1990－2018年北印度洋熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征

梁 梅，林卉嬌，徐建軍，徐 峰

1990－2018年北印度洋熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征

梁 梅1,2，林卉嬌3，徐建軍1,2，徐 峰4

（1. 廣東海洋大學(xué)南海海洋氣象研究院//2. 廣東海洋大學(xué)海洋與氣象學(xué)院，廣東 湛江 524088；3. 南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，南京 江蘇 210044；4. 廣東海洋大學(xué)科技處，廣東 湛江 524088）

【目的】探討北印度洋1990－2018年（不同強(qiáng)度的）熱帶氣旋的空間分布、年際變化、季節(jié)變化、強(qiáng)度變化以及生命期變化等特征?！痉椒ā坷糜《葰庀缶郑↖ndian Meteorological Department; IMD）1990－2018年熱帶氣旋資料，對(duì)29 a來發(fā)生在北印度洋共255個(gè)熱帶氣旋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)?！窘Y(jié)果與結(jié)論】（1）非常強(qiáng)烈氣旋風(fēng)暴(64 ~ 119 kt)和超級(jí)氣旋風(fēng)暴(≥120 kt)主要生成在孟加拉灣海域的中東部和阿拉伯海海域的中部海域；氣旋風(fēng)暴(34 ~ 47 kt)和強(qiáng)氣旋風(fēng)暴(48 ~ 63 kt)主要集中在孟加拉灣海域的西部海域和阿拉伯海海域的東部海域；低壓區(qū)(≤16 kt)、低壓(17 ~ 27 kt)、強(qiáng)低壓(28 ~ 33 kt)主要集中在孟加拉灣海域的西部和北部海域。一般發(fā)生在低緯度的熱帶氣旋西行路徑偏多，而高緯度易發(fā)生轉(zhuǎn)向。（2）北印度洋熱帶氣旋頻數(shù)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中8 ~ 11 a周期振蕩顯著（< 0.1）。（3）各強(qiáng)度等級(jí)中，僅熱帶低壓個(gè)數(shù)呈現(xiàn)顯著都增加趨勢(shì)（< 0.1），這可能是熱帶氣旋的年平均最大風(fēng)呈現(xiàn)顯著減弱趨勢(shì)（< 0.1）的原因之一。

北印度洋；熱帶氣旋；強(qiáng)度；生命期；周期

熱帶氣旋(tropical cyclone; TC)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種強(qiáng)烈的無鋒面氣旋性渦旋，會(huì)給受影響地區(qū)帶來大風(fēng)、風(fēng)暴潮、暴雨等嚴(yán)重氣象災(zāi)害。印度洋是連接太平洋和大西洋的橋梁，是“海上絲綢之路”的重要通道。隨著“海上絲綢之路”的開通，北印度洋熱帶氣旋的研究成為熱點(diǎn)。張?chǎng)璠1]利用1977－2013年資料發(fā)現(xiàn)，北印度洋熱帶氣旋中共有41個(gè)熱帶氣旋對(duì)我國(guó)造成影響，影響范圍達(dá)11個(gè)省、市，總降水量最大的站點(diǎn)在云南邊界，而且總降水量最大值集中在云南西部和南部邊界地區(qū)，從云南西部邊界向內(nèi)陸依次遞減。韓曉偉等[2]利用美國(guó)聯(lián)合預(yù)警中心 (the Joint Typhoon Warning Center, JTWC)和印度氣象局（India Meteorological Department，IMD）公布的1975－2008年熱帶氣旋資料，對(duì)34年來發(fā)生在北印度洋的熱帶氣旋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)北印度洋的熱帶氣旋年際變化大，月分布不均勻，呈現(xiàn)雙峰分布特征，且與海溫密切相關(guān)。Singh等[3]對(duì)1877－1998年北印度洋熱帶氣旋分析得出5月和11月是熱帶氣旋頻發(fā)的月份。吳風(fēng)電等[4]認(rèn)為印度洋熱帶氣旋的月季變化呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu)與500 hPa流場(chǎng)上熱帶輻合帶北進(jìn)南退和垂直風(fēng)切變有關(guān)。Evan等[5]認(rèn)為近些年阿拉伯海季風(fēng)前熱帶氣旋的強(qiáng)度有所增加。袁俊鵬等[6]認(rèn)為北印度洋熱帶氣旋活動(dòng)與印度洋偶極子海溫異常有密切關(guān)系，當(dāng)印度洋海溫為西冷、冬暖的印度洋偶極子負(fù)位相模態(tài)時(shí)，北印度洋熱帶氣旋活動(dòng)頻次偏多，孟加拉灣偏西路徑熱帶氣旋偏多；反之北印度洋熱帶氣旋偏少。

