西北太平洋热带风暴年生成数与早期洋盆尺度海温异常的关系

利用JTWC提供的热带气旋最佳路径资料库资料和JEDAC的海表温度观测资料，分析了1955年1月到2000年12月西北太平洋热带风暴年生成频次的长期变化及其与太平洋海温的关系.西北太平洋热带风暴年生成频次长期变化的基本特征是，最多生成频数月份有提早的趋势，除了阶段性变化外还存在增多的趋势.太平洋海温与西北太平洋热带风暴生成频次之间没有同期的相关关系，但年初赤道东西太平洋和中高纬度北太平洋的海温与当年和其后数月热带风暴生成频次有显著的相关关系.前者反映的是年际时间尺度上赤道附近东西部El Nio海温异常模态对热带风暴生成数的影响，后者反映的是年代际时间尺度上北太平洋海温异常对热带风暴数的影响.考虑两个时间尺度海温变化建立的年初海温与当年风暴频次的回归相关高达0.77.     

年际和年代际气候变化的全球时空特征比较

5利用1950－1998年全球海洋同化分析资料和全球大气再分析资料，分析比较了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征。结果表明：1）全球上层海洋年际变化主要为位于热带太平洋的ENSO模态，年代际变化最显区域中纬度海洋、赤道外热带东太平洋和大西洋及南半球高纬度区域；2）全球大气年际和年代际变化均主要位于中高纬地区尤其是两极地区，在年际时间尺度上，气温异常和气压异常没有明显的对应关系，但在年代际时间尺度上，气温增暖（变冷）常常伴随着气压的降低（升高）；3）在年际时间尺度上，发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生在热带海洋的上层海洋年际变化没有一致性的内在联系，前主要表现为大气内部（浑沌）变化，而后主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化；4）在年代际时间尺度上，全球海洋大气系统大约在20世纪70年代均一致性地经历了一次跃变，其结果导致80年代以来，全球大范围地区（尤其是两极和西伯利亚地区）气温明显偏暖，赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸及非洲西海岸等海域海表温度偏高，伴随着这种全球大范围背景增暖现象，青藏高原北部地区和格陵兰岛气温具有变冷趋势，而中纬度北太平洋和南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。     

北太平洋海面高度低频变化特征及其影响因素

为了解北太平洋海面高度年际、年代际变化特征及其影响,基于1961年1月至2010年12月的简单海洋资料同化(SODA)海面高度再分析资料,采用经验正交函数(EOF)、小波分析、交叉小波等方法研究北太平洋海面高度低频时空变化特征及其影响因素。结果表明:1961-2010年期间,北太平洋沿岸地区和副热带海域海面高度存在明显上升趋势,而中纬度太平洋存在下降趋势;海面高度EOF第一模态为年际变化,呈东西反位相分布;第二模态为年代际变化,以黑潮主轴(约30°N)为界,呈"跷跷板"式分布;海面高度异常与Nino3.4指数在热带太平洋和东太平洋呈正相关,在西太平洋为负相关,且相关性随纬度升高而减弱;海面高度异常与太平洋10年涛动(PDO)指数在大洋中纬度海域显著相关,热带中东太平洋海域二者为正相关;北太平洋海面高度年代际变化和年际变化的主要影响因素分别为PDO振荡、厄尔尼诺/南方涛动现象(ENSO)。     

热带气旋活动对我国大陆降水影响的统计分析

利用1950—2004年热带气旋降水和热带气旋强度资料分析我国大陆热带气旋降水特征的变化及其与热带气旋活动的关系.结果表明:自1950年以来,我国大陆热带气旋降水年总量具有显著的年际变化和年代际变化特点,20世纪50年代、60年代后期到70年代初期和90年代中期以来是降水的偏少期;60年代前期以及70年代中期到90年代初期为降水的偏多期.自20世纪50年代以来,平均过程降水面积具有线性减小的趋势,而平均过程降水强度具有线性上升的趋势,并自90年代中期以后,其年际振荡的幅度随时间而增强.我国大陆降水频数与西北太平洋热带风暴以上的热带气旋频数具有显著的正相关关系,而过程降水强度与西北太平洋热带气旋最大强度,特别是登陆热带气旋强度关系密切,它们表现出非线性关系.     

