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熱帶大氣準雙周振蕩對西北太平洋地區(qū)熱帶氣旋路徑的影響

2012-09-11 02:31陶麗李雙君濮梅娟夏瑛
大氣科學學報 2012年4期
關鍵詞:季風氣旋風場

陶麗,李雙君,濮梅娟,夏瑛

(1.南京信息工程大學氣象災害省部共建教育部重點實驗室,江蘇南京210044;2.江蘇省氣象局,江蘇南京210008)

熱帶大氣準雙周振蕩對西北太平洋地區(qū)熱帶氣旋路徑的影響

陶麗1,李雙君1,濮梅娟2,夏瑛2

(1.南京信息工程大學氣象災害省部共建教育部重點實驗室,江蘇南京210044;2.江蘇省氣象局,江蘇南京210008)

利用美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,簡稱NOAA)的逐日對外長波輻射(outgoing longwave radiation,簡稱OLR)場資料,歐洲中期天氣預報中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasting,簡稱ECMWF)逐日風場(850 hPa)資料,以及美國聯合臺風預警中心(Joint Typhoon Warning Center,簡稱JTWC)的熱帶氣旋(tropical cyclone,簡稱TC)數據,參考Wheeler and Hendon(2004)提出的季節(jié)內振蕩(Madden-Julian oscillation,簡稱MJO)指數,通過多元EOF方法定義熱帶準雙周振蕩(quasi-biweekly oscillation,簡稱QBW)指數,診斷分析了西北太平洋地區(qū)QBW不同位相對于TC路徑的影響。結果表明,TC主要生成在QBW對流濕位相中,集中位置隨QBW向西北的傳播而向西北移動。在QBW位相phase1中,南海上空盛行QBW反氣旋性環(huán)流,西太副高西伸,其西南側偏東南氣流受QBW反氣旋性環(huán)流東北側氣流抑制,生成在副高南側的TC首先在副高南側偏東氣流的引導下移動至近海,在西南季風以及副高西側偏南氣流作用下順時針北折,因此在140°E以西轉折類路徑的TC比例最高;而在phase3中,西太副高偏東,南海上空盛行QBW氣旋性環(huán)流,西太副高西南側氣流強度受QBW氣旋東北側氣流影響增強,季風槽偏東,140°E以東轉折類的TC比例最高。本文還對TC個例中的QBW流場形勢進行了分析,發(fā)現當QBW氣旋或反氣旋環(huán)流中心同TC中心一致時,熱帶氣旋路徑會發(fā)生突然的右折。

準雙周振蕩;熱帶氣旋;路徑轉折

Abstract:By using outgoing longwave radiation(OLR)data from National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA),daily wind(850 hPa)data from European Center for Medium-Range Weather Forecasting(ECMWF)and tropical cyclones(TC)data from Joint Typhoon Warning Center(JTWC),the impact of quasi-biweekly oscillation(QBW)on tropical cyclone activity over the western North Pacific (WNP)is studied in this paper.The index of 10 to 20-day oscillation is defined by referring to the Madden-Julian oscillation(MJO)index proposed by Wheeler and Hendon(2004).The analysis shows that TCs always occur in the area where convection is active.During QBW-phase1,the southeasterly of the western North Pacific subtropical high is weakened by the anticyclone-circulation of QBW.The westward(northwestward)moving TCs tend to change their tracks to the west of 140°E.During QBW-phase3,with the southeasterly of the western North Pacific subtropical high strengthened by the cyclone-circulation of QBW,TCs tend to change their tracks to the east of 140°E.Case studies of some TCs are discussed in this paper.The results show that TCs may present sudden poleward track change while its center overlaps with the center of the cyclone-circulations(anticyclone-circulations)of QBW.

