西北太平洋5月台风生成频率的年代际增加外文翻译资料

 2022-11-26 19:50:47

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西北太平洋5月台风生成频率的年代际增加

Jingliang Huangfu,*Ronghui Huang and Wen Chen

Center for Monsoon System Research, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China

摘要:本文对1979-2013年的西北太平洋中台风的生成频率的年代际变化进行了检验。在1999-2013年期间,西北太平洋中台风发生频率的年代际增长比1979-1998年期间增加,这种变化与6月到12月之间发生的变化不同。这种年代际变化归因于1999-2013年,中国南海夏季风建立得偏早,当西南风向东扩散,季风槽移入西北太平洋的时间偏早。季风槽有利于增强对流和异常低水平气旋涡度,促进更多的台风生成。相反,在1979-1998年期间,南海夏季风的开始被推迟,季风槽在南海西部生成。结果,在西北太平洋上观察到弱化的对流和异常的反气旋性低层涡度,导致台风生成的数量减少。

关键词:台风的生成; 南海夏季风; 季风

  1. 引言

西北太平洋上的台风是本文研究的主题,因为它们有可能在东南亚和东亚国家造成灾难性的灾害。近年来,台风活动的年代际变率已经受到越来越多的关注。许多研究调查了20世纪90年代末期发生的台风年代际变化(Tu等人,2009; Liu和Chan,2013; He等人,2015)。例如,Liu和Chan(2013)发现,自20世纪90年代末以来,台风活动已进入一个不活跃时期。基于6-10月的数据,Tu等人(2009)发现,在20世纪90年代末以后,更多的台风往往走向台湾-东海地区,而不是南海和菲律宾海。He等人(2015)进一步证明,台风生成的位置在20世纪90年代末的7月至10月期间显著的北移。值得注意的是,所有这些研究在分析台风的年代际变率时排除了5月。然而,5月是西北太平洋进入台风季节的月份(He等人2015)。因此,除了台风活跃期(六月至十一月)之外,研究五月份台风活动的年代际变化是有必要和有意义的。

根据Chen等人(2004),西北太平洋中70%的台风生成与季风槽有关,因为季风槽提供了一个有利于增强对流活性和台风生成的环境(Lander,1994)。台风活动被发现与季风槽的位置有关。当季风槽向东延伸时,在西北太平洋上将产生更多的台风(Wu等人,2012),当季风槽向西移动时,更多的台风向西移动(Chen和Huang,2008)。这些结果意味着,当我们寻找台风发生的年代际变化的原因时,可能有助于检查季风槽的年代际变化。这对于5月可能尤其重要,因为在气候学上,季风槽进入西北太平洋的侵入发生在南海夏季风建立时的5月(Ding和Chan,2005)。最近,Huangfu等(2015)确定了南海夏季风在1990年代末期的年代际变化。因此,调查南海夏季风的年代际变化是否对五月通过季风槽生成台风有显着影响的研究是有一定意义的。

  1. 数据和方法

从1979至2013年的国际气候管理项目(Knapp 等人。2010)获得的台风最佳轨迹数据用于分析台风的发生频率。为了获得南海夏季风起始日期系列,使用了欧洲中期天气预报中期分析中心逐日850 hPa水平风力数据(Simmons等人,2007),Wang等人(2004)。此外,利用从国家海洋和大气管理局档案获得的2.5°times;2.5°分辨率的月平均出射长波辐射(OLR)数据(Liebmann和Smith,1996年)。

  1. 结论

基于1979-2013年的数据,从5月至12月分析了台风发生在西北太平洋(0°〜40°N,110°〜180°E)的年代际变化。如图1所示,西北太平洋在5月份和12月份分别进入和退出台风季节,在8月达到峰值。比较两个时期(1979-1998年和1999 -2013年),因为1999年期间发现的年代际变化在西北太平洋上发生(Huangfu 等人,2015)。一个值得注意的特征是,根据Liu和Chan(2013),在后一个时期(1999-2013年),从6月到12月发生的西北太平洋总数的减少。更感兴趣的是,发现5月份台风的数量在20世纪90年代后期增加,这与6月至12月的情况形成鲜明对比。Liu和Chan(2013)发现了台风发生的年代际减少;然而,在20世纪90年代后期的台风发生的年代际增加的原因没有报道。

