倪文琪,蔣國(guó)榮,陳弈德,杜振彩,盧姁,令聰婧,韋道明,郁紅弟,康建偉
(1.解放軍61741部隊(duì),北京100074;2.解放軍理工大學(xué),江蘇南京211101)
西北太平洋8月熱帶氣旋頻數(shù)異常特征分析
倪文琪1,蔣國(guó)榮2,陳弈德2,杜振彩1,盧姁1,令聰婧1,韋道明1,郁紅弟1,康建偉1
(1.解放軍61741部隊(duì),北京100074;2.解放軍理工大學(xué),江蘇南京211101)
利用1949—2014年的美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心2.5°×2.5°的月平均資料和上海臺(tái)風(fēng)研究所提供的臺(tái)風(fēng)年鑒,對(duì)西北太平洋8月熱帶氣旋頻數(shù)異常進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)相關(guān)和合成分析,并通過對(duì)臺(tái)風(fēng)異常偏少的2014年進(jìn)行診斷分析,使相關(guān)和合成結(jié)果得到驗(yàn)證。主要結(jié)論有:(1)西北太平洋8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)和赤道、副熱帶區(qū)域500 hPa位勢(shì)高度、當(dāng)年4—7月該區(qū)域的異常位勢(shì)高度均有顯著負(fù)相關(guān);與孟加拉灣北部SST、赤道中東太平洋850 hPa緯向風(fēng)場(chǎng)和印緬地區(qū)地面低壓系統(tǒng)也有顯著關(guān)聯(lián);(2)臺(tái)風(fēng)少年孟加拉灣北部SST偏高,極渦中心值偏低,副高強(qiáng)度強(qiáng),北半球位勢(shì)高度梯度小,東亞大槽淺,而多年則相反;(3)8月臺(tái)風(fēng)偏多(少)年低頻能量的位相分布完全相反,傳播特征明顯不同。偏多年在6月中旬和8月上旬為正位相,偏少年相反;多年表現(xiàn)為系統(tǒng)西傳,少年為東傳;(4)2014年8月臺(tái)風(fēng)異常偏少的原因有:西太平洋副高位置偏南;赤道中太平洋SST異常增暖造成沃克環(huán)流發(fā)生異常;季風(fēng)槽位置較常年明顯偏西強(qiáng)度顯著偏弱;(5)2014年的環(huán)流形勢(shì)屬于典型的臺(tái)風(fēng)偏少型,驗(yàn)證了歷史相關(guān)統(tǒng)計(jì)和合成結(jié)果。
8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù);SST診斷分析;相關(guān);大氣ISO;低頻傳播
臺(tái)風(fēng)是一種破壞力極強(qiáng)的災(zāi)害天氣,它直接影響到我國(guó)領(lǐng)海如東海、南海,以及周邊海域如北印度洋的海上絲路建設(shè)、與他國(guó)海權(quán)維護(hù)等重要問題;同時(shí)中國(guó)是個(gè)擁有廣闊領(lǐng)海的軍事大國(guó),軍事氣象水文的預(yù)測(cè)能力對(duì)作戰(zhàn)武器系統(tǒng)的使用及效能的發(fā)揮、戰(zhàn)爭(zhēng)、非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)都有著非常實(shí)用的價(jià)值,因此對(duì)于西北太平洋臺(tái)風(fēng)形成、發(fā)展和頻數(shù)的相關(guān)研究一直都是氣象學(xué)者十分重視的問題。針對(duì)臺(tái)風(fēng)年頻數(shù)前人做過很多相關(guān)研究,有研究指出厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)能夠影響西太平洋熱帶氣旋活動(dòng),主要是通過影響緯向風(fēng)垂直切變幅度、海表面溫度[1]、Walker環(huán)流以及西太平洋季風(fēng)槽[2]的活動(dòng)等來實(shí)現(xiàn)的。吳勝安等[3]的研究指出前期中高緯度印度洋SST與西北太平洋臺(tái)風(fēng)頻數(shù)(Typhoon Frequencies over the western North Pacific,WNPTYF)相關(guān)顯著,中高緯度印度洋SST年際變化對(duì)WNPTYF年際變化的指示能力相當(dāng)或超過熱帶東太平洋。謝定升等[4]利用若干組合因子,對(duì)西太平洋、南海及登陸我國(guó)的熱帶氣旋的年月頻數(shù)進(jìn)行了多種預(yù)測(cè)試驗(yàn),得到一些較好的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果。潘靜等[5]發(fā)現(xiàn)MJO活動(dòng)對(duì)西北太平洋臺(tái)風(fēng)的生成有比較明顯的調(diào)制作用。王慧等[6]認(rèn)為西北太平洋夏季風(fēng)主要是通過季風(fēng)槽活動(dòng)影響臺(tái)風(fēng)生成,季風(fēng)的季節(jié)內(nèi)振蕩對(duì)臺(tái)風(fēng)也有顯著的影響。