Key words:quasi-biweekly oscillation;tropical cyclone;track change

0 引言

熱帶西北太平洋區(qū)域,是全球熱帶氣旋(tropical cyclone,簡稱TC)活動的主要生成源地之一,平均每年在該區(qū)域生成的TC有30個左右,數量占全球生成總數的三分之一。而TC活動在年代際、年際、季內時間尺度和空間分布上存在明顯的差異,以往不少研究都證實,TC活動季內變化的活躍期和平靜期與大氣季節(jié)內振蕩(Madden-Julian oscillation,簡稱MJO)存在密切的關系。

Gray(1979)在研究各個海域TC生成的特征后指出,在季節(jié)內尺度上,TC具有群發(fā)的特點,其生成的活躍或中斷期各自可達2~3周。Nakazawa (1986)研究指出,西太平洋多數TC容易發(fā)生在MJO濕位相中。Liebmann and Hendon(1990)在研究了MJO對西北太平洋熱帶擾動的影響后指出,當MJO處于對流活躍位相時,熱帶擾動、熱帶風暴以及臺風數量以幾乎相同的比例增加。Hall et al.(2001)利用20 a逐日向外長波輻射(outgoing longwave radiation,簡稱OLR)資料研究了影響澳大利亞的氣旋與MJO之間的關系,研究發(fā)現,生成在澳大利亞西北區(qū)域的TC與MJO對流的濕位相具有顯著正相關關系,并發(fā)現MJO對TC的調制作用會在El Nino年得到加強。祝從文等(2004)研究了MJO活動對生成在印度洋西太平洋海域的TC的影響后發(fā)現,生成在西北太平洋的TC分別受到向東和向西傳播的MJO影響,而發(fā)生在其他區(qū)域的TC有半數以上生成在向東移動的MJO的濕位相中。陳光華和黃榮輝(2009)分析了MJO對西北太平洋區(qū)域TC生成的調制作用,研究指出,當西北太平洋西側為MJO西風位相時,此區(qū)域TC生成的數量明顯偏多,當西北太平洋西側為MJO東風位相時,TC生成的數量受到抑制。王磊等(2009)分析了西北太平洋大氣準雙周振蕩(quasi-biweekly oscillation,簡稱QBW)對TC活動的影響,發(fā)現隨QBW對流和緯向風沿熱帶向西偏北傳播,季風槽位置和強度也發(fā)生相應改變,沿熱帶西傳的天氣尺度波動在西北太平洋通過季風槽的緯向風輻合作用,有利于TC的生成發(fā)展。

Carr and Elsberry(1995)利用正壓渦度方程模式模擬了季風渦旋與TC渦旋的相互作用,結果發(fā)現當TC中心和季風渦旋中心重合時,會引起TC路徑突然向北轉折。Ko and Hsu(2006,2009)研究發(fā)現,MJO的西風位相與臺灣附近的TC路徑的北折有密切聯系。Liang et al.(2011)、Wu et al.(2011)研究發(fā)現2009年臺風莫拉克在臺灣時與QBW和MJO尺度的渦旋相互作用使得西南季風加強,從而使降水在臺灣南部維持,造成臺灣南部災難性的降水。田華等(2010)細化了西北太平洋的臺風路徑類型,指出不同MJO低頻形勢,對于TC路徑類型的不同具有重要的指示作用。

以往的研究中,多數是分別分析了QBW和MJO活動對于TC生成的調制影響,以及少量的MJO和QBW對TC活動路徑的影響。

本文通過定義西北太平洋區(qū)域QBW指數,進行QBW位相的劃分,系統(tǒng)地分析西北太平洋QBW的時空變化特征,探討QBW對西北太平洋TC路徑變化的調制影響,并通過臺風個例分析臺風活動過程中的QBW形勢,分析QBW低頻流場對于TC路徑變化的影響。

1 資料

文中所考察的時間段為1986—2009年的6—9月,與TC活動的主要生成時間區(qū)間一致。用到的資料來自:

1)美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,簡稱NOAA)的OLR再分析資料,空間分辨率為2.5°×2.5°。

2)歐洲中期天氣預報中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasting,簡稱ECMWF)的風場、位勢高度場資料,空間分辨率為2.5°×2.5°。

3)美國聯合臺風預警中心(Joint Typhoon Warning Center,簡稱JTWC)的熱帶氣旋資料,該資料包含熱帶氣旋活動的中心位置和最大風速,時間間隔為6 h。本研究選取的TC為最大風速大于或等于17.2 m/s的TC,TC生成的時間和位置定義為JTWC發(fā)布的TC第一時刻的時間和位置。

