索南巴桑 索南美朵 索南措

摘要 開展熱帶氣旋強(qiáng)度氣候變化研究不僅有助于進(jìn)行臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，提高災(zāi)害天氣防御能力，減少社會(huì)經(jīng)濟(jì)的損失?；诿绹?guó)聯(lián)合臺(tái)風(fēng)預(yù)警中心提供的臺(tái)風(fēng)最佳路徑資料和NCEP大尺度環(huán)境場(chǎng)再分析資料，分析ENSO與西北太平洋熱帶氣旋強(qiáng)度氣候變化之間的關(guān)系，并從大尺度環(huán)境場(chǎng)闡述了彼此關(guān)系的可能物理解釋。

關(guān)鍵詞 西北太平洋;熱帶氣旋;ENSO;強(qiáng)度變化

中圖分類號(hào)：P444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）08–0–03

Abstract The research on climate change of tropical cyclone intensity is not only helpful for typhoon monitoring and forecast， but also for improving the ability of weather disaster prevention and reducing the social and economic losses. Based on the optimal typhoon path data provided by the Joint Typhoon Warning Center of the United States and the NCEP large-scale environmental field reanalysis data， the relationship between ENSO and climate change of tropical cyclone intensity in the Northwest Pacific Ocean is analyzed， and the possible physical explanations of the relationship between ENSO and climate change of tropical cyclone intensity in the Northwest Pacific Ocean are expounded.

Key words Northwest Pacific; Tropical cyclone; ENSO; Intensity change

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.016

氣旋活動(dòng)產(chǎn)生的暴雨和風(fēng)暴潮等每年都會(huì)給我國(guó)帶來50億元左右的經(jīng)濟(jì)損失，平均死亡人數(shù)在500人左右。臺(tái)風(fēng)是ENSO事件作為年際氣候變化的最強(qiáng)信號(hào)，既包含南方濤動(dòng)指數(shù)特征，又包含暖的厄爾尼諾事件（El Ni?o）以及冷的拉尼娜事件（La Ni?a），一般始于前一年冬季，在次年緩慢增長(zhǎng)并在冬季達(dá)最強(qiáng)。近年來研究發(fā)現(xiàn)，ENSO現(xiàn)象有3—7年準(zhǔn)周期，所以又把ENSO事件稱作ENSO循環(huán)。ENSO事件發(fā)生往往影響著全球范圍內(nèi)天氣系統(tǒng)，而太平洋作為地球上面積最廣區(qū)域之一，受到的影響最多。對(duì)比1963—2012年最強(qiáng)7次El Ni?o事件（分別發(fā)生在1965年、1972年、1982年、1987年、1991年、1997年、2002年）和最強(qiáng)7次La Ni?a事件（分別發(fā)生在1970年、1973年、1975年、1984年、1988年、1998年、1999年），著重研究近年來熱帶氣旋頻數(shù)相對(duì)較多的發(fā)生在5—10月。分別統(tǒng)計(jì)分析兩類不同ENSO事件對(duì)熱帶氣旋生成個(gè)數(shù)、生成位置、平均強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)生成位置和最大強(qiáng)度位置等的影響，通過季風(fēng)槽、垂直風(fēng)切變、SST距平場(chǎng)等簡(jiǎn)單解釋了El Ni?o年和La Ni?a年對(duì)西北太平洋熱帶氣旋強(qiáng)度影響產(chǎn)生差異的氣候原因。

1 資料

熱帶氣旋數(shù)據(jù)來自美國(guó)聯(lián)合臺(tái)風(fēng)警報(bào)中心JTWC發(fā)布的1963—2012年西北太平洋熱帶氣旋6 h最佳路徑數(shù)據(jù)集。風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)為美國(guó)大氣研究中心和國(guó)家環(huán)境預(yù)測(cè)中心（NCAR/NCEP）公布的從1978年1月—2010年12月逐月再分析資料（空間分辨率：2.5°×2.5°）。海表面溫度資料（SST）為美國(guó)海洋同化資料集（SODA）公布的1960年1月—2015年12月月平均資料（空間分辨率：0.5°×0.5°）。根據(jù)美國(guó)國(guó)家氣候中心（CPC）ENSO指數(shù)對(duì)El Ni?o年和La Ni?a年的定義，Ni?o3區(qū)SSTA連續(xù)6個(gè)月>0.5℃定義為一次El Nino事件，Ni?o3區(qū)SSTA連續(xù)6個(gè)月<-0.5℃定義為一次La Ni?a事件。

2 ENSO期間西北太平洋TC強(qiáng)度變化統(tǒng)計(jì)特征

2.1 ENSO對(duì)熱帶氣旋生成的影響

1963—2012年，西北太平洋共有1 477次熱帶氣旋活動(dòng)，其中8月最多，有293個(gè);最少是2月，僅13個(gè)。熱帶氣旋個(gè)數(shù)從2月開始增加，8月達(dá)頂峰后又逐漸減小，7—10月熱帶氣旋占整體數(shù)量67.8%以上，表明西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)春冬季少、夏秋季多。周俊華等[1]也有過類似統(tǒng)計(jì)研究且結(jié)果相似，把7—10月稱為熱帶氣旋強(qiáng)季。