然而,這些研究主要針對(duì)臺(tái)風(fēng)年頻數(shù)的異常及年代際變化,或是針對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及某一特定區(qū)域臺(tái)風(fēng)頻數(shù)的特征分析,針對(duì)個(gè)別時(shí)段(8月份)的情況很少涉及。而本文主要針對(duì)8月份的熱帶氣旋頻數(shù)進(jìn)行相關(guān)合成分析,并對(duì)8月臺(tái)風(fēng)偏多、偏少年的大氣環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行分型,這些研究有利于8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)的氣候預(yù)測(cè)。臺(tái)風(fēng)的多發(fā)季節(jié)為7—10月,8月份是臺(tái)風(fēng)生成和發(fā)展最頻繁的月份,針對(duì)臺(tái)風(fēng)年鑒中1949—2014年8月熱帶氣旋月平均生成頻數(shù)來看(圖略),8月份平均生成6個(gè),最多8—10個(gè)。而在本該頻繁出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)的時(shí)段,2014年的8月卻沒有一個(gè)臺(tái)風(fēng)生成,針對(duì)這一極端事件,十分有必要探討一下8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常時(shí)大氣環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)特點(diǎn)。
本文將首先利用相關(guān)和合成分析對(duì)1949—2014年8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及對(duì)應(yīng)的大氣環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),然后對(duì)2014年8月大氣環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行診斷分析,最后將2014年的情況與統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
2.1 資料簡(jiǎn)介
本文所用1949—2014年熱帶氣旋資料取自由國(guó)家氣象局編輯、氣象出版社出版的《熱帶氣旋年鑒》[7](1989年以前為《臺(tái)風(fēng)年鑒》)?!稛釒庑觇b》于2006年6月15日起正式實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19201—2006)。主要整編西北太平洋的熱帶氣旋概況、熱帶氣旋路徑等情況,其中包括熱帶氣旋中心位置和中心強(qiáng)度等級(jí)(http://www.typhoon.gov. cn)。1949—2014年2.5°×2.5°的全球月平均資料來自美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP),網(wǎng)址為http:// www.cdc.noaa.gov/。
2.2 方法簡(jiǎn)介
本文使用的是統(tǒng)計(jì)相關(guān)和合成分析方法,濾波方法為L(zhǎng)anczos帶通濾波。Lanczos濾波器(簡(jiǎn)記為L(zhǎng).F.)常用作季節(jié)內(nèi)振蕩研究中的濾波工具,Lanczos低通濾波器的權(quán)重函數(shù)為:
Lanczos帶通濾波權(quán)重函數(shù)為:
式中:fc1、fc2為截?cái)囝l率,(2N+1)為權(quán)重函數(shù)窗寬,t為時(shí)間變量,w(t)是時(shí)間濾波器的脈沖響應(yīng)函數(shù)(或稱權(quán)重函數(shù))。
本節(jié)主要討論造成8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常的大氣環(huán)流形勢(shì)(動(dòng)力因素)和海表面溫度(熱力因素)具有何種特點(diǎn),分別就8月500 hPa位勢(shì)高度、850 hPa緯向風(fēng)、SST、海平面氣壓與8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)的相關(guān)性及其顯著情況作出分析。圖1是8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與8月500 hPa位勢(shì)高度、850 hPa緯向風(fēng)、SST、海平面氣壓的同步相關(guān)圖,為簡(jiǎn)便起見,下述分析中提到的臺(tái)風(fēng)均指8月臺(tái)風(fēng)。