2 QBW指數的建立

參考Wheeler and Hendon(2004)提出的全年實時多變量MJO指數,本文首先對OLR場和850 hPa的U、V風場進行10~20 d的諧波濾波處理,之后對濾波后的OLR距平場和水平風場進行多元EOF分析,得到的前兩個模態(tài)作為QBW的主要模態(tài),可以更為清晰直觀地揭示QBW的空間模態(tài)以及隨時間的變化。

依據Matthews(2000)的方法,可以用一個二維相空間矢量Z來表示某一時刻的QBW,Z的兩個分量分別為EOF分解后的對應的兩個時間序列PC1和PC2

QBW的振幅A(t)定義為

PC1和PC2之間的位相角α(t)表示為

那么振幅A可以反映QBW的強度,位相角α可以反映QBW位相的傳播。為了研究方便,這里按位相角α,將QBW的周期劃分為4個位相,各位相的中心分別為α=-π/2,α=0,α=π/2,α=π,每個位相覆蓋四分之一周期。用這種方法可以有效地劃分QBW不同位相,提取更為直觀清晰的QBW傳播信號。

為了說明QBW的振蕩信號達到了一定的強度,指定以振幅A的標準差σ為標準,將振幅A大于或等于一個標準差σ的時間視為滿足QBW的時間。

3 QBW對TC路徑的影響

依照上述定義QBW指數的方法,本文對1986—2009年6—9月的10~20 d濾波OLR場、850 hPa的U、V風場進行多元EOF分解,空間范圍為100~170°E、20~30°N。第一模態(tài)和第二模態(tài)的方差貢獻分別為7.5%、6.5%。以α=-π/2,α= 0,α=π/2,α=π為中心,劃分為4個位相phase1、phase2、phase3、phase4。將分解后的前兩個模態(tài)重建后得到的OLR距平場、10~20 d濾波風場進行位相合成,得到QBW在phase1、phase2、phase3、phase4這4個位相的發(fā)展形勢(圖1)。

由圖1可以看出,合成后的OLR距平場由phase1到phase4完成了一次完整的QBW循環(huán)過程,熱帶對流增強區(qū)域由西北太平洋東部向西北傳播到西北太平洋西北部;同時,在對流活動增強區(qū)域偏西北方向上空對應著氣旋性環(huán)流,而在對流活動受抑制區(qū)域偏西北方向上空,則對應著反氣旋性環(huán)流,超前相應的對流活動區(qū)域大約四分之一個位相??梢钥闯觯x的QBW指數不僅可以保留QBW的基本結構,更可以清晰地揭示QBW的時間傳播特征與空間分布特征。

3.1 不同QBW位相下的TC生成特征

1986—2009年6—9月共2 928 d,其中達到QBW標準的為2 283 d,表1統(tǒng)計了滿足QBW強度條件(振幅A大于等于一個振幅標準差σ)的4個位相的天數、發(fā)生TC的天數(即TC的個數)以及TC的發(fā)生概率(該位相發(fā)生TC的天數除以位相天數)、生成在各位相對流活動加強區(qū)域的TC的個數及其占該位相TC總數的比例(加強區(qū)域的TC個數除以該位相生成TC的總個數)。在phase4時,西北太平洋生成的TC個數最多(85個),TC的發(fā)生概率最高,達到15.15%;在phase1時,TC生成個數最少(69個)、發(fā)生概率最小(11.71%);在phase2、phase3,TC生成個數(phase2、phase3均為78個),生成概率(phase2為13.90%,phase3為13.64%)介于phase1和phase4之間。

表1 1986 —2009年6—9月在西北太平洋達到QBW標準的4個位相的天數、發(fā)生TC的個數(天數)以及TC發(fā)生的概率(TC發(fā)生天數/位相天數)、生成在對流活躍區(qū)域的TC個數以及所占該位相總數的比例Table 1The days of the QBW amplitude A≥σ;the days of TC occurs during QBW;the ratio of TC days to QBW days;the number of TCs in OLR negative area and the ratio of it to the total TC number in phase1,phase2,phase3,phase4,respectively,in June—September from 1986 to 2009