目前為止研究北印度洋熱帶氣旋活特征相對(duì)西北太平洋來說還不算多，且對(duì)印度洋熱帶氣旋的統(tǒng)計(jì)特征仍存在一定爭(zhēng)議。比如韓曉偉等[2]用1975－2008年共34 a數(shù)據(jù)說明孟加拉灣海域生成的熱帶氣旋多于阿拉伯海海域的，而吳風(fēng)電等[4]用1977－2008年共32 a數(shù)據(jù)表明阿拉伯海海域的熱帶氣旋比孟加拉灣海域的活動(dòng)較為頻繁。本研究就1990－2018年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)熱帶氣旋活動(dòng)特征，與前人的結(jié)論做對(duì)比，試圖進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)印度洋熱帶氣旋，同時(shí)對(duì)“海上絲綢之路”重要通道的天氣也提供一定的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

本研究利用印度氣象局（Indian, Meteorological Department, IMD）公布的1990－2018 年熱帶氣旋資料，對(duì)29 a來發(fā)生在北印度洋的熱帶氣旋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。因此，根據(jù)世界氣象組織（World Meteorological Organization, WMO）和印度局規(guī)定[7-8]，按熱帶氣旋中心附近最大風(fēng)速劃分為7個(gè)等級(jí)，由弱到強(qiáng)依次是：低壓區(qū)(≤16 kt, Low Pressure Area)、低壓(17 ~ 27 kt, Depression; D)、強(qiáng)低壓(28 ~ 33 kt, Deep Depression; DD)、氣旋風(fēng)暴(34 ~ 47 kt, Cyclonic Storm; CS)、強(qiáng)氣旋風(fēng)暴(48 ~ 63 kt, Severe Cyclonic Storm; SCS)、非常強(qiáng)烈氣旋風(fēng)暴(64 ~ 119 kt, Very Severe Cyclonic Storm; VSCS)和超級(jí)氣旋風(fēng)暴(Super Cyclonic Storm; SuperCS)。本研究將1990－2018年北印度洋熱帶氣旋的原始資料數(shù)據(jù)處理成間隔6 h的記錄，其中北印度洋的經(jīng)緯度范圍定義為(0°N－30°N, 45°E－100°E)。海溫資料是利用美國(guó)國(guó)家海洋大氣局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）提供的Extended Reconstructed Sea Surface Temperature version 5 (ERSST V5) dataset。該數(shù)據(jù)為去全球的逐月數(shù)據(jù)，水平分辨率為2°×2°（https://psl.noaa.gov/thredds/dodsC/Datasets/noaa.ersst.v5/ sst.mnmean.nc）。

1.2 方法

滑動(dòng)平均是趨勢(shì)擬合技術(shù)最基礎(chǔ)的方法，它相當(dāng)于低通濾波器。對(duì)樣本量為的序列，其滑動(dòng)平均序列表示為

其中表示滑動(dòng)長(zhǎng)度。本文采取11點(diǎn)平滑（= 11）對(duì)= 29 a的熱帶氣旋個(gè)數(shù)進(jìn)行逐年平滑，得到更明顯的年際年代際特征。

小波分析方法是一種時(shí)間窗和頻率窗都可改變的時(shí)頻局部化分析方法。連續(xù)小波變換（Continue Wave Transfer, CWT）和離散小波變換（Dispersion Wave Transfer, DWT）是小波分析的2種最基本方法。相對(duì)于離散小波變換，連續(xù)小波變換在信號(hào)的時(shí)頻特征分析上更具優(yōu)勢(shì)。連續(xù)小波變換在數(shù)學(xué)上可看作是由一簇基函數(shù)張成的空間投影來表征該信號(hào)[9]。本研究采取Morlet小波分析方法對(duì)印度洋29 a的熱帶氣旋頻數(shù)作了周期分析，因此可以顯然看出印度洋熱帶氣旋的變化周期，也對(duì)預(yù)報(bào)熱帶氣旋的發(fā)生具有一定指示作用。

