺度瞬变扰动的物理分解原理. 地球物理学报,2012,55(5): Qian Weihong.Physicaldecompositionprincipleofregional scaletransientanomaly. 犆犺犻狀犲狊犲犑. 犌犲狅狆犺狔狊.(inChinese), 2012,55(5): [29] 钱维宏. 气候变化与中国极端气候事件图集. 北京 : 气象出版社,2011. Qian W H.The Atlas of Climate Change and Extreme ClimateEventsinChina (inchinese).beijing:meteorology Press,2011. [30] Qian W H,TangS Q.Identifyingglobalmonsoontroughs andglobalatmosphericcentersofactiononapentadscale. 犃狋犿狅狊狆犺犲狉犻犮犗犮犲犪狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲犔犲狋犲狉狊,2010,3(1):1 6. [31] 杨昌贤, 陈红, 郭冬艳等. 强台风黑格比的路径和降水诊断分析. 气象,2009,35(4): YangCX,ChenH,GuoD Y,etal.Diagnosticanalysison thetrack and precipitation of strong typhoon Hagupit. 犕犲狋犲狅狉狅犾狅犵犻犮犪犾犕狅狀狋犺犾狔 (inchinese),2009,35(4): [32] RaynerNA,ParkerDE,HortonEB,etal.Globalanalyses ofseasurfacetemperature,seaice,and night marineair temperaturesincethelatenineteenthcentury. 犑. 犌犲狅狆犺狔狊. 犚犲狊.,2003,108(D14):4407. ( 本文编辑汪海英 )

;54 ;1 ( ' ) Vol.54 No JournalofXiamenUniversity (NaturalScience) Jan.2015 doi: /j.issn RSTU V ; &! Y,,, [,2\

$;54 ;1 ( ' ) Vol.54 No JournalofXiamenUniversity (NaturalScience) Jan.2015 doi: /j.issn RSTU V ; &! Y,,, [,2\$ ;54 ;1 ( ' ) Vol.54 No.1 2015 1 JournalofXiamenUniversity (NaturalScience) Jan.2015 doi:10.6043/j.issn.0438 0479.2015.01.011 RSTU V ; &! Y,,, Z,@ [,2\] ( 8+ =,>^ E G,Y7,>^ 361102) ; : ( 犕狔犮犪犾犲狆犺狔犾狅狆犺犻犾犪

第 55 卷第 5 期 2012 年 5 月 地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.55,No.5 May,2012 陆波, 钱维宏. 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相. 地球物理学报,2012,55(5): ,doi: /j

第 55 卷第 5 期 2012 年 5 月地球物理学报 CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS Vol.55,No.5 May,2012 陆波, 钱维宏. 华南近海台风突然增强的初秋季节锁相. 地球物理学报,2012,55(5): ,doi: /j