圖1 1986—2009年6—9月期間對模態(tài)重建后的OLR距平場(單位:W/m2)和10~20 d濾波風場(單位:m/s)在QBW phase1(a)、phase2(b)、phase3(c)、phase4(d)合成圖(陰影部分為濾波后OLR為負距平的區(qū)域)Fig.1The composite of QBW wind vector(m/s)at 850 hPa and QBW OLR(shaded area denotes negative OLR area;units:W/m2)in(a)phase1,(b)phase2,(c)phase3,and(d)phase4 in June—September from 1986 to 2009

分析在西北太平洋QBW 4個位相phase1、 phase2、phase3和phase4中所生成的TC的生成位置(圖2)可以發(fā)現,在phase1、phase2、phase3中,TC的生成位置主要集中在對流活躍區(qū)域和QBW氣旋區(qū)域;而在phase4,由于QBW對流活動加強區(qū)域移至南海地區(qū),菲律賓海域則完全由受抑制對流所控制,TC的分布較為分散。由表1可見,在phase1,生成在OLR負距平區(qū)域的TC有42個,占phase1生成TC總數的60.87%。在phase2和phase3中生成在OLR負距平區(qū)域的TC分別為58個、57個,各占phase2和phase3生成TC總數的74.36%、73.08%,從統(tǒng)計上證明了TC更容易在濕位相中生成。而在phase4中,由于QBW對流活動加強區(qū)已移至南海地區(qū),生成在該區(qū)域的TC較少,OLR負距平區(qū)域中生成的TC僅有28個,占該位相生成TC總數的32.94%。TC生成位置在整體上表現出隨著QBW向西北傳播而向西向北移動的特征。

3.2 不同QBW位相下的TC路徑特征

為了分析QBW位相對TC路徑的影響,在傳統(tǒng)臺風路徑分類的基礎上,將臺風路徑分為西行類、西北行類、140°E以西轉折類、140°E以東轉折類和北上類5種類型:1)西行類,臺風從菲律賓以東一直向偏西方向移動,經南海在華南沿海、海南島或越南一帶登陸;2)西北行類,臺風從菲律賓以東向西北偏西方向移動,在我國臺灣、福建一帶登陸;或從菲律賓以東向西北方向移動,穿過琉球群島,在浙江一帶登陸,然后消失;3)轉折類,臺風從菲律賓以東向西北方向移動,然后轉向東北方向移動,路徑呈拋物線狀,以140°E為分界,將路徑在140°E以西轉折類和140°E以東轉折的分別統(tǒng)計;4)北上類,臺風從菲律賓以東向北移動或向北偏東方向移動。此外還有其他一些奇異類型的路徑,在這里不做統(tǒng)計。

圖2 1986—2009年6—9月生成在西北太平洋QBW 4個位相phase1(a)、phase2(b)、phase3(c)、phase4(d)中的TC的生成位置(十字符號)合成圖(陰影部分為濾波后OLR為負距平的區(qū)域;單位:W/m2)Fig.2The composite of QBW OLR(shaded area denotes the negative area;units:W/m2)and the locations of TCs (marked by cross)in(a)phase1,(b)phase2,(c)phase3,and(d)phase4 of QBW in June—September from 1986 to 2009

圖3 及表2統(tǒng)計了生成在QBW各位相不同類型TC的數量以及比例,可以發(fā)現各種路徑類型的TC比例在不同位相表現出明顯的變化特征:西行、西北行類路徑的TC比例在phase2最高,均分別占該位相TC總數的23.08%,隨著QBW向西向北發(fā)展,西行、西北行類路徑的TC比例減小;對于轉折類路徑來說,140°E以西轉折類路徑的TC比例在phase1時最高(50.72%),在phase3最低(30.77%);而140°E以東轉折類路徑以及北上類路徑的TC比例在phase3時最高,分別為15.38%、17.95%。轉折類路徑是TC中最常見的類型,約占到TC總數的二分之一。這表明,在西北太平洋,QBW對西北太平洋TC活動的路徑具有一定的調制影響。

