印太海温异常对热带气旋季节建立早晚和快速增强年际变化的影响

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热带气旋季节建立时间和强度的预报一直是热带气旋预报的重难点,以往的研究对热带气旋季节建立时间(tropical cyclone season onset,简称TCSO)较少,对热带气旋快速增强强度变化相关物理机制的理解也不够透彻。而印度洋作为全球三大海洋之一,印度洋海温的变化对西北太平洋大气环流以及热带气旋活动有着重要影响。本文分析了在中性-弱ENSO事件中,西北太平洋热带气旋季节建立早晚年年际变化特征及对应年份热带气旋季节活动特征;还分析了热带气旋活跃季节,热带印度洋海温与快速增强热带气旋比例(proportion of rapidly intensifying tropical cyclones,简称PRITC)之间的年际变率,探讨了大尺度环境因子的可能影响,揭示了热带印度洋以及太平洋影响热带气旋季节建立早晚时间和快速增强热带气旋比例的可能物理机制,结论如下:(1)TCSO早年的平均TCSO约为3月31日,远早于晚年的平均开始日期(约6月8日)。尽管TCSO早晚年TC总频数没有明显差异,但在TCSO早、晚年之间TC频数的季节性变化存在显着差异。在TCSO早年,1)春季(3-5月)频数显著偏多3.5个,主要是由西北太平洋东南象限TC频数增加所致;2)东南象限TC频数显著增加,西部区域频数显著减少,使得夏季(6-8月)TC数量变化不大;3)秋季(9-11月)南海和菲律宾海的TC数量显著减少导致TC频数显著减少4.2个。TCSO早年TC生成位置更偏东南,强度更强。TC活动的季节变化特征与热带印度洋-太平洋地区和中东部太平洋海表温度异常的季节演变密切相关。在TCSO早年春季,类El Ni(?)o海温模态引起赤道西风异常导致低层相对涡度增加,有利于东南象限的TC形成。而在夏秋季节,与El Ni(?)o发展有关的印度-太平洋持续变暖的海温激发开尔文响应,降低了赤道地区的海表面压力,并导致西北太平洋西部异常反气旋,使得西北象限的TC频数减少。(2)1979-2018年7-11月快速增强热带气旋比例与热带印度洋海温存在显著年际相关(r=0.46),印度洋暖异常年PRITC达50%而在冷异常年只有37%。热带气旋热势对PRITC的年际变化调制最为重要,而中层水汽次之。大尺度环境因子年际变化对热带海域增暖的响应表明全球变暖对PRITC有加剧作用。全球变暖加剧了热带印度洋的影响表现在:1)热带印度洋海温和全球平均海温存在显著相关,并且有显著的上升趋势;2)去除线性趋势之前印度洋暖冷异常年的PRITC差值为13%,而去除线性趋势之后只有8%。全球变暖可能通过增加TCHP有利于TC快速增强,而通过增加垂直风切变不利于TC生成,因此加剧了PRITC的变化。
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