從圖1a看,500 hPa位勢(shì)高度的顯著相關(guān)區(qū)域分布在環(huán)赤道地區(qū),高相關(guān)區(qū)域?yàn)槲覈?guó)東南及華南沿海一帶的西北太平洋和赤道東太平洋海區(qū),顯著相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.5以上。說明20°S—30°N之間緯圈范圍內(nèi)的500 hPa位勢(shì)高度越強(qiáng),越不利于臺(tái)風(fēng)的增加。從8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)的超前滯后相關(guān)圖上(圖略),1—2月負(fù)相關(guān)區(qū)域位于赤道非洲地區(qū)和赤道大西洋海域,且負(fù)相關(guān)很弱;3月赤道非洲區(qū)域和南美洲東部海域開始出現(xiàn)高于0.5的負(fù)相關(guān),西太平洋逐漸出現(xiàn)小范圍的負(fù)相關(guān),相關(guān)極值-0.5;4—6月顯著負(fù)相關(guān)區(qū)開始連接成一條帶狀分布,西太平洋和赤道印度洋進(jìn)入高負(fù)相關(guān)的區(qū)域;7—8月赤道東太平洋負(fù)相關(guān)超過-0.5,8月位于我國(guó)東南部沿海的高負(fù)相關(guān)區(qū)開始出現(xiàn),9月大片的負(fù)相關(guān)位于赤道中太平洋,10月之后太平洋的顯著負(fù)相關(guān)帶逐漸減弱斷裂至消失。負(fù)相關(guān)區(qū)域集中在赤道附近,說明赤道附近500 hPa位勢(shì)高度異常與8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常有著密切聯(lián)系,可以通過當(dāng)年4—7月赤道區(qū)域的異常位勢(shì)高度對(duì)8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)做定性預(yù)測(cè)。圖1b中60°—120°E之間亞洲大陸南側(cè)邊緣的海平面氣壓場(chǎng)都和臺(tái)風(fēng)頻數(shù)存在強(qiáng)的負(fù)相關(guān),其中印度至中南半島之間(90°E、15°N)的海平面氣壓與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)負(fù)相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.5以上。從物理意義來看,亞洲大陸南部的氣壓偏高使得陸地和海洋的氣壓差異變小,氣壓梯度變小造成西南季風(fēng)的減弱,同時(shí)高壓使得該區(qū)域盛行反氣旋環(huán)流,造成不利于臺(tái)風(fēng)生成的低層大氣環(huán)流形勢(shì);當(dāng)該區(qū)域?yàn)榈蛪嚎刂茣r(shí),東部的副高和西部的印緬低壓形成西低東高的地面形勢(shì),副高偏東有利于臺(tái)風(fēng)從西太平洋暖池生成并西移。從緯向風(fēng)場(chǎng)圖1c的相關(guān)分布來看,赤道中東太平洋的西風(fēng)與8月臺(tái)風(fēng)有很高負(fù)相關(guān),極大值也達(dá)到-0.5。該海域緯向西風(fēng)越強(qiáng),頻數(shù)越少,這與El Ni?o年?yáng)|太平洋海溫偏高導(dǎo)致walker環(huán)流減弱,赤道東風(fēng)減小相對(duì)應(yīng)。諸多學(xué)者都研究過海表溫度與熱帶氣旋頻數(shù)之間的關(guān)系[8-9],圖1d中,8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與各大洋SST都普遍存在負(fù)相關(guān)。最大范圍的負(fù)相關(guān)顯著區(qū)域?yàn)楸庇《妊?,?fù)相關(guān)極值可達(dá)-0.5以上,這從本文后面的合成分析結(jié)果可以得到進(jìn)一步驗(yàn)證。這也與Xie等[10]研究指出的熱帶印度洋持續(xù)增溫使西北太平洋上臺(tái)風(fēng)生成頻次減少是一致的。
圖1 全球8月動(dòng)力、熱力因素與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)的相關(guān)圖(陰影為通過99.9%顯著檢驗(yàn)的高相關(guān)區(qū)域)