西北太平洋QBW活動同諸多環(huán)流系統(tǒng)都有密切關系。黃士松(1979)指出,西北太平洋副熱帶高壓存在準雙周的振蕩周期。畢慕瑩(1989)用CEOF方法作研究,也得到了西太平洋副熱帶高壓主要存在著15~20 d以及10 d的振蕩周期。同時,QBW的發(fā)展演變也將導致西北太平洋季風槽在不同位相的差異。如圖4所示,圖中給出了1986—2009年6—9月850 hPa原始風場的QBW位相合成圖。在phase2期間,菲律賓以東存在有一個明顯的季風槽,槽線呈西北—東南走向,槽底在西北太平洋(145°E,10°N)附近;到phase3,季風槽向西向北移動到(135°E,15°N)附近,與QBW對流活動增強中心區(qū)域較為吻合;在phase4,隨著QBW向西北的傳播,季風槽也繼續(xù)向西北移動;在phase1,季風槽移動到南海地區(qū)。

表2 1986—2009年6—9月生成在西北太平洋QBW 4個位相phase1、phase2、phase3、phase4的各種路徑類型TC的個數以及比例Table 2The number and ratio of five types of TC tracks in QBW phase1,phase2,phase3,and phase4 in June—September from 1986 to2009

圖3 1986—2009年6—9月生成在QBW phase1(a)、phase2(b)、phase3(c)、phase4(d)位相的TC移動路徑合成Fig.3The composite of the TC track in(a)phase1,(b)phase2,(c)phase3,and(d)phase4 of QBW in June—September from 1986 to 2009

TC的移動主要受到周圍大尺度環(huán)境場基本氣流的引導作用,西北太平洋TC路徑在QBW各個位相的不同變化同西太平洋副熱帶高壓以及季風槽的位置和強度密切相關。正常情況下,TC生成后,在西北太平洋洋面上受到副熱帶高壓南側東風氣流的影響,在東風氣流的引導下向偏西或西北方向移動,到了副熱帶高壓的西側時,則在西南季風氣流以及副熱帶高壓西側東南氣流的作用下,順時針向北或北偏東移動,并迅速減弱或消失。結合圖1、3、4和5可以看出,在phase1,南海在QBW反氣旋性環(huán)流的控制下,西太平洋副熱帶高壓西伸,生成在副高南側的TC在西太副高南側東風氣流的引導下首先向西或西北方向移動,當到達近海區(qū)域時,在QBW反氣旋東北部氣流的影響下,西太平洋副高強度減弱,同時在西南季風氣流的影響下,TC移動路徑容易發(fā)生沿西太副高外緣呈順時針北折的變化,因此在140°E以西轉折類路徑比例最高;在phase3,南海上空由QBW氣旋性環(huán)流控制,西太副高位置偏東,副高西南側與QBW氣旋性環(huán)流東北側輻合,強度加強,同時西北太平洋季風槽位置偏東,在西太平洋副高西側偏南氣流以及西南季風的引導下,生成在副高中的TC移動路徑在前期偏北的現象比較明顯,因此在140°E以東轉折類以及北上類比例最高??梢?,西太副高以及季風槽的位置和強度在QBW各個位相的不同形勢,是影響西北太平洋TC路徑發(fā)展的重要環(huán)境因子之一。

圖4 1986—2009年6—9月期間對模態(tài)重建后的OLR距平場(單位:W/m2)以及850 hPa原始風場(單位:m/s)在QBW位相phase1(a)、phase2(b)、phase3(c)、phase4(d)合成圖(陰影部分為濾波后OLR為負距平的區(qū)域)Fig.4The composite of QBW OLR(shaded area denotes the negative area;units:W/m2)and unfiltered wind vector(units:m/s)at 850 hPa in(a)phase1,(b)phase2,(c)phase3,and(d)phase4 in June—September from 1986 to 2009

4 臺風個例中的QBW形勢分析

為了進一步探討QBW和TC路徑的關系,本文選取了2000年Saomai(桑美)、2001年Lekima(利馬奇)、2003年Choi-wan(彩云)、2003年Soudelor (蘇迪羅)、2004年Mindulle(蒲公英)、2004年 Meari(米雷)、2009年Linfa(蓮花)等多個臺風個例進行了過程分析。

