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谈哲敏教授课题组在西北太平洋台风活动研究方面取得新进展
阅读:677次 发布时间:2018-03-29 04:03

   台风或热带气旋(TC)会引起大风、暴雨和风暴潮等极端恶劣天气,是全球突发性的严重自然灾害之一。西北太平洋是全球TC发生最频繁、最强烈的海域,平均每年约有30个台风在这一区域生成,约占全球总数的1/3。西北太平洋TC活动会对周边国家地区造成严重的灾害,我国是受其影响最严重的国家之一。鉴于台风灾害的严重性和广泛性,国内外学者对西北太平洋台风活动给予了广泛关注。我校大气科学学院谈哲敏教授课题组在西北太平洋TC活动年际变率机理研究方面取得新的进展,指出北半球春季印度洋-太平洋暖池区域Hadley环流(IPWP_HC)第一主导模态通过海气相互作用,将异常信号传递到夏季从而对西北太平洋夏季TC活动产生重要影响。该研究以《Impacts of the boreal spring Indo-Pacific Warm Pool Hadley circulation on tropical cyclone activity over the Western North Pacific》为题发表于《Journal of Climate》。

夏季西北太平洋TC活动的年际变率受多个大尺度环境因子的综合调控(如:ENSO,平流层准两年振荡,印度洋海温等),弄清大尺度环境因子在同期和前期如何调控TC活动对提高TC活动的季节预测水平至关重要。近年来,人们发现Hadley环流对TC年际变率有显著影响。研究利用多套再分析资料,首先探讨了IPWP_HC的年际变率主导模态,指出IPWP_HC的年际变率第一模态呈现关于赤道非对称的结构特征,并且该模态的时间系数与西北太平洋TC生成频次有显著正相关关系(图1)。进一步分析发现,春季IPWP_HC第一模态正位相能够导致夏季西北太平洋850 hPa气旋性环流异常并伴有负的海平面气压异常,同时也存在正的低层相对涡度异常,大尺度上升运动异常,纬向海温梯度异常以及弱的垂直风切变(图2)。这些大尺度环境因子异常均有利于TC的生成。

另外,作者还指出春季IPWP_HC第一模态引起的低层西风异常通过与气候态的季风环流叠加导致孟加拉湾和南海海温冷却,而季风槽内降水引起的气旋性环流与信风叠加导致西北太平洋海温增暖,二者增强海洋大陆区域纬向海温梯度,从而加强南海地区的西风异常,形成正反馈效应。而加强的西风也会导致季风槽加深,槽内降水增多,在Gill响应的作用下西风会进一步加强。通过这两个正反馈过程,春季的IPWP_HC第一模态将信号传递到夏季,影响夏季TC活动(图3)。该物理过程不仅仅对西北太平洋台风活动有重要影响,甚至对东亚区域的降水和地面温度都有潜在影响。因此,本研究对理解春季异常强迫影响东亚夏季气候的物理过程以及提高东亚区域短期气候预测水平,具有重要的参考意义。

本研究在中尺度灾害性天气教育部重点实验室完成,并得到了国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划(973计划)等项目的共同资助,郭毅鹏博士为第一作者,谈哲敏教授为通讯作者。


成果链接:

    Guo Y. P., and Z. M. Tan, 2018: Impacts of the boreal spring Indo-Pacific Warm Pool Hadley circulation on tropical cyclone activity over the Western North Pacific. J. Climate., 31, 1361–1375, DOI: 10.1175/JCLI-D-17-0422.1.

    https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/JCLI-D-17-0422.1


1. a)北半球春季印度洋-太平洋暖池区域Hadley环流第一主导模态(等值线)及气候态(填色)。(b)第一模态时间系数(红线)和西北太平洋台风生成频次(蓝线)。

2. 北半球春季印度洋-太平洋暖池区域Hadley环流第一模态时间系数回归的夏季(a850 hPa风场和海平面气压异常,(b)海温和500 hPa垂直速度异常,(c850 hPa相对涡度异常和(d)垂直风切变异常。

3. 北半球春季印度洋-太平洋区域Hadley环流第一模态影响夏季西北太平洋大尺度环境场的示意图。黑色箭头表示低层水平风场异常,空白箭头表示气候态低层水平风场,玫红色曲线表示季风槽,云型表示季风槽内降水,黑色带箭头椭圆表示气旋性Rossby波响应,绿色椭圆表示异常的和气候态的风场叠加导致的海温冷却,红色椭圆表示异常的和气候态的风场叠加导致的海温增暖。