為了進(jìn)一步探討造成臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常的大氣環(huán)流形勢(shì)特征,本節(jié)對(duì)臺(tái)風(fēng)偏多和偏少年大氣環(huán)流形勢(shì)和SST異常進(jìn)行合成。分別將熱帶低壓以上、熱帶風(fēng)暴以上熱帶氣旋頻數(shù)做正負(fù)距平超過2個(gè),以及按照年代際變化趨勢(shì)將前33 a和后33 a分別求各自的平均得到的正負(fù)距平超過2個(gè)作為合成的3種分類標(biāo)準(zhǔn),取這3種標(biāo)準(zhǔn)的共同年份得到頻數(shù)偏多年為:1950、1960、1966、1967、1968、1974、1985共7 a,偏少年為:1980、2011、2014共3 a。主要針對(duì)這些年份的500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)、SST以及850 hPa低頻能量場(chǎng)作合成分析。低頻場(chǎng)通過Lanczos帶通濾波方法將大氣30—60 d季節(jié)內(nèi)振蕩(Intraseasonal Oscillation,ISO)提取出來。
圖2 2014年8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常年海氣要素合成圖
通過合成SST(見圖2a、e)來看,臺(tái)風(fēng)偏多年29℃等溫線范圍僅為西太平洋,而臺(tái)風(fēng)偏少年其范圍向西擴(kuò)展至孟加拉灣北部,溫度偏高1~2℃,說明臺(tái)風(fēng)偏少年孟加拉灣北部海域SST偏高,這與之前SST與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)相關(guān)分析中的孟加拉灣北部顯著負(fù)相關(guān)一致。同時(shí)西太平洋的高海溫區(qū)域偏大,也就是說西太平洋暖池的大范圍高海溫未必和西太平洋臺(tái)風(fēng)的增多直接對(duì)應(yīng)。這與前人的有些研究[11]是不一致的,可作進(jìn)一步深入研究。500 hPa位勢(shì)高度合成圖(見圖2c、d)可以看到,臺(tái)風(fēng)偏少年北半球極渦中心值偏低,低緯度副熱帶高壓強(qiáng)度比多年偏強(qiáng),北半球位勢(shì)高度梯度大,特別是在偏多年90°E(我國(guó)西北地區(qū)的以北地區(qū))附近的低槽較深,而偏少年該地區(qū)盛行西北氣流,東亞大槽卻比較強(qiáng)勁。圖2e、f、g、h為合成風(fēng)場(chǎng)及低頻風(fēng)場(chǎng),偏多年風(fēng)場(chǎng)均盛行西南風(fēng),季風(fēng)槽(西南風(fēng)和東南風(fēng)的匯合處)偏東且強(qiáng)度強(qiáng);副高西邊界明顯偏東。西太平洋地區(qū)(南海大部和菲律賓以東一直延伸到150°E附近)大多處于低層低頻氣旋性輻合的環(huán)流場(chǎng)控制中,有利于臺(tái)風(fēng)的形成和加強(qiáng)。在500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)、SST以及850 hPa低頻能量場(chǎng)3方面,臺(tái)風(fēng)偏多年與偏少年的風(fēng)場(chǎng)、低頻場(chǎng)有著截然相反的特征,這足以說明8月臺(tái)風(fēng)偏多(少)的典型環(huán)流特征是一個(gè)共性而不是偶然。
圖3 2014年8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常年合成的低頻緯向風(fēng)隨時(shí)間傳播圖
西太平洋熱帶氣旋的生成也和大氣季節(jié)內(nèi)振蕩的傳播、強(qiáng)度有一定關(guān)系[12],按照前述分類方法,經(jīng)過濾波作出圖3。臺(tái)風(fēng)偏多年和偏少年大氣低頻經(jīng)向傳播特點(diǎn)截然不同,多臺(tái)風(fēng)年表征為較系統(tǒng)的西傳(見圖3a箭頭方向所示),印度半島南側(cè)(80°E)到菲律賓群島(120°E)一帶的8月中上旬異常低頻場(chǎng)都處在西風(fēng)位相中,并且同時(shí)達(dá)到最大,強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)2 m/s。說明該地區(qū)的低頻能量能夠促進(jìn)8月份西北太平洋臺(tái)風(fēng)的多發(fā)。而在少臺(tái)風(fēng)年,8月上旬為低頻負(fù)異常,與多臺(tái)風(fēng)年傳播位相完全相反。8月中下旬低頻正異常才出現(xiàn)在菲律賓(120°E)以西地區(qū)。