分析1963—2012年最強(qiáng)7次的El Ni?o事件和La Ni?a事件可知，El Ni?o年5—10月西北太平洋共發(fā)生169個(gè)熱帶氣旋活動(dòng)，其中8月最多，共82個(gè)，5月最少，只有11個(gè);La Ni?a年5—10月西北太平洋共生成148個(gè)熱帶氣旋，8月最多，為42個(gè)，5月最少，僅2個(gè)。El Ni?o年和La Ni?a年西北太平洋熱帶氣旋均從5月開始逐月增加，到8月后又減少。盡管5—7月、9月El Ni?o年熱帶氣旋活動(dòng)都比La Ni?a年多，但10月La Ni?a年熱帶氣旋活動(dòng)卻比El Ni?o年多近42%，導(dǎo)致總體數(shù)量相差不大（圖1）。

El Ni?o年、La Ni?a年5—10月西北太平洋熱帶氣旋主要生成位置分別在5°N～25°N、110°E～180°E，5°N～30°N、110°E～165°E。經(jīng)度上El Ni?o年熱帶氣旋生成位置比La Ni?a年更傾向西北太平洋東部流域，160°E～180°E氣旋生成個(gè)數(shù)明顯多于La Ni?a年;緯度上La Ni?a年熱帶氣旋生成位置比El Ni?o年更傾向西北太平洋北部流域，20°N～30°N的熱帶氣旋個(gè)數(shù)明顯多于El Ni?o年。與何敏等[2]對(duì)El Ni?o和反El Ni?o事件與西太平洋臺(tái)風(fēng)頻數(shù)關(guān)系研究結(jié)論相似。

1963—2012年El Ni?o年和La Ni?a年西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)期間，El Ni?o年平均持續(xù)時(shí)間最大值在1997年，最小值在1965年，總平均持續(xù)8 d 、18 h;La Ni?a年平均持續(xù)時(shí)間最大值在1984年，最小值在1970年，總平均持續(xù)6 d。5—10月西北太平洋熱帶氣旋月平均持續(xù)時(shí)間，El Ni?o年平均持續(xù)時(shí)間在10月最大，5月最小;La Ni?a年平均持續(xù)時(shí)間在10月最大，6月最小;而且El Ni?o年每月平均持續(xù)時(shí)間和最大持續(xù)時(shí)間都比La Ni?a年長(zhǎng)。這是因?yàn)镋l Ni?o年西北太平洋熱帶氣旋生成位置比La Ni?a年更傾向東部流域，在氣旋向西北方移動(dòng)時(shí)遇到陸地時(shí)間更久，發(fā)展時(shí)間更多。

2.2 ENSO對(duì)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)影響

El Ni?o年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)大多生成在6°N～19°N、131°E～171°E;La Ni?a年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)大多生成在9°N～22°N，135°E～150°E，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)最大強(qiáng)度位置大多在菲律賓以東海域11°N～22°N、120°E～160°E。西北太平洋東部流域148°E～172°E生成的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)El Ni?o年比La Ni?a年更多，這與El Ni?o年有更多熱帶氣旋在這區(qū)域生成有關(guān)。

不論是El Ni?o年還是La Ni?a年，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)生成后到發(fā)展至最大強(qiáng)度的過程都是向西或西北方位移動(dòng)。因El Ni?o年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)生成位置經(jīng)度上比La Ni?a年更傾向東部流域，所以登陸型臺(tái)風(fēng)在El Ni?o年比La Ni?a年有更多發(fā)展時(shí)間來增加強(qiáng)度，破壞力也大。

El Ni?o年5—10月共生成48個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，其中7月最多，有13個(gè)，2月最少，僅2個(gè)，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)從5—7月逐漸增加，7—10月逐漸減少;La Ni?a年5—10月共有25個(gè)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，其中10月最多有11個(gè)，5月和6月沒有超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)從6—10月逐漸增多（圖2）。這與某學(xué)者提出的快速加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)特征里所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果相似。

分析El Ni?o年和La Ni?a年5—10月西北太平洋超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)每月最大強(qiáng)度平均值，其中El Ni?o年在10月最高，為142 konts，8月最低，為124 konts;La Ni?a年也在10月最高，為141 konts，5月和6月La Ni?a年因無超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，所以強(qiáng)度在115 konts以下。

除9月外，其余5個(gè)月La Nina年西北太平洋超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)最大平均強(qiáng)度均比El Ni?o年小。可見，El Ni?o年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)數(shù)量、最大平均強(qiáng)度均比La Ni?a年高[3]。