2 北印度洋熱帶氣旋空間分布特征

利用1990－2018年29 a北印度洋熱帶氣旋數(shù)據(jù)，取第一次記錄時(shí)刻的經(jīng)緯度為熱帶氣旋生成源地 (圖1)。從圖1中可以清楚看到，北印度洋熱帶氣旋生成源地分布不均，呈現(xiàn)東多西少的分布。其中熱帶氣旋生成地主要集中在孟加拉灣海域和阿拉伯海域，而孟加拉灣海域較阿拉伯海域生成的熱帶氣旋多。對(duì)不同強(qiáng)度熱帶氣旋的生成位置用不同符號(hào)標(biāo)記出來，可以看到VSCS和SuperCS等級(jí)的熱帶氣旋主要生成在孟加拉灣海域的中東部和阿拉伯海海域的中部海域。CS和SCS等級(jí)的熱帶氣旋主要集中在孟加拉灣海域的西部海域和阿拉伯海海域的東部海域。D和DD等級(jí)的熱帶氣旋主要位于集中在孟加拉灣海域的西部和北部海域。通過統(tǒng)計(jì)29 a間北印度洋共生成255個(gè)熱帶氣旋，其中孟加拉灣海域（0°N－25°N，75°E－100°E）共生成197個(gè)熱帶氣旋，占北印度洋熱帶氣旋總數(shù)77.25%，而阿拉伯海域（0°N－25°N，50°E－75°E）在這29 a間共生成熱帶氣旋58個(gè)，僅占北印度洋熱帶氣旋總數(shù)22.66%。我們的結(jié)論與韓曉偉等[2]、袁俊鵬等[6]以及張?chǎng)萚1]一致，均是孟加拉灣海域熱帶氣旋活動(dòng)較阿拉伯海海域頻繁。然而，與吳風(fēng)電等[4]的結(jié)論相反。吳風(fēng)電等[4]用1977－2008年共32年數(shù)據(jù)認(rèn)為阿拉伯海海域的熱帶氣旋比孟加拉灣海域的活動(dòng)較為頻繁，本研究結(jié)論顯然與之相反。但是這并不是資料的問題。韓曉偉等[2]利用1975－2008 年美國(guó)聯(lián)合臺(tái)風(fēng)警報(bào)中心（JTWC）及印度氣象局（IMD）熱帶氣旋資料，對(duì)34 a來發(fā)生在北印度洋的熱帶氣旋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。袁俊鵬等[6]利用JTWC 提供的1981－2010 年北印度洋熱帶氣旋路徑資料進(jìn)行分析。韓曉偉等[2]、袁俊鵬等[6]以及張?chǎng)萚1]均是采用JTWC資料，均反映孟加拉灣比阿拉伯海的頻繁。海溫可能是一個(gè)重要因素。

圖1 1990－2018年北印度洋各等級(jí)強(qiáng)度的熱帶氣旋生成源地分布

從印度洋熱帶氣旋生成源地的經(jīng)緯度分布來看，南北方向上，熱帶氣旋生成源地主要集中在較低緯度（5°N－25°N）區(qū)域，東西方向上65°E－0°E和80°E－90°E是熱帶氣旋生成區(qū)域較為頻繁的地方，是熱帶氣旋主要的生成源地。熱帶氣旋的南北跨度也很大，從圖1可以看出，位置最南可以發(fā)生在2°N左右的區(qū)域，而位置最北的發(fā)生在24°N左右，南北差距可約達(dá)23個(gè)緯度左右。

對(duì)北印度洋區(qū)域（0°N－30°N，45°E－100°E）進(jìn)行2.5°×2.5°網(wǎng)格化，通過插值方法得到圖2，即熱帶氣旋經(jīng)過網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的個(gè)數(shù)大小，它反映該網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)熱帶氣旋活躍頻繁程度。2個(gè)圖都能反映熱帶氣旋的活動(dòng)范圍和區(qū)域。從圖2可見，北印度洋熱帶氣旋在孟加拉灣西部靠近印度地區(qū)和阿拉伯海中部區(qū)域比較活躍，其中孟加拉灣海域較阿拉伯海海域的熱帶氣旋活躍較為頻繁，這個(gè)結(jié)果與韓曉偉等[2]的結(jié)論基本一致。結(jié)合圖3，從孟加拉灣海域生成的熱帶氣旋主要西行到印度地區(qū)登陸和北上到孟加拉國(guó)。大部分熱帶氣旋轉(zhuǎn)為西向或者西北向登陸，也有少部分轉(zhuǎn)為東北向在緬甸南部登陸，而在阿拉伯海海域生成的熱帶氣旋大部分沿著西高止山脈向西北行，在巴基斯坦南部登陸，也有少部分西行。也可發(fā)現(xiàn)，通常位于低緯度熱帶氣旋的路徑向西行，而位于高緯度熱帶氣旋常常發(fā)生轉(zhuǎn)向，這與所經(jīng)過的區(qū)域地形和位于副高周圍有關(guān)[5-6]。

圖2 1990－2018年北印度洋熱帶氣旋路徑頻數(shù)

圖3 1990－2018年北印度洋熱帶氣旋每年路徑頻數(shù)分布

3 北印度洋熱帶氣旋的氣候分布特征

3.1 熱帶氣旋季節(jié)變化

從圖4可以看出，在1990－2018共29 a間，每月都有熱帶氣旋生成，但季節(jié)變化明顯，呈現(xiàn)雙峰型分布。其中，5－6月和10－11月是熱帶氣旋發(fā)生最多的月份，這與韓曉偉等[2]、吳風(fēng)電等[4]的結(jié)論是一致的。熱帶氣旋爆發(fā)最多在10月份，其次是11月份，次之為6月和5月份。從圖4（b）也可以看出北印度洋幾乎將近一半的熱帶氣旋發(fā)生在秋季（44.71%），而夏季次之（28.63%），而春季和冬季則是熱帶氣旋較少發(fā)生的時(shí)期，分別僅占10.59%和14.51%。