7月中旬之后傳播方向均以系統(tǒng)性東傳為主。從圖3c、d可以看到臺(tái)風(fēng)頻數(shù)偏多、少年里,ISO的緯向傳播位相也是完全相反的。這與祝從文等[13]的研究是一致的。在頻數(shù)多年的8月上旬,菲律賓群島(10°N附近)為低頻正異常,并達(dá)到最大2.5 m/s。8月下旬轉(zhuǎn)為負(fù)位相;頻數(shù)少年由7月上旬出現(xiàn)的正位相,到8月份轉(zhuǎn)為負(fù)位相,并達(dá)到最大值-3.0 m/s,這可以說明低頻正位相有利于臺(tái)風(fēng)形成和發(fā)展。從緯向傳播特征來看,多臺(tái)風(fēng)年從5月開始即為一致的向北傳播,北傳可以達(dá)到40°N。而在少臺(tái)風(fēng)年里,大氣ISO在7月中旬之前,近赤道地區(qū)沒有明顯的向南或向北傳播特征,到了7月中下旬開始向北傳播,但是到30°N與較高緯度的匯合之后轉(zhuǎn)而向南傳播,北傳不如多臺(tái)風(fēng)年顯著。這些分析與全年臺(tái)風(fēng)頻數(shù)異常時(shí)大氣ISO所具有位相分布及傳播特征相類似[12],但也存在一些自己的特點(diǎn)。
2014年西北太平洋共生成23個(gè)熱帶氣旋(160°E以西的西北太平洋區(qū)域所有編號(hào)的熱帶低壓以上的熱帶氣旋)。2014年臺(tái)風(fēng)的特點(diǎn)首先就是總數(shù)少,登陸頻數(shù)少。尤其是歷年生成臺(tái)風(fēng)最多的8月,創(chuàng)下了西北太平洋8月臺(tái)風(fēng)生成的歷史最少記錄。本節(jié)主要針對(duì)2014年8月臺(tái)風(fēng)異常偏少的情況做一診斷分析。
從圖4上可以看到無(wú)論是7—10月還是8月熱帶氣旋頻數(shù)都存在振蕩向下的趨勢(shì),以20世紀(jì)70年代中后期為界限呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)。2014年8月異常無(wú)臺(tái)風(fēng)也是在臺(tái)風(fēng)頻數(shù)長(zhǎng)期減少的大背景下的極端現(xiàn)象。
從500 hPa副熱帶高壓及其距平的異常位置(見圖5d)來看,西太平洋副高控制了我國(guó)東南沿海地區(qū),位置偏南,并且距平場(chǎng)上江南南部和華南地區(qū)出現(xiàn)大范圍正距平,位勢(shì)高度呈現(xiàn)北低南高的狀態(tài),在這種形勢(shì)控制下,我國(guó)東南、華南沿海及南海北部、菲律賓東北部一帶盛行下沉氣流,導(dǎo)致熱帶洋面對(duì)流不活躍,形成了不利于臺(tái)風(fēng)生成的環(huán)境。這與余帆等[14]的研究是一致的。圖5c是66 a平均和2014年8月的季風(fēng)槽位置,往年季風(fēng)槽可以從130°E、20°N延伸至150°E、10°N,而2014年8月季風(fēng)槽不明顯,范圍和強(qiáng)度都有所減弱。研究表明季風(fēng)槽為臺(tái)風(fēng)的形成提供了大量條件,臺(tái)風(fēng)大多發(fā)生在季風(fēng)槽中[6,12]。因此季風(fēng)槽的強(qiáng)度弱、范圍小抑制了該海區(qū)的對(duì)流運(yùn)動(dòng),直接影響了臺(tái)風(fēng)的生成、發(fā)展和加強(qiáng),從而造成2014年8月臺(tái)風(fēng)異常偏少。
從850 hPa風(fēng)場(chǎng)距平圖(見圖5a)可以看到,在臺(tái)灣至菲律賓以東洋面上為距平反氣旋,并且在西北太平洋有一支從160°E、20°N向西南延伸到赤道的距平東北氣流,反氣旋與強(qiáng)大的東北風(fēng)距平配合,造成西南暖濕氣流的減弱,這與季風(fēng)槽的減弱并存。在赤道中東太平洋海區(qū)(170°W、0°N—110°W、20°N)存在一支異常強(qiáng)勁的西南風(fēng),其極大值達(dá)到8~10 m/s,大大削弱赤道東風(fēng)的強(qiáng)度,甚至轉(zhuǎn)為西風(fēng),引起赤道緯圈沃克環(huán)流的大大減弱,從沃克環(huán)流方向抑制了西北太平洋海域?qū)α鞯陌l(fā)展,形成不利于臺(tái)風(fēng)生成的大氣環(huán)流形勢(shì)。這與陳美榕[15]的研究一致。
圖4 1949—2014年熱帶氣旋頻數(shù)距平及其5點(diǎn)滑動(dòng)平均對(duì)比分析
圖5 2014年8月大氣環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)
上文將1949—2014年8月熱帶氣旋頻數(shù)異常的大氣環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)做了相關(guān)和合成分析,現(xiàn)將2014年的情況與統(tǒng)計(jì)結(jié)果做一對(duì)比。這些分析有助于找到2014年8月熱帶氣旋頻數(shù)異常的普遍性和特殊性。