渤海和北黄海溶解氧与营养盐年际变化特征

基于收集的1975—1999年间渤海与北黄海现场实测数据,分析溶解氧(DO)、磷酸盐(PO_4-P)和硅酸盐(SiO_3-Si)的年际变化特征.结果表明:在这25年间,渤海和北黄海溶解氧浓度均呈降低趋势,冬季年际降低程度比夏季明显,且冬季溶解氧与温度负相关性较夏季更显著.溶解氧最显著变化是夏季北黄海中部海域底层高值区逐渐缩小,至20世纪90年代全部低于6.0 mL/L.除夏季渤海北部和北黄海底层磷酸盐在20世纪80—90年代表现为升高趋势外,夏季研究海域内磷酸盐和硅酸盐浓度表现为波动性降低趋势,且在20世纪80年代中期(1984—1987年)下降到历史性最低水平;冬季研究海域内磷酸盐浓度表现为波动状态,硅酸盐却有着显著降低趋势.     

近百年北半球海平面气压分布结构及其对长江中下游梅雨异常的影响

分析了1899—2003年近百年北半球海平面气压的典型空间分布模态，在此基础上将海平面气压和长江中下游梅雨量相对数序列进行年代际和年际尺度分离，分析海平面气压年代际尺度的气候背景和年际尺度变化与梅雨相应尺度之间的相关关系及综合作用. 得到如下结论：（1） 高纬地区与中纬地区的环状模态环流变化是近百年北半球海平面气压典型的主导分布结构，无论是年代际尺度还是年际尺度变化均有十分清晰的表现；（2） 从年代际尺度而言，当北半球海平面气压的高纬地区与中纬地区位相相反的分布结构处在较强（弱）的气候背景时，长江中下游梅雨通常处于偏多（少）时期；海平面气压和梅雨在年际尺度上的关系与年代际尺度的情形相反，即在前期春季位相相反的分布结构较弱的年份，夏季长江中下游梅雨容易偏多，反之亦然；（3） 逐步回归结果也证实，海平面气压的年代际变化和前期春季年际变化对长江中下游梅雨异常起重要作用.     

近35年登陆我国台风的年际变化特征及灾害特点

根据近35年的台风资料,分析了在西北太平洋和南海海域生成台风及在我国登陆台风的年际变化特征。结果表明,近35年间在西北太平洋和南海生成的台风和热带风暴有减少的趋势,并且登陆我国的台风和热带风暴也有微弱的减少趋势,但登陆的台风(登陆时中心附近最大风速≥32.7m/s)略有增加的趋势。分析表明,7-10月是生成台风和热带风暴最为频繁的季节,生成个数占全年生成总数的71%,而在我国登陆时间主要集中在7-9月,约占全年登陆总数的78%。我国台风灾害具有发生频次高、影响范围广、受灾程度重等特点。此外,对近几年我国的台风灾害进行了总体的评估。     

登陆中国热带气旋路径的年代际变化

利用1951~2002年热带气旋年鉴资料,将52年分成ID1(1951~1979年)和ID2(1980~2002年)两个年代际时段,研究西北太平洋7~9月登陆中国热带气旋路径的年代际变化.结果表明,登陆中国热带气旋存在明显的月际、年际和年代际变化,从ID1到ID2,热带气旋路径频数在东海和菲律宾海明显下降,而在南海略微有所上升.东海和南海热带气旋路径频数的时间序列进一步揭示了20世纪70年代末期热带气旋路径频数位置的变化.     

江淮梅雨与西北太平洋台风的关系

本文对1949—2005年江淮梅雨与西北太平洋台风的关系及原因进行研究,指出梅雨降水量与全年、台风季的台风频数存在显著的负相关,分别达到-0．45、-0．39,并且有比较一致的反相位年际、年代际变化．季风槽向东延伸位置的不同,副高强度和位置的变化是导致两者存在显著负相关关系,以及台风路径、趋势差异的主要原因．梅雨异常年份的台风特征有着显著差别：多梅雨年份台风不活跃,路径以西北行为主,有较多的台风影响台湾南部和中国东南沿海,少梅雨年份则台风较活跃,以西行和转向路径为主,较多影响中国东部沿海,并且少梅雨年份有约两倍数量的台风登陆我国．     

大连地区主汛期降水异常的气候特征分析

运用几种诊断分析方法对大连地区1961～2000年主汛期降水异常的气候特征进行了分析,结果表明：大连地区降水的季节变化明显,主汛期7-8月的降水量占全年总降水量的51．2％;它的异常演变基本代表了其旱涝变化特征;主汛期降水异常的年际和年代际变化明显,突变点在1967年,存在10a的显著年代际周期和3．1a的显著年际周期;主汛期多雨年相对集中在20世纪60年代,而90年代少雨年相对较多．     