根據(jù)以上結(jié)論，吳風(fēng)電等[4]認(rèn)為北印度洋熱帶氣旋的季節(jié)變化呈現(xiàn)雙峰型原因可能與海溫呈正相關(guān)關(guān)系，熱帶輻合帶和南亞季風(fēng)隨季節(jié)北進(jìn)南退較好解釋了熱帶氣旋的季節(jié)變化。該部分將會(huì)在第5部分展開討論。

3.2 不同強(qiáng)度熱帶氣旋的季節(jié)變化

從圖5可以很明顯看出，不同強(qiáng)度類型的熱帶氣旋的逐月分布都呈現(xiàn)出非常明顯的雙峰型，再一次驗(yàn)證了圖4結(jié)論。峰值月份基本上都集中在5－6月和10－11月，但不同強(qiáng)度的熱帶氣旋出現(xiàn)峰值的區(qū)間略有差別。D稍早，在8月達(dá)到最高峰值，該月D共生成17個(gè)，這也說明8月份生成熱帶氣旋一般比較弱；次高峰值出現(xiàn)在6月，該月共有11個(gè)D生成。DD在10月達(dá)到最高峰值，該月共有16個(gè)DD生成；次高峰值出現(xiàn)在6、7月，6月生成11個(gè)，7月生成10個(gè)。CS在10月達(dá)到最高峰值，該月共有14個(gè)CS生成；次高峰值出現(xiàn)在5月，該月生成8個(gè)。SCS在11月達(dá)到最高峰值，該月共有6個(gè)SCS生成；次高峰值出現(xiàn)在5月，共生成5個(gè)。VSCS在11月達(dá)到最高峰值，該月共有15個(gè)VSCS生成；次高峰值出現(xiàn)在5月，共生成7個(gè)；SuperCS除了在4、5、6、10月份均有一個(gè)生成之外，其他月份均沒有如此強(qiáng)級(jí)別的熱帶氣旋生成，這也進(jìn)一步說明最有利于印度洋熱帶氣旋生成或者發(fā)展成更強(qiáng)級(jí)別的時(shí)期是秋季和春末夏初，呈現(xiàn)明顯的雙峰型，上文也同樣提到這與季風(fēng)的南北進(jìn)退有很大關(guān)系。

圖5 1990－2018年不同強(qiáng)度熱帶氣旋的逐月分布

綜上所述，印度洋上發(fā)展成較為強(qiáng)烈的熱帶氣旋如SCS、VSCS都在5月和11月達(dá)到峰值，而強(qiáng)度相對(duì)較弱的熱帶氣旋的峰值延后（6月）或提前（10月）1個(gè)月左右，說明5月和11月更有利于印度洋較強(qiáng)熱帶氣旋的發(fā)生和發(fā)展的，而6月和10月主要是較弱的熱帶氣旋發(fā)展。

4 熱帶氣旋的時(shí)間變化特征

從圖6可以看出29 a的熱帶氣旋總共生成255個(gè)，平均每年生成8.8個(gè)。從11點(diǎn)平滑曲線可以看出，1998年以前，熱帶氣旋頻數(shù)有所減少，1998年以后熱帶氣旋頻數(shù)呈波動(dòng)性增加。其中1993年個(gè)數(shù)最少，僅有4個(gè)；而最多一年內(nèi)有14個(gè)熱帶氣旋產(chǎn)生，為2018年。1990－2018年間北印度洋熱帶氣旋整體上呈現(xiàn)顯著的增加趨勢(shì)（< 0.1），21世紀(jì)初，北印度洋熱帶氣旋活動(dòng)更為頻繁。圖7是利用Morlet小波對(duì)29 a間熱帶氣旋的年際變化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，熱帶氣旋頻數(shù)具有明顯的年際變化特征，其中8 ~ 11 a的周期振蕩十分明顯。這對(duì)于印度洋熱帶氣旋的預(yù)報(bào)有很好的指示意義。

圖6 1990－2018年北印度洋熱帶氣旋頻數(shù)年際變化和11點(diǎn)平滑曲線

紅色表示90%的信度水平，藍(lán)色表示紅噪聲信號(hào)

根據(jù)方法中提到的印度洋熱帶氣旋的劃分標(biāo)準(zhǔn)，整理1990－2018年印度洋熱帶氣旋中最大中心風(fēng)速，確定熱帶氣旋的強(qiáng)度等級(jí)（圖8）。低壓有74個(gè)，占總數(shù)的29.0%；強(qiáng)低壓有67個(gè)，占26.3%比例；氣旋風(fēng)暴48個(gè)，占總數(shù)的18.8%；強(qiáng)氣旋風(fēng)暴23個(gè)，占9.0%；非常強(qiáng)烈強(qiáng)風(fēng)暴39個(gè)，占15.3%；超級(jí)強(qiáng)風(fēng)暴4個(gè)，占1.6% (沒有顯示)。整體上來說印度洋生成的熱帶氣旋中將近有3/4發(fā)展成D、DD、CS，而發(fā)展成SuperCS的可能性相對(duì)來說比較低。需要注意的是，雖然29 a間發(fā)展成SuperCS僅有4個(gè)，但仍要在預(yù)報(bào)過程中提高警惕，往往超級(jí)氣旋風(fēng)暴產(chǎn)生的威力非常大[10]。