圖6給出的是2004年Mindulle(蒲公英)過程中QBW以及850 hPa原始風場的環(huán)流形勢。在前3 d,TC處于QBW反氣旋性環(huán)流東部,在東風氣流的引導下向西偏北方向移動。到了第4天,隨著QBW向西北的傳播,TC移動至QBW反氣旋環(huán)流和氣旋環(huán)流之間的輻合帶,作用于TC的向西南方向的風矢量增大,從原始風場來看,在TC氣旋的東部又生成一個新的氣旋,在這幾者的共同影響下,有利于TC移動路徑向西偏南轉折。到第6天,QBW反氣旋快速向西北移動,TC開始處于QBW氣旋性環(huán)流中心控制下,同時,從原始風場來看,TC南部越赤道氣流以及西南季風經向切變增強,TC開始繼續(xù)向西北方向移動。隨著QBW向西北的傳播,到了第10天,QBW氣旋性環(huán)流中心與TC氣旋中心重合,這種環(huán)境,配合西南季風氣流對TC的作用,Mindulle路徑發(fā)生突然的右折??梢?,QBW氣旋性(反氣旋性)環(huán)流的強度以及相對位置的變化對于熱帶氣旋Mindulle路徑的發(fā)展具有一定的影響。

圖5 1986—2009年6—9月期間在QBW位相phase1(a)、phase2(b)、phase3(c)、phase4(d)所對應的500 hPa位勢高度場合成(單位:gpm)Fig.5The composite of geopotential height(units:gpm)at 500 hPa in(a)phase1,(b)phase2,(c)phase3,and (d)phase4 of QBW in June—September from 1986 to 2009

圖7 給出的是2003年Choi-wan(彩云)過程中路徑發(fā)生轉變時西北太平洋QBW以及原始風場的環(huán)流形勢。在第2天,從QBW環(huán)流場來看,TC處于QBW反氣旋性環(huán)流中心的東偏南部,在東風氣流的引導下向西偏北移動。到第3天,隨著QBW反氣旋性環(huán)流向西北方向移動,TC中心開始和QBW反氣旋性環(huán)流中心重合,同時TC南部的越赤道氣流增強,Choi-wan在附近突然打轉后向北轉折。

Carr and Elsberry(1995)根據正壓相對渦度方程式中:ζ為相對渦度;V=ui+vj為無輻散風;β為科氏參數f隨緯度的變化,設計了一個正壓無輻散模型。模擬結果表明,季風渦旋與TC渦旋的相互作用會引起TC路徑突然向北轉折。季風渦旋與TC的相互影響是西北太平洋TC路徑的突然變化的重要因素之一。季風渦旋的初始位置、初始強度、尺度大小,TC相對于季風渦旋的初始位置、尺度大小的不同組合,將影響TC發(fā)展成不同類型的轉折路徑。當TC的初始位置在季風渦旋東部且在季風渦旋影響半徑之內時,TC開始向西、西北移動。類似于藤原效應,TC渦旋與季風渦旋隨時間而重合,在β效應的作用下,從季風渦旋獲得能量激發(fā)生成西北—東南走向的Rossby波,在季風渦旋與TC的東南方向生成反氣旋,此時,該東南方反氣旋成為TC渦旋路徑突然轉折的關鍵因子,TC渦旋開始北折。本文中,2004年臺風Mindulle、2003年臺風Choi-wan在西北行過程中,當TC中心與QBW氣旋性環(huán)流中心重合時,二者相互作用,TC路徑發(fā)生突然的右折??梢?,在西北太平洋區(qū)域QBW氣旋性環(huán)流對于TC路徑的突然轉折具有重要的影響。

圖6 2004年Mindulle臺風生成的第4天(a1)、第6天(a2)、第10天(a3)850 hPa QBW風場(單位:m/s)和QBW OLR場(單位:W/m2;陰影部分為OLR場負距平區(qū)域)及臺風路徑(折線)以及第4天(b1)、第6天(b2)、第10天(b3)的850 hPa原始風場(單位:m/s)及臺風路徑(折線)Fig.6The QBW wind vector(m/s),QBW OLR(shaded area denotes the negative area;units:W/m2)and the position of Typhoon Mindulle on(a1)day 4,(a2)day 6 and(a3)day 10 in 2004 and the unfiltered wind vector (m/s)and the position of Typhoon Mindulle on(b1)day 4,(b2)day 6 and(b3)day 10 at 850 hPa in 2004

在其他TC個例分析中發(fā)現,在QBW強度較弱情況下,MJO氣旋(反氣旋)環(huán)流對于TC路徑的突然右折有類似的影響(李雙君,2011)。本文主要探討QBW對TC路徑的影響,故在此不多做論述,將在其他文章中進行討論。