3 兩類ENSO大氣環(huán)流和海洋的背景場(chǎng)特征

3.1 季風(fēng)槽

季風(fēng)槽是赤道氣流與信風(fēng)氣流交匯區(qū)，具有上層渦度較小、下層渦度較大、對(duì)流活躍的環(huán)流特征，以及季風(fēng)槽區(qū)垂直切變較小，非常適合生成熱帶氣旋。El Ni?o年季風(fēng)槽從23°N、100°E附近向東延伸到8°N、150°E，季風(fēng)槽長(zhǎng)且深，更靠近西北太平洋東部，槽區(qū)環(huán)流異常使大氣低層渦度增大，熱帶氣旋更易生成和發(fā)展。在El Ni?o年夏季，南半球經(jīng)赤道流向西北太平洋的（越赤道氣流）氣流偏強(qiáng)，使季風(fēng)槽緯向風(fēng)輻合加大，增大緯向風(fēng)對(duì)大氣擾動(dòng)作用。所以El Ni?o年熱帶氣旋易生成在西北太平洋偏東偏南位置。La Ni?a年季風(fēng)槽從23°N，100°E附近向東延伸到3°N，122°E，季風(fēng)槽相對(duì)短且淺，更靠近西北太平洋西部，La Ni?a年夏季，南半球經(jīng)赤道流向西北太平洋，氣流偏弱，使季風(fēng)槽緯向風(fēng)輻合減小，季風(fēng)槽區(qū)垂直切變較大，所以La Ni?a年熱帶氣旋更易生成在西北太平洋偏西偏北位置。

3.2 垂直風(fēng)切變

弱的垂直風(fēng)切變是熱帶氣旋發(fā)展和加強(qiáng)的必要條件之一。El N?o年在15°N～25°N、120°E～145°E范圍內(nèi)垂直風(fēng)切變比La Ni?a年小，因El Ni?o年熱帶氣旋易生成在西北太平洋偏東偏南位置，所以在向西或西北移動(dòng)過程中更易遇到垂直風(fēng)切變較低區(qū)域;而La Ni?a年西北太平洋垂直風(fēng)切變比El Ni?o年大，熱帶氣旋生成位置多在西北太平洋偏西偏北海域，更易遇到垂直風(fēng)切變較高區(qū)域。造成El Ni?o年比La Ni?a年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)數(shù)量更多、強(qiáng)度更大。

El Ni?o年菲律賓東南區(qū)域垂直風(fēng)切變較大，所以10°N以南很少有熱帶氣旋和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)生成。而菲律賓東北部海域垂直切變較小，相對(duì)來說熱帶氣旋和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)較多。

3.3 海表面溫度

分別對(duì)El Ni?o年和La Ni?a年進(jìn)行海溫異常分析（SSTA），El Ni?o年西太平洋（120°E～160°E）SSTA為負(fù)值，中東太平洋（170°E～70°W）SSTA為正值，赤道中東太平洋有一暖舌從180°E延伸到80°W，在115°W附近達(dá)最大值;La Ni?a年西太平洋SSTA為正值，中東太平洋SSTA為負(fù)值，在赤道中東太平洋有一冷舌從180°E延伸到80°W，在130°W附近達(dá)最小值。

當(dāng)赤道中東太平洋SSTA為正值時(shí)（暖異常），太平洋東西向海溫差值減小。赤道信風(fēng)和沃克（Walker Circulation）環(huán)流受抑制，赤道輻合帶減小，赤道太平洋對(duì)流活動(dòng)受阻，更多水汽會(huì)通過赤道東風(fēng)傳輸?shù)轿鞅碧窖笊?，更多熱量也通過熱帶波動(dòng)聚集在西北太平洋上。并且因沃克環(huán)流變?nèi)?，致使上升支減弱且位置偏東，使熱帶氣旋生成位置更傾向西北太平洋東部流域，使其向西北移動(dòng)過程中有更多發(fā)展時(shí)間，導(dǎo)致El Ni?o年比La Ni?a年熱帶氣旋強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間更大。

4 小結(jié)

（1）1963—2012年西北太平洋共有1 477次熱帶氣旋活動(dòng)，其中7—10月熱帶氣旋活動(dòng)占總數(shù)67.8%，表明西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)呈現(xiàn)春冬季少、夏秋季多的顯著季節(jié)變化特征。

（2）El Ni?o年季風(fēng)槽長(zhǎng)且深，更靠近西北太平洋東部，所以熱帶氣旋易生成在西北太平洋偏東偏南位置;La Ni?a年季風(fēng)槽短且淺，更靠近西北太平洋西部，熱帶氣旋易生成在西北太平洋偏西偏北位置。

（3）與La Ni?a年相比，El Ni?o年熱帶氣旋強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)多。這與El Ni?o年熱帶氣旋向西或西北移動(dòng)過程中易遇垂直風(fēng)切變較低區(qū)域有關(guān)，又與El Ni?o年赤道中東太平洋（170°E～70°W）SSTA為正值、更利于熱帶氣旋發(fā)展有關(guān)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周俊華，史培軍.1949—1999年西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)時(shí)空分異研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2002，11（3）：45–50.

[2] 何敏，宋文玲，陳興芳.厄爾尼諾和反厄爾尼諾事件與西北太平洋臺(tái)風(fēng)活動(dòng)[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，1999，15（1）：17–25.

[3] 雷小途，陳聯(lián)壽.西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)的緯度分布特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2002，13（2）：218–227.

責(zé)任編輯：黃艷飛