由于1990－2018年中，CS、SCS、CSCS 較多的年份個(gè)數(shù)為0，不適合進(jìn)行線性趨勢(shì)擬合，因此圖8僅計(jì)算D和DD的線性擬合趨勢(shì)（紅線）。D呈現(xiàn)顯著的增加趨勢(shì)（< 0.1）。D平均每年有2.55個(gè)生成，注意到在2005、2006以及2016年熱帶氣旋個(gè)數(shù)較多，分別是5個(gè)、6個(gè)和5個(gè)。DD平均每年有2.31個(gè)生成，有較明顯年際變化，但是呈現(xiàn)的增加趨勢(shì)并沒有通過90%信度水平。其中2007年和2015年個(gè)數(shù)達(dá)到最大值，共有5個(gè)DD生成，但1994、2000、2001三年的DD個(gè)數(shù)為0。CS平均每年有1.66個(gè)生成，SCS平均每年僅有0.79個(gè)生成，VSCS平均每年有1.34個(gè)生成，SuperCS平均每年有0.17個(gè)生成，而實(shí)際上29 a來共產(chǎn)生4個(gè)SuperCS，分別在1990、1991、1999、2007年生成。

圖8 1990－2018年不同強(qiáng)度熱帶氣旋頻數(shù)的年際變化以及變化趨勢(shì)

參考成曄[14]等對(duì)西北太平洋熱帶氣旋的強(qiáng)度研究，熱帶氣旋強(qiáng)度一般以近中心最大風(fēng)速（10 m高度）來表示，為更加直觀解釋熱帶氣旋的強(qiáng)度變化，圖9是通過篩選每個(gè)熱帶氣旋的最大風(fēng)速值，然后統(tǒng)計(jì)出熱帶氣旋的年最大風(fēng)速值和年平均最大風(fēng)速值的逐年變化。從圖中可看出年最大風(fēng)速和年平均最大風(fēng)速都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但是只有年平均最大風(fēng)速呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（< 0.1）。結(jié)合圖8a和8b可知，低壓、強(qiáng)低壓個(gè)數(shù)都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其他等級(jí)個(gè)數(shù)沒有明顯趨勢(shì)，特別是低壓通過了90%信度水平。這可能是年平均最大風(fēng)速減弱的原因。

對(duì)印度洋熱帶氣旋的資料進(jìn)行時(shí)間上的統(tǒng)計(jì)（表1）可知，印度洋熱帶氣旋各月生命期分布不均勻，其中平均生命期最長(zhǎng)是12月，達(dá)到3.90 d，其次為4月，約3.75 d，再其次為5月和11月，都是3.61 d，這4個(gè)月份平均時(shí)長(zhǎng)約為3 d左右；而2月的平均生命期最短，約為1.25 d的時(shí)長(zhǎng)，約是最長(zhǎng)平均生命期的1/4。此外剩下幾個(gè)月的平均生命期時(shí)長(zhǎng)則相差不大，平均約為2.3 d。表2也可以看出，北印度洋熱帶氣旋的生命期長(zhǎng)短不一，平均時(shí)長(zhǎng)約3 d左右。印度洋熱帶氣旋接近86.66%的生命期在1 ~ 5 d內(nèi)，其中1 ~ 4 d是較為頻繁的生命期，其次2 ~ 3 d內(nèi)的生命期較為常見，而超過7 d的熱帶氣旋就相對(duì)較少。

方程表示年最大風(fēng)速和年平均最大風(fēng)速值的擬合方程

表1 印度洋熱帶氣旋各月平均生命期統(tǒng)計(jì)