圖6中500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)上極渦中心值偏低,東亞大槽偏深,使我國(guó)北方地區(qū)高度場(chǎng)偏低,高度距平呈現(xiàn)北低南高,副高偏南偏強(qiáng)。從SST分布情況來看與合成分析也十分符合,西太平洋海表29℃等溫線西伸到孟加拉灣北部,雖然從距平場(chǎng)(見圖5b)上看孟加拉灣北部正距平并不明顯,但是圖2a和圖2e可以看到,8月頻數(shù)偏多和偏少的年份在該區(qū)域的SST要相差1~2℃,可能是由于太平洋北部和東部的距平相對(duì)孟加拉灣北部的SST距平要大很多,但其并不是8月臺(tái)風(fēng)頻數(shù)的主要相關(guān)因子,這一點(diǎn)有待進(jìn)一步研究。從850 hPa低頻緯向風(fēng)來看6月中旬和8月上旬120°E為負(fù)位相,且經(jīng)向傳播方向近似為自西向東傳播至120°W,從緯向分布來看,10—20°N區(qū)域在6月中旬和8月上旬同樣均為負(fù)位相,且傳播方向?yàn)樽猿嗟老虮眰鞑?,?0°N與北邊一支匯合。低頻風(fēng)場(chǎng)上,我國(guó)東南海域存在一個(gè)反氣旋環(huán)流,以上結(jié)論都說明2014年8月的大氣環(huán)流形勢(shì)屬于典型的臺(tái)風(fēng)異常偏少型,同時(shí)也驗(yàn)證了之前的相關(guān)和合成分析結(jié)果。
本文結(jié)合8月西北太平洋熱帶氣旋異常的相關(guān)和合成分析,對(duì)2014年8月熱帶氣旋頻數(shù)異常的原因進(jìn)行了診斷分析和對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析,得到以下結(jié)論:
圖6 2014年8月海氣要素場(chǎng)
(1)西北太平洋8月熱帶氣旋頻數(shù)和赤道、副熱帶海域的500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)存在顯著負(fù)相關(guān);同時(shí)與孟加拉灣北部SST、赤道中東太平洋850 hPa緯向風(fēng)場(chǎng)和印緬地區(qū)地面低壓系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)。4—7月赤道區(qū)域的異常位勢(shì)高度場(chǎng)與當(dāng)年的8月熱帶氣旋頻數(shù)有顯著負(fù)相關(guān);
(2)8月熱帶氣旋偏多、少年特征明顯不同。偏少年孟加拉灣北部SST偏高,極渦中心值偏低,副高位置偏南偏西,強(qiáng)度偏強(qiáng),北半球位勢(shì)高度梯度小,東亞大槽淺,而偏多年則相反;
(3)8月熱帶氣旋偏多、少年低頻風(fēng)場(chǎng)的位相分布完全相反,經(jīng)、緯向傳播特征明顯不同。熱帶氣旋偏多年在6月中旬和8月上旬為正位相,偏少年相反;偏多年表現(xiàn)為系統(tǒng)的西傳和北傳,偏少年經(jīng)向?yàn)闁|傳,沒有確定的緯向傳播特征;
(4)西太平洋副高控制了我國(guó)東南沿海地區(qū),位置偏南,位勢(shì)高度呈現(xiàn)北低南高的狀態(tài)。受赤道中太平洋SST異常增暖的影響,沃克環(huán)流發(fā)生異常。季風(fēng)槽位置較常年明顯偏西、強(qiáng)度顯著偏弱,這些是造成2014年8月熱帶氣旋異常偏少的直接原因。這驗(yàn)證了之前的相關(guān)和合成分析結(jié)果。
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Characteristics analysis of abnormal tropical cyclone frequency in august in the Northwest Pacific
NI Wen-qi1,JIANG Guo-rong2,CHEN Yi-de2,DU Zhen-cai1,LU Xu1,WEI Dao-ming1,LING Cong-jing1,YU Hong-di1,KANG Jian-wei1
(1.The 61741 Army Meteorological Center,Beijing 100074 China;2.The PLA university of science and technology,Nanjing 211101 China)