1980-2015年间北部湾海域热带气旋的变化及特征分析

由于地理特征独特,北部湾地区常年遭受热带气旋的影响。热带气旋引起的波浪灾害和风暴潮灾害对广西沿海经济、生活造成了巨大影响。本文采用中国气象局热带气旋最佳路径数据集,研究了1980—2015年间进入北部湾的热带气旋的变化及特征,对北部湾海域内热带气旋的频数、强度、持续时长、功耗指数等年际趋势变化进行分析。结果表明:1980—2015年,北部湾地区热带气旋的频数、持续时长呈波动减小趋势,其强度呈波动增加趋势,整体上功率耗散系数(Power Dissipation Index,PDI)的正效应大于负效应。本研究为北部湾地区的海洋防灾减灾提供了相关科学依据。     

热带气旋“芭玛”异常路径分析

为了分析导致“芭玛”路径异常的原因,采用NCEP再分析资料,分析2009年17号热带气旋“芭玛”的路径和强度、在移动过程中的大尺度环流背景及水汽输送特征,得出以下主要结论:“芭玛”路径分为5个阶段,其中有3个阶段的路径为异常;2次逗留阶段具有相似的环流形势,“芭玛”都处于鞍型场中,没有大尺度环境气流的引导作用,热带气旋与β效应相互作用所产生的β漂移(北偏西的移动)较小,“芭玛”仅受地转偏向力的影响,出现原地打转的异常路径;第3阶段2个热带气旋“互旋”期间,“茉莉”与“芭玛”之间的距离为1 208～1 435　km,两者发生明显的腾原效应,导致“芭玛”向东南方向移动,而“茉莉”北上。在“芭玛”生命史的5个阶段,东亚夏季风强度相对盛夏而言大大减弱,但“芭玛”仍获得了充足的水汽供应,这也是其成为长生命史热带气旋的一个重要原因。     

福建沿海热带气旋的时空分布特征及其影响分析

福建沿海受热带气旋影响严重,研究分析其强度规律及时空特征等要素对福建沿海防灾减灾工作具有重要的意义。基于福建省1945-2019年登陆型热带气旋及2004-2019年影响型热带气旋数据资料,对福建沿海地区热带气旋的活动规律、时空分布特征及灾害损失情况进行统计分析。结果表明：福建省登陆型热带气旋频数年际分布大致呈现“增-减-增-减-增-减”变化,而强度年际分布呈现相反趋势。影响型热带气旋频数整体呈现减小趋势,预计未来几年继续减小。登陆型热带气旋在8月份登陆次数最多,其中以登陆强度为台风的热带气旋次数最多。福州市为登陆次数最多的城市,75年共登陆39次,且登陆强度呈现标准正态分布；宁德市登陆型热带气旋强度整体最大。从防灾角度出发,热带气旋由海域向陆域移动过程中,强度逐渐减小,且严重灾情在北部出现的频数较南部高。     

热带气旋移动的数值模拟及其斜压性作用的初步探讨

用一个两层准地转的斜压模式，实施了１９组积分时间等于７ｄ的试验，数值地研究了热带气旋的移动问题。模拟试验清楚地复制出热带气旋逆时针打转蛇行及突然北折转向的异常路径。试验结果表明，在副热带地区，斜压性地热带气旋的移动有重要影响。     

广东省西江北江流域热带气旋的长期预报

通过对广东省内西、北江洪水长期预报,发现某些预报的洪峰出现时间,恰好与影响该省的各场热带气旋吻合.影响西、北江形成洪水的热带气旋不会遗漏,而不影响西、北江流域的热带气旋在预报图中不反映出来.从而探索出在做洪水长期预报的同时,又可作出对热带气旋的登陆时间、地点、风力等级和大致灾害程度的预报.     

