北大西洋热带气旋生成频数变化对海温异常响应特征的研究

赵晓彤; 余锦华; 廖桉桦; 顾人颖; 闻丹

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2020.021

北大西洋热带气旋生成频数变化对海温异常响应特征的研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2020.021

1.
宁波市鄞州区气象局, 浙江宁波 315194
2.
南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院, 江苏南京 210044
3.
浙江省气象局, 浙江杭州 310002

基金项目:

国家自然科学基金 41575083

国家自然科学基金 41730961

详细信息

通讯作者:
赵晓彤, 女, 江苏省人, 工程师, 主要从事热带气旋、气候诊断等研究。E-mail:yinzhouzxt@126.com

中图分类号: P444
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出版历程
- 收稿日期: 2019-04-05
- 修回日期: 2019-10-08
- 刊出日期: 2020-04-01

CONTRIBUTION OF MAJOR SSTA MODES TO TROPICAL CYCLONE GENESIS FREQUENCY OVER THE NORTH ATLANTIC

1.
Ningbo Yinzhou Meteorological Bureau, Ningbo 315194, China
2.
Key Laboratory of Meteorological Disaster of Ministry of Education/College of Atmospheric Science, Nanjing University of Information Science&Technology, Nanjing 210044, China
3.
Zhejiang Meteorological Bureau, Hangzhou 310002, China

摘要

摘要: 利用美国国家飓风中心(National Hurricane Center, NHC)的Best Track Data (HURDAT2)数据和美国国家预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)大气再分析资料, 运用广义平衡反馈分析方法(GEFA), 研究多个海盆主要海表温度异常(SSTA)模对北大西洋热带气旋生成频数(TCGN)气候变率的强迫作用。(1)北大西洋TCGN的气候变率对北大西洋三极型模态(NA1)和太平洋mega-ENSO式模态(P1)具有显著的响应, 对应的响应振幅分别为0.45和-0.28, 即当NA1(P1)的时间系数增加(减小)1个标准差时, 北大西洋TCGN将增加0.45(0.28)个。(2) TCGN对NA1、P1的气候变率、年代际变率有显著响应, 但对年际变率响应不显著。(3)北大西洋TCGN在1995年前后发生异常变化, 从平均8个增加到12.6个, NA1、P1对1995年后的TCGN异常增加的贡献分别为27%、45%。(4) NA1对北大西洋TC环境场的强迫中心多集中在20 °N附近, 而P1的多位于20 °N以南以及墨西哥湾地区, 为TC生成提供有利的动力和热力条件。
- 北大西洋热带气旋生成频数 /
- GEFA /
- SSTA
Abstract: IContribution of major sea surface temperature anomaly(SSTA)modes to tropical cyclone genesis frequency(TCGN)over North Atlantic are analyzed based on the Best Track Data(HURDAT2)of National Hurricane Center(NHC) in 1970-2017、the monthly mean SST data of Hadley Center of sea ice and SST、NCEP/NCAR reanalysis monthly mean data and the generalized equilibrium feedback assessment (GEFA) method. The main conclusions are as follows(:1) TCGN climatic variability in North Atlantic has a significant response to NA1 and P1, the feedback intensities are 0.45 and -0.28(. 2) TCGN interdecadal variability in North Atlantic has a significant response to NA1 and P1, but the response is non-significant when it comes to interannual variability.(3)The average of TCGN in 1970-1995 is 8, while it rises to 12.6 in the later period. The contributions of NA1 and P1 in the later period GEFA are 27% and 45%.(4) When it comes to the local environment, the significant response areas to NA1 are located in 20 °N. And the significant response areas to P1 are located in south of 20 °N and the gulf of Mexico.
- tropical cyclone genesis frequency of North Atlantic /
- sea surface temperature /
- the generalized equilibrium feedback assessment

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图 1 1970—2017年北大西洋TCGN季节变化序列

单位：个/年。

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图 2 a. 1970—2017年7—10月北大西洋TC生成位置分布图红色为7月，黄色为8月，绿色为9月，蓝色为10月；b.北大西洋TC年生成频数的空间分布阴影地区的TC年生成频数大于0.5个，单位：TC/年；c.北大西洋TC年生成频数方差的空间分布单位：TC2/年。

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图 3 1970—2017年北大西洋7—10月TCGN时间序列

单位：TC。

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图 4 1970—2017年7—10月北大西洋TCGN与同期SSTA相关分布

阴影为通过0.05显著性检验。

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图 5 1970—2017年7—10月全球SSTA的EOF分析空间模态

a.太平洋第一模态（P1）、第二模态（P2）、第三模态（P3）；b.热带印度洋第一模态（TI1）、第二模态（TI2）、第三模态（TI3）；c.北大西洋第一模态（NA1）、第二模态（NA2）、第三模态（NA3）实线（虚线）表示正值（负值），深灰色为正值，浅灰色为负值，单位：℃。

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图 6 1970—2017年7—10月全球SSTA的EOF分析时间主分量序列

a.太平洋第一模态（P1）、第二模态（P2）、第三模态（P3）；b.热带印度洋第一模态（TI1）、第二模态（TI2）、第三模态（TI3）；c.北大西洋第一模态（NA1）、第二模态（NA2）、第三模态（NA3），单位：1。

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图 7 北大西洋TCGN气候变率、年际变率、年代际变率对SSTA EOF主模态的响应振幅（单位：TC）

所标值为Monte Carlo检验值。

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图 8 NA1的各环境要素场响应振幅

a.为850 hPa相对涡度，单位：1^0-5s^-1；b.为200~850 hPa的垂直风切变，单位：m/s；c.为600 hPa相对湿度，单位：%；d.为500~925 hPa假相当位温的垂直梯度，单位：℃/hPa。阴影部分为通过0.1的显著性检验区域。

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图 9 P1的各环境要素场响应振幅

a.850hPa相对涡度，单位：10^-5s^-1；b.200~850 hPa的垂直风切变，单位：m/s；c.600hPa相对湿度，单位：%；d.500~925 hPa假相当位温的垂直梯度，单位：℃/hPa。阴影部分为通过0.1的显著性检验区域

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表 1 各海盆SST前三个模态的方差贡献率及其累积贡献率（%）

方差贡献	P	TI	NA
EOF1	51.1	28.7	25.9
EOF2	10	18.1	16.7
EOF3	7.1	11.8	10.1
EOF1+EOF2+EOF3	68.2	58.6	52.7

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表 2 SSTA EOF主模态响应值对北