Using 2.5°×2.5°monthly average data from 1949 to 2014 from National Centers for Environmental Prediction and typhoon yearbook by Shanghai Typhoon Institute,the statistical correlation and synthetic analysis towards the abnormal typhoon frequency inAugust are made through analyzing the reason of fewer TropicalCyclone(TC)frequency in August 2014 and the related and synthetic results are verified.The conclusions are 1) typhoon frequency in August in the northwest Pacific has significant negative correlation with the geopotential height on 500hPa at the equator and subtropical area,abnormal equatorial geopotential height in April-July in the same year;it also has significant correlation with the SST of the northern bay of Bengal,zonal wind field on 850hPa at middle-east equator Pacific Ocean and low pressure system of Indian-Burma area.2)In fewer typhoon years,the SST of the northern bay of Bengal is higher,the value of polar vortex center is lower,the subtropical high is stronger,geopotential height gradient of the northern hemisphere is small,east Asia trough is shallow, while oppositely in more typhoon years.3)The phases of low frequency energy are entirely opposite in more and less typhoon years,propagation characteristics are obviously different.For more typhoon years,positive phases appear in the middle of June and early August,while fewer years are opposite;For more typhoon years, propagation characteristic is systematically westward,while eastward in fewer years.4)The causes of abnormal fewer typhoon frequency in August 2014 are that the location of western Pacific subtropical high is further south, anomaly of walker circulation happens while the influence of anomaly higher middle equatorial Pacific SST, position of monsoon trough is obvious westward,and intensity is significantly weaker.5)The situations in 2014 belongs to representative fewer typhoon type,which coincides with the historical statistics and synthetic results.
typhoon frequency in august;SST diagnostic analysis;correlation;atmospheric ISO;low frequency propagation
P444
A
1003-0239(2017)01-0047-10
10.11737/j.issn.1003-0239.2017.01.006
2016-02-29;
2016-07-13。
國(guó)家自然科學(xué)青年基金(41306010)。
倪文琪(1983-),女,工程師,碩士,從事海氣相互作用、區(qū)域氣候模式和天氣預(yù)報(bào)等方面研究工作。E-mail:niwenqi@126.com