基于客观大尺度环流型分类下西北太平洋热带气旋生成频数的年际变化

发布时间：2020-10-09 15:21

　　夏季西北太平洋,低层环流的变化是控制热带气旋生成的重要因素。因此,西北太平洋上的低层大尺度环流型对热带气旋的年际变化影响值得研究和讨论。本文利用全球再分析数据,热带气旋最佳路径等资料,通过一套客观分类方法对1979-2013年5-10月西北太平洋上796个热带气旋生成前的大尺度环流背景场进行了分型。利用统计、资料分析等方法,研究了五种主要大尺度环流型的气候特征及在其控制下TC频数的年际及年代际变化特征,初步给出了可能的物理成因。得到的主要结论如下:(1)用大尺度环流型的客观分类方法将台风生成的大尺度环流背景分为五类:季风切变型SL、季风辐合型CR、季风涡旋型GY、东风波型EW和已有热带气旋生成诱发的罗斯贝波扰动PTC。其中SL环流型下生成的台风数最多,占比达到42%,GY最少,与季风有关环流型(SL+CR+GY)下总共生成了约67%的台风,其下TC多生成在西北太平洋西部、东南部及中国南海地区,东北地区生成则非常少。EW环流型下生成16%的TC,主要生成在120°E以东,在中国南海生成最少。PTC环流型下生成了 12%的台风,最多生成在西北太平洋东南和西南区域,150°E以西生成的TC明显减少,尤其在中国南海,没有TC生成,这与成熟TC的Rossby波频散向东南方向发散有关。各环流型的气候场分布则较好的解释说明了各自的位置分布特征。(2)通过对季风相关环流型和PTC环流型下的TC数与总TC频数做11a滑动相关,得到假设季风槽和PTC的异常会引起总的TC频数的异常。异常年份各环流型下TC的生成数的变化,异常年份5-10月总的合成850 hPa环流场的变化,各环流型下的合成850 hPa环流场变化及要素差值场都进一步证实此假设。在TC频数异常多值年,季风槽增强,SL、CR、PTC环流型特征更加明显,其下生成的TC也明显增加,TC沿着季风槽位置大多生成在西北太平洋西南和东南区域。TC频数异常低值年,季风槽明显减弱,东风增强,SL、CR、PTC环流型特征减弱,其下生成的TC明显减少,由于季风槽位置西移北抬,TC大量生成在西北太平洋西北及西南区域。(3)通过对比季风相关环流型下生成的TC数与总的TC数时间序列,发现1998年前后,两者的相关性发生了突变,相关系数大幅增加,研究表明这种现象可能是由于PTC环流型下TC生成数的年代际变化间接造成的。1979-1997年和1998-2013年两个阶段PTC的850 hPa环流合成及各要素差值场都证实两阶段PTC环流型的确存在差异且解释说明了各自的TC生成位置分布。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P444
【部分图文】：

示意图,大尺度环流,切变,示意图

２．１与ＴＣ生成相关的五种大尺度环流型的示意图［１３］。其中箭头表示东西风，涡旋结构已有热带气旋。逡逑体来看，ＳＬ贡献分数计算公式为：逡逑Ａ邋—邋ｅｘｐ（５邋ｘ邋ｄｉｓｔ）逡逑ＣＲＳＩ邋＝邋Ａ＾Ａｈ逦邋（５）逡逑ＭＡＸ＼ｓｃｒｓｌ＼逡逑中Ａ＝－１．０，邋Ｂ＝－ｌ．0ｘｌ0－５。ｄｉｓｔ指的是ＴＣ生成位置与中心网格的距离，中心向上距离ＴＣ生成位置最近的具有８５０邋ｈＰａ纬向风南北切变的网格点，Ｖ邋＾邋Ｊａｖｅ逡逑切变上纬向风南北切变大小的平均值，最后，对其做归一化处理。逡逑贡献分数计算公式为：逡逑ｆ逡逑Ａ邋一邋Ｑｘｐ（Ｂｘｄｉｓｔ）逡逑Ｒｃｒ邋＝逦逦邋（６）逡逑

环流型,个例,模式,东南信风

第二章资料和方法逡逑１９８０年４号ＴＣ，经过定量分析，得出仅有ＳＬ占比贡献，故将此ＴＣ生成的大尺逡逑度背景定义为ＳＬ型。图２．２邋（ａ）显示，南半球东南信风越过赤道转为西南气流，与北逡逑半球西太副高的偏东气流交汇形成季风切变，切变线的位置如图中蓝色点线所示，ＴＣ逡逑就生成在这条切变线附近。逡逑１９８０年９号ＴＣ，经过定量分析，ＳＬ、ＣＲ及ＰＴＣ贡献都对此ＴＣ起作用，但因为逡逑ＣＲ贡献分数最大，故将此ＴＣ生成的大尺度背景定义为ＣＲ型。图２．２邋（ｂ）显示，南逡逑半球东南信风越过赤道转为西南气流，与图２．２邋（ａ）不同的是，此时气流偏转较弱，与逡逑北半球偏东气流交汇形成一个季风辐合区，ＴＣ则生成在黄色点线的辐合区域附近。逡逑１９８１年９号ＴＣ，经过定量分析，ＧＹ的贡献分数比ＳＬ大，故将此ＴＣ生成的大尺逡逑度背景环流定义为ＧＹ型。图２．２邋（ｃ）显示，西南季风强大且副高位置偏北，使得季风逡逑槽远离赤道

环流型,大尺度环流,生成数,分类统计

逦１６０＇Ｅ逦１８０Ｅ逡逑图２．２五种环流型模式的个例：（ａ）邋ＳＬ，邋（ｂ）邋ＣＲ，邋（ｃ）邋ＧＹ，邋（ｄ）邋ＥＷ，邋（ｅ）邋ＰＴＣ。矢量箭头逡逑（单位：ｍ／ｓ）表示８５０邋ｈＰａ风场，阴影区域表示８５０邋ｈＰａ炜向风大小，绿色实线表示海平面气压场逡逑（单位：ｈＰａ）。内嵌图表表示各环流型贡献分数大小。蓝色、黄色、绿色点线分别表示ＳＬ

【参考文献】