圖7 2003年Choi-wan臺風生成的第2天(a1)、第3天(a2)、第4天(a3)850 hPa QBW風場(單位:m/s)和QBW OLR場(單位:W/m2;陰影部分為OLR場負距平區(qū)域)及臺風路徑(折線)以及第2天(b1)、第3天(b2)、第4天(b3)的850 hPa原始風場(單位:m/s)及臺風路徑(折線)Fig.7The QBW wind vector(m/s),QBW OLR(shaded area denotes the negative area;units:W/m2)and the position of Typhoon Choi-wan on(a1)day 2,(a2)day 3 and(a3)day 4 in 2003 and the unfiltered wind vector(m/s)and the position of Typhoon Choi-wan on(b1)day 2,(b2)day 3 and(b3)day 4 at 850 hPa in 2003

本文初步分析了QBW反氣旋(氣旋)性環(huán)流對熱帶氣旋的影響,對于更進一步的QBW反氣旋(氣旋)性環(huán)流同TC氣旋之間可能的相互作用,將在以后的工作中設計模擬試驗,進行更深入的探討與驗證。

5 小結

本文通過參考Wheeler-Hendon的MJO指數,較好地定義了西北太平洋區(qū)域QBW指數,主要探討了熱帶大氣準雙周振蕩對于西北太平洋TC路徑變化的調制作用。主要結論如下:

1)西北太平洋大氣準雙周振蕩對TC的生成有一定的調制影響。TC主要生成在QBW對流濕位相中,主要生成區(qū)域在整體上表現出隨QBW向西北傳播而向西北移動的形勢。

2)西北太平洋大氣準雙周振蕩對TC的路徑有一定的調制影響。在QBW位相phase1中,140°E以西轉折類路徑的TC比例最高,phase3最低;而140°E以東轉折類的TC比例相反,在phase3最高,在phase1最低。在QBW位相phase3中,南海上空盛行QBW氣旋性環(huán)流,西北太平洋副高西南側偏東南氣流強度受QBW氣旋東北側氣流影響增強,季風槽位置偏東,有利于生成在副高中的TC路徑順時針向右偏轉,因此140°E以東轉折類的TC比例最高。在phase1中,南海上空盛行QBW反氣旋性環(huán)流,副高西南側氣流受QBW反氣旋環(huán)流東北側影響減弱,生成在副高南側的TC首先在副高南側偏東氣流的影響下西(西北)移至近海,在西南季風氣流以及副高西側偏南氣流的引導下向北偏轉,因此,140°E以西轉折類路徑的TC比例最高。

3)通過對諸多臺風個例過程中QBW環(huán)流形勢的分析發(fā)現,當QBW氣旋或者反氣旋性環(huán)流中心和TC中心重合時,TC會發(fā)生突然的右折。QBW反氣旋性環(huán)流同TC氣旋之間可能的相互作用,還需要進一步的數值模擬試驗去探討。

總的來說,西北太平洋大氣準雙周振蕩低頻氣旋(反氣旋)性環(huán)流通過對TC周圍環(huán)境場的調制,以及與TC氣旋之間的相互作用,對TC路徑的變化有一定的影響,進一步理解了TC路徑轉折的機理。

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(責任編輯:劉菲)

Impact of QBW on TC's track change over the western North Pacific

TAO Li1,LI Shuang-jun1,PU Mei-juan2,XIA Yin2
(1.Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education,NUIST,Nanjing 210044,China; 2.Jiangsu Meteorological Bureau,Nanjing 210008,China)

P444

A

1674-7097(2012)04-0404-11

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Tao Li,Li Shuang-jun,Pu Mei-juan,et al.2012.Impact of QBW on TC's track change over the western North Pacific[J].Trans Atmos Sci,35(4):404-414.(in Chinese)

2011-05-12;改回日期:2011-08-31

公益性行業(yè)科研專項(GYHY200806009);國家自然科學基金資助項目(40875038);江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目(PAPD)

陶麗(1970—),女,寧夏固原人,博士,副教授,研究方向為低頻振蕩、臺風氣候學,taoli@nuist.edu.cn.

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