表2 印度洋熱帶氣旋各生命期個(gè)數(shù)以及占總數(shù)百分比

5 雙峰型原因分析

陳聯(lián)壽[10]和丁一匯等[12]提出臺(tái)風(fēng)形成所需要的條件共有6個(gè)大尺度環(huán)境因素，其中包括海表溫度、大氣中層濕度和大氣中低層靜力穩(wěn)定度等3個(gè)熱力因素和大氣對(duì)流層中垂直風(fēng)切變，科氏參數(shù)和大氣低層相對(duì)渦度等3個(gè)動(dòng)力學(xué)因素。其中指出臺(tái)風(fēng)形成需要廣闊的洋面，海表溫度要達(dá)26.5 °C以上。對(duì)于北印度洋海溫變化較大，且較西北太平洋海域低，是影響熱帶氣旋生成的重要因子。本研究用29 a北印度洋的月平均海表溫度演變特征分析熱帶氣旋季節(jié)變化呈現(xiàn)雙峰型結(jié)構(gòu)。如圖10，前一年的12月以及當(dāng)年1－3月海溫高于27 °C 的海域偏東、偏南，主要集中在阿拉伯海海域的東部偏南和孟加拉灣海域的大部分地區(qū)，而高緯度海域（15 °N－25 °N）的海溫相對(duì)較低，在24°C左右，總體上在熱帶氣旋多發(fā)地溫較低，所以這個(gè)時(shí)期不太有利于熱帶氣旋的生成和發(fā)展。4－5月整個(gè)北印度洋海域SST幾乎都大于27 °C，明顯比1－3月海溫偏高，這有利于熱帶氣旋的生成和發(fā)展，也是5－6月份為熱帶氣旋頻發(fā)的次高峰時(shí)期的一個(gè)重要原因。7－9月高溫區(qū)相對(duì)偏南，整個(gè)北印度洋海域SST較5－6月低。阿拉伯海西部的SST小于26 °C左右，不滿足于臺(tái)風(fēng)生成所需的海溫條件（≥26.5 °C），所以該時(shí)期生成的熱帶氣旋較少而且發(fā)展成熱帶氣旋的強(qiáng)度也較弱。但是，因?yàn)榭傮w上大部分海域的海表溫度相對(duì)于冬季來說還算比較高，這也可以解釋D的個(gè)數(shù)最高峰值在8月出現(xiàn)。10－11月整個(gè)北印度洋的海表溫度幾乎在28°C以上，非常有利于熱帶氣旋的生成和發(fā)展，可以解釋雙峰型結(jié)構(gòu)的最高峰出現(xiàn)在10－11月份。另外，許士斌[13]提到，在夏季風(fēng)環(huán)流剛開始建立時(shí)，為北印度洋熱帶氣旋提供較好的大氣濕度和渦度條件，同時(shí)風(fēng)垂直切變不算大，有利于熱帶氣旋的生成。但是在夏季風(fēng)爆發(fā)時(shí)，風(fēng)垂直切變較大同時(shí)夏季風(fēng)環(huán)流對(duì)熱帶氣旋的活動(dòng)有阻礙作用，不利于熱帶氣旋的生成和發(fā)展。結(jié)合上面的海溫分析，可以解釋北印度洋的熱帶氣旋集中在冬、夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間，或者在春、秋季海溫較高期間，證明上文提到的熱帶氣旋的季節(jié)變化呈現(xiàn)雙峰型結(jié)構(gòu)。但關(guān)于北印度洋TC頻數(shù)最高峰出現(xiàn)在11月而不是5月的原因仍要進(jìn)一步分析。

圖 10 北印度洋1990－2018年各月平均海表溫度分布

6 結(jié)論與討論

（1）印度洋熱帶氣旋生成源地分布不均勻，呈現(xiàn)東多西少，南北跨度大的分布形態(tài)，其中孟加拉灣海域（0°N－25°N，75°E－100°E）共生成197個(gè)熱帶氣旋，而阿拉伯海域（0°N－25°N，50°E－75°E）在這29 a間共生成熱帶氣旋58個(gè)。其中熱帶氣旋在孟加拉灣海域的中部區(qū)域和阿拉伯海東部海域活動(dòng)較為活躍，孟加拉灣海域較阿拉伯海海域的熱帶氣旋活躍較為頻繁。非常強(qiáng)烈氣旋風(fēng)暴(64 ~ 119 kt, Very Severe Cyclonic Storm; VSCS)和超級(jí)氣旋風(fēng)暴(≥120 kt，Super Cyclonic Storm; SuperCS)主要生成在孟加拉灣海域的中東部和阿拉伯海海域的中部海域；氣旋風(fēng)暴(34 ~ 47 kt, Cyclonic Storm; CS)和強(qiáng)氣旋風(fēng)暴(48 ~ 63 kt, Severe Cyclonic Storm; SCS)主要集中在孟加拉灣海域的西部海域和阿拉伯海海域的東部海域；低壓區(qū)(≤16 kt, Low Pressure Area)、低壓(17 ~ 27 kt, Depression; D)、強(qiáng)低壓(28 ~ 33 kt, Deep Depression; DD)主要集中在孟加拉灣海域的西部和北部海域。孟加拉灣海域生成的熱帶氣旋主要西行到印度地區(qū)登陸和北上到孟加拉國(guó)，接著大部分轉(zhuǎn)為西向或者西北向登陸，也有少部分轉(zhuǎn)為東北向在緬甸南部登陸，而在阿拉伯海海域生成的熱帶氣旋大部分沿著西高止山脈向西北行，在巴基斯坦南部登陸，也有少部分西行。