以前的研究探讨了20世纪90年代末台风活动年代际变化的可能原因。有人建议,这种转变受到热带西北太平洋东部增强的垂直风切变的影响(Liu和Chan,2013)。此外,He 等人。(2015)研究了相关的海洋热状态和循环,发现热带印度洋海面温度的年代际变化是最不可忽视的因素。然而,这些研究的结论是,台风成因在20世纪90年代晚期后将变得较不活跃,与图1所示5月更活跃的台风成因相反。因此,有必要探讨5月发生差异的原因。南海夏季风的发生代表了5月份在西北太平洋上发生的主要气候事件,据认为它对区域气候,特别是与台风的发生有关。为了研究5月份台风发生频率与南海夏季风的关系,我们比较了5月份西北太平洋和南海夏季风发生日期台风的归一化时间序列(图2)。它显示台风的数量与南海夏季风的发生日期通常是异相的,并且它们的相关系数是-0.49。特别是,如果考虑时间序列的低频分量,可以看出,台风的数量在20世纪90年代后期显着增加。同时,南海夏季风的发生日期在大约相同的时间显着提出。因此,可以合理地假设台风发生的变化与南海夏季风在5月期间相关。

图1 1979-1998(暗条)和1999-2013(亮条)两个时期中5月到12月西北太平洋(EQ – 40°N, 110°– 180°E)的台风数量。

图2 西北太平洋(EQ – 40°N, 110°– 180°E)5月的TC数量(条状)和9年运行平均值的标准化时间序列(虚线),以及1979 - 2013年期间南海夏季风的建立日期(实线)。

从5月起的季风槽包括南海夏季风带来的西南风和东风季节的东南缘,增强的气旋相对涡度,以及低水平的汇合低,上层低流量,低垂直 风切变和丰富的水蒸气,有助于有利于台风发生的环境(Lander,1994)。因此,季风槽的位置被认为在台风的生成中是不重要的。

我们计算了两个时代期间低层水平风和对流的平均状态,以说明5月季风槽的年代际变化。对于1979 - 1998年的时期,如图3(a)所示,发现西太平洋副热带高压(WPSH)的西南部分控制了具有反气旋低的南海,占据了大部分面积。特征在于低水平气旋低的季风槽显示在南海的西南角开始。因此,与这些背景条件相关联地分别产生台风; 他们的发展中心位于南海的北部和140°E的东部。

在1999 - 2013年时期(图3(b)),西太平洋副热带高压从中国南海退出,更强的对流延伸到菲律宾海东部。如Huangfu等人。(2015年),南海夏季风在后一时期(1999-2013年)比前一时期(1979 - 1998年)更早爆发。因此,西南风在5月侵入西北太平洋并与贸易东风联合形成季风槽。低层气旋低占据了150°E西部的区域,这有利于台风的发生。因此,5月份台风的发生更为集中,热带西北太平洋东部的台风发生显着西方变化。因此,据推测,5月份台风发生的年代际变化归因于季风槽,其自南海夏季风的早期年代际开始以来向东扩散。

西北太平洋5月台风生成频率的年代际增加

图3 (a)1979 - 1998年,(b)1999 - 2013年和(c)年代际差异(后者减去前者)的850hPa水平风场(流线型)和OLR(阴影;单位:Wm-2)的长期平均值。黑色方框表示Wang等人(2004)选择的南海区域(5°-15°N,110°-120°E)。图(a)和(b)中的黑点表示TC的位置。