The increasing intensity of the strongest tropical cyclones

Atlantic tropical cyclones are getting stronger on average, with a 30-year trend that has been related to an increase in ocean temperatures over the Atlantic Ocean and elsewhere. Over the rest of the tropics, however, possible trends in tropical cyclone intensity are less obvious, owing to the unreliability and incompleteness of the observational record and to a restricted focus, in previous trend analyses, on changes in average intensity. Here we overcome these two limitations by examining trends in the upper quantiles of per-cyclone maximum wind speeds (that is, the maximum intensities that cyclones achieve during their lifetimes), estimated from homogeneous data derived from an archive of satellite records. We find significant upward trends for wind speed quantiles above the 70th percentile, with trends as high as 0.3 +/- 0.09 m s(-1) yr(-1) (s.e.) for the strongest cyclones. We note separate upward trends in the estimated lifetime-maximum wind speeds of the very strongest tropical cyclones (99th percentile) over each ocean basin, with the largest increase at this quantile occurring over the North Atlantic, although not all basins show statistically significant increases. Our results are qualitatively consistent with the hypothesis that as the seas warm, the ocean has more energy to convert to tropical cyclone wind.     

中国东南沿海地区热带气旋特点与灾情评估

根据1990-2007年的热带气旋灾害相关资料,分析了中国东南沿海登陆热带气旋特点及其灾害损失,并采用综合灾情评估方法对热带气旋灾害进行评估.结果表明：东南沿海地区登陆热带气旋频率高,强度大,登陆热带气旋集中在福建、广东地区;7～9月为热带气旋登陆高峰期,而且登陆地点有明显的地区差异;综合灾情评估结果显示东南沿海地区热带气旋灾害损失偏重,福建省和浙江省灾害损失最严重,上海偏轻,广东省灾害损失中度.     

1998年～2007年热带气旋对我国沿海商船航线的影响分析

利用CMA提供的1998年～2007西北太平洋(含南中国海海域)热带气旋最佳路径资料,分析了影响我国沿海商船航线的热带气旋的10年时空变化规律.研究表明,与热带气旋的年生成个数变化率相比,热带气旋对我国沿海商船航线的影响频次相对比较稳定,其中进入东海水域的热带气旋对沿海商船航线的影响最为频繁,影响严重的区域为宁德、福州到香港、汕尾一带沿海水域.影响研究区域的热带气旋的个数及其占西北太平洋总生成气旋的百分比均为下降趋势,但是热带气旋影响时间成增长趋势.     

Observational evidence for an ocean heat pump induced by tropical cyclones

Ocean mixing affects global climate and the marine biosphere because it is linked to the ocean's ability to store and transport heat and nutrients. Observations have constrained the magnitude of upper ocean mixing associated with certain processes, but mixing rates measured directly are significantly lower than those inferred from budget analyses, suggesting that other processes may play an important role. The winds associated with tropical cyclones are known to lead to localized mixing of the upper ocean, but the hypothesis that tropical cyclones are important mixing agents at the global scale has not been tested. Here we calculate the effect of tropical cyclones on surface ocean temperatures by comparing surface temperatures before and after storm passage, and use these results to calculate the vertical mixing induced by tropical cyclone activity. Our results indicate that tropical cyclones are responsible for significant cooling and vertical mixing of the surface ocean in tropical regions. Assuming that all the heat that is mixed downwards is balanced by heat transport towards the poles, we calculate that approximately 15 per cent of peak ocean heat transport may be associated with the vertical mixing induced by tropical cyclones. Furthermore, our analyses show that the magnitude of this mixing is strongly related to sea surface temperature, indicating that future changes in tropical sea surface temperatures may have significant effects on ocean circulation and ocean heat transport that are not currently accounted for in climate models.     

热带气旋与台风气候变化研究进展

 近年来,引起严重灾害的热带气旋和台风气候变化研究均有新的进展：近60年观测资料比对表明,由于海上观测手段不足,造成前期资料可靠性较低,近30~40年资料较为可靠,观测资料的可靠性随热带气旋强度的增强而增加;全球6个洋区观测资料计算分析显示,热带气旋存在多年代际变率,约自1970年以来,强和超强热带气旋活动有增强趋势;统计和动力降尺度方法模拟热带气旋频数和强度与观测检验证实,这些方法具有一定的模拟热带气旋的能力,但尚存比较大的不确定性;利用统计和动力降尺度模型及模式考虑21世纪人类排放增加全球变暖,较为一致地预估西北太平洋和北大西洋强台风（飓风）强度和频数都有可能增强。热带气旋和台风均属于给人类带来巨大灾难的极端气候事件,利用目前的统计和动力降尺度方法很难进行较为准确的未来年以上时间尺度的气候预测和预估,尚需对影响因子和预测与预估方法进行更加深入的研究,进一步减小预测和预估的不确定性。