（2）1990－2018年北印度洋熱帶氣旋總共生成255個(gè)，平均每年生成8.8個(gè)，整體上呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)（< 0.1）。對(duì)27 a間熱帶氣旋的年際變化進(jìn)行小波分析，結(jié)果表明，熱帶氣旋頻數(shù)具有顯著的周期變化特征，其中 8~11 a的周期振蕩十分明顯（< 0.1），其中10 a周期最為顯著。熱帶低壓個(gè)數(shù)呈現(xiàn)顯著的增加趨勢(shì)（< 0.1）。

（3）1990－2018這29 a間每月都有熱帶氣旋生成，但分布不均勻，逐月變化大。5－6月和10－11月是熱帶氣旋發(fā)生最多的月份，呈現(xiàn)雙峰型分布。而不同強(qiáng)度熱帶氣旋的逐月分布也呈現(xiàn)出明顯雙峰型結(jié)構(gòu)，SCS、VSCS都在5－6月和10－11月達(dá)到峰值，而強(qiáng)度相對(duì)較弱的熱帶氣旋峰值或提前或延后1個(gè)月左右。5－6月以及10－11月整個(gè)北印度洋的海溫比較高（≥27℃），正是冬、夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換期間，適合熱帶氣旋的生成和發(fā)展，可以解釋雙峰型結(jié)構(gòu)。

（4）年最大風(fēng)速和年平均最大風(fēng)速都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但只有年平均最大風(fēng)速呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)（< 0.1）。結(jié)合圖8a和8b可知，低壓、強(qiáng)低壓個(gè)數(shù)都呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其他等級(jí)個(gè)數(shù)沒有明顯趨勢(shì)，特別是熱帶低壓下降趨勢(shì)通過了90%信度水平。這可能是年平均最大風(fēng)速減弱的原因。

（5）北印度洋熱帶氣旋的生命期長(zhǎng)短不一，平均時(shí)長(zhǎng)約3 d左右的時(shí)長(zhǎng)。印度洋的熱帶氣旋接近88%的生命期在1 ~ 5 d內(nèi)，其中3 ~ 4 d是較為頻繁的生命期，其次為1 ~ 2 d內(nèi)的生命期較為常見，而超過7 d的熱帶氣旋就相對(duì)較少。其中4－5、11－12月生命期較長(zhǎng)，平均大于3.5 d左右。

關(guān)于雙峰型原因，前人也做了一些分析。韓曉偉等[2]指出，在春季、秋季，北印度洋海域的海溫明顯高于其他季節(jié)，以及 850 hPa 和200 hPa 上空之間的風(fēng)速垂直切變平均均小于10 m/s，這就為熱帶氣旋的發(fā)展提供了有利條件。吳風(fēng)電等[11]進(jìn)一步指出，秋季TC 頻數(shù)與500 hPa平均高度場(chǎng)的負(fù)相關(guān)系數(shù)高于春季的負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)南亞高壓位于北印度洋以北，北印度洋上空有強(qiáng)的東風(fēng)切變，且11月東風(fēng)切變更強(qiáng)。張?chǎng)萚1]從相對(duì)渦度、中低層相對(duì)濕度、緯向風(fēng)垂直切變、海溫的季節(jié)變化發(fā)現(xiàn)，阿拉伯海海域10－11月份的相對(duì)渦度大于5－6月份的，但其他幾個(gè)條件并不能解釋為什么10－11月TC頻數(shù)大于5－6月份的。但孟加拉灣海域10－11月份中層相對(duì)濕度和緯向風(fēng)垂直切變分別大于和小于5－6月的，然而海溫和相對(duì)渦度并沒有優(yōu)勢(shì)。因此。這2個(gè)因子可能是影響10－11月TC頻數(shù)大于5－6月份的主要因子。又因?yàn)楸庇《妊笾忻霞永瓰澈Ｓ虻腡C占了總TC的77%左右，阿拉伯海域的TC頻數(shù)占比較少，且10－11月并沒有明顯大于5－6月份。因此孟加拉灣海域中TC頻數(shù)在10－11月大于5－6月份的結(jié)果影響了整個(gè)北印度洋的季節(jié)分布。但關(guān)于北印度洋TC頻數(shù)最高峰出現(xiàn)在11月而不是5月的原因仍要進(jìn)一步分析。這篇文章是part I，只分析了1990－2018年北印度洋熱帶氣旋的氣候特征，仍有很多內(nèi)容沒有闡述，如印度洋臺(tái)風(fēng)對(duì)中國(guó)的影響。在part II，將進(jìn)一步展開印度洋臺(tái)風(fēng)對(duì)中國(guó)氣溫、降水的影響以及從動(dòng)力和熱力因子兩方面進(jìn)行相關(guān)機(jī)理分析。

[1] 張?chǎng)? 北印度洋熱帶氣旋對(duì)中國(guó)降水的影響[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2015.