我们进一步计算了低层水平风和对流的年代际差异,以检查5月季风槽的年代际变化。如图3(c)所示,在150°E以西发现强烈的对流,该区域周围有气旋性低的异常。这揭示了季风槽的年代际变化,并被认为是更有说服力的解释台风发生的年代际增加。

图4 1979-1998年和1999-2013年间(后者减去前者)的5月份850hPa涡度(单位:10-6 ms-1)的复合差异。阴影区域表示根据学生双尾t检验的90%置信水平。

已知低层涡度与季风槽高度相关(Lau和Lau,1992),季风槽可以增强低层涡度和促进台风发生在5月。为了突出与台风发生相关的季风槽的变化,研究了850 hPa涡度的年代际变化(图4)。在140°E的西侧,涡度呈现显着的年代际增强,虽然在150°E东部发现相反的变化。显然,后一时代的季风槽的东部传播是低层涡度性能的原因,其有利于热带西北太平洋西部的台风发生并在东部减弱,从而解释了西方的偏移 台风发生。

  1. 摘要和讨论

这项研究分析台风发生的频率在西北太平洋和南海夏季风在十年间的时间尺度上的关系。注意到5月期间台风发生的年代际变化的显着特征。自20世纪90年代后期以来,台风的数量有所增加,这些变化与6月至12月的年代际变化不同。也发现5月的台风发生可能受南海夏季风的影响,在年代际时间尺度。Huangfu等人(2015)提出,从1999年到2013年,南海夏季风的发起日期比1979-1998年的时代提前了两个五单位。目前的分析表明,南海夏季风的早期发生导致季风槽在较早的时间进入菲律宾海东部。这种季风槽的向前侵入随后增强了西北太平洋西部周围的低水平涡度,为台风发生提供了更好的环境。因此,季风槽的年代际东部移动导致5月份更多的台风的发生。

本研究的结果提供了一个新的倾向的一般认知和解释为什么台风发生在西北太平洋在5月改变不同在20世纪90年代末。我们的分析描述了台风季节的开始和北半球夏季风的影响,将两个重要的气候事件连接在一起。然而,如图4所示,也注意到了许多区域特征。5月在150°E东部的区域内的低层涡度和台风沿向下方向移动。因此,可以合理地得出结论,西方系统被认为在5月的西北太平洋的整个区域的台风发生的更无意义。

以前的研究还记录了1993年至1994年期间南海夏季风发生的年代际变化,其显示了后期的年代际早期建立,而1998年和1999年的建立日期晚。因此,台风发生的数目显示出升高的变化在1994-1998年期间,如图2所示。因此,1993/1994年左右的变动可能被认为是一种增加的变化,1994-1998年的年份可被视为一个过渡期。

参考文献:

Chen G, Huang R. 2008. Inluence of monsoon over the warm pool on interannual variation on tropical cyclone activity over the western north paciic. Adv. Atmos. Sci. 25: 319–328.

Chen 台风, Wang SY, Yen MC, Gallus WA. 2004. Role of the monsoon gyre in the interannual variation of tropical cyclone formation over the western north paciic. Weather Forecast. 19: 776–785.

Ding YH, Chan JCL. 2005. The east asian summer monsoon: an overview. Meteorog. Atmos. Phys. 89: 117–142.

He H, Yang J, Gong D, Mao R, Wang Y, Gao M. 2015. Decadal changes in tropical cyclone activity over the western north paciic in the late 1990s. Clim. Dyn. 45: 3317–3329.

Huangfu J-L, Huang R-H, Chen W. 2015. Inluence of tropical western paciic warm pool thermal state on the interdecadal change of the onset of the South China Sea summer monsoon in the late-1990s. Atmos. Oceanic Sci. Lett. 8: 95–99.

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Lander MA. 1994. An exploratory analysis of the relationship between tropical storm formation in the western north paciic and enso. Mon.Weather Rev. 122: 636–651.

Lau K-H, Lau N-C. 1992. The energetics and propagation dynamics of tropical summertime synoptic-scale disturbances. Mon. Weather Rev.12

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