[2] 韓曉偉, 周林, 梅勇, 等. 1975～2008年北印度洋熱帶氣旋特征分析[J]. 海洋預(yù)報(bào), 2010, 27(6): 5-11.

[3] SINGH O P, ALI KHAN T M, RAHMAN M S. Changes in the frequency of tropical cyclones over the North Indian Ocean[J]. Meteorology and Atmospheric Physics, 2000, 75(1/2): 11-20.

[4] 吳風(fēng)電, 羅堅(jiān). 1977－2008年北印度洋熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué), 2011, 34(3): 7-13.

[5] EVAN A T, KOSSIN J P, CHUNG C E, et al. Arabian Sea tropical cyclones intensified by emissions of black carbon and other aerosols[J]. Nature, 2011, 479(7371): 94-97.

[6] 袁俊鵬, 曹杰. 印度洋偶極子對(duì)北印度洋熱帶氣旋活動(dòng)的影響研究[J]. 中國(guó)科學(xué)(地球科學(xué)), 2013, 43(4): 570-581.

[7] WMO. Tropical cyclone programmer report [R]. Switzerland: World Meteorological Organization, No. TCP21, 2008.

[8] IMD. Best track data of tropical cyclonic disturbances over the North Indian Ocean[R]. New Delhi: India Meteorological Department, 2008.

[9] TORRENCE C, COMPO G P. A practical guide to wavelet analysis[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 1998, 79(1): 61-78.

[10] 陳聯(lián)壽. 熱帶氣象災(zāi)害及其研究進(jìn)展[J]. 氣象, 2010, 36(7): 101-110.

[11] 吳風(fēng)電, 羅堅(jiān), 葉朝輝. 北印度洋熱帶氣旋月季變化特征及成因分析[J]. 海洋預(yù)報(bào), 2012, 29(4): 29-34.

[12] 陳聯(lián)壽, 丁一匯. 國(guó)外臺(tái)風(fēng)研究的現(xiàn)況和進(jìn)展[J]. 氣象科技資料, 1973(2): 16-25.

[13] 許士斌. 1990年代末北印度洋及西北太平洋春季熱帶氣旋活動(dòng)的年代際突變[D]. 青島：中國(guó)海洋大學(xué), 2014.

[14] 成曄, 高堯, 田敏, 石洪源, 曹雪峰, 高勁松. 1949－2017年間西太平洋熱帶氣旋變化特征初探, 2019, 1(1): 30-38.

Statistical Analysis on the Characteristics of Tropical Cyclone in the Northern Indian Ocean from 1990 to 2018

LIANG Mei1,2, Lin Hui-Jiao3, XU Jian-jun1,2, XU Feng4

（1.,// 2.,，524088,; 3.,,210044,; 4.,,524088,）

【Objective】The annual/seasonal variations, the variation of intensity and life period of tropical cyclone (TC) with varying strength over the northern Indian Ocean (NIO), during 1990－2018 are analyzed.【Method】Based on the best track dataset of Indian Meteorological Department (IMD), 255 TCs occurred over the NIO during 1990－2018 are statistically analyzed.【Result and Conclusion】(1) Very strong Cyclonic Storm (64－119 kt) and Super Cyclonic Storm (≥120kt) are mainly generated in the east-central part of the Bay of Bengal and the central part of the Arabian sea. Cyclonic Storm (34－47 kt) and Severe Cyclonic storms (48－63 kt) are mainly concentrated in the West of the Bay of Bengal and the East of the Arabian sea. Low Pressure Area (16 kt), Low Pressure Area (17－27kt) and strong low pressure (28 － 33 kt) are mainly concentrated in the western and northern seas of the Bay of Bengal. Tropical cyclones that usually generate at low latitudes, which will travel westward. while tropical cyclones genesis at high latitudes will turn around; 2) The frequencies of tropical cyclones in the Indian Ocean show an increasing trend, in which 8－11 a periodic oscillations are significantly (<0.1); 3) Among all intensity classes, only the number of tropical depressions show a significant increasing trend (<0.1), which may be one of the reasons why the annual mean maximum winds of TCs show a significant decreasing trend (<0.1).

Northern Indian Ocean; tropical cyclone; intensity; life span; cycle

TG174.44

A

1673-9159（2020）04-0051-10

10.3969/j.issn.1673-9159.2020.04.008

2020-02-28

南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（湛江）資助項(xiàng)目（ZJW-2019-08）；廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目（2016KQNCX061）；廣東海洋大學(xué)“沖一流”教育教改項(xiàng)目；海洋與氣候變化人才培養(yǎng)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（002026002002）

梁梅（1989－），女，博士，助教，主要從事海臺(tái)風(fēng)生成預(yù)報(bào)機(jī)理與強(qiáng)度變化的研究。Email：liangmei@gdou.edu.cn

梁梅，林卉嬌，徐建軍，等. 1990－2018年北印度洋熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，40（4）：51-60.

（責(zé)任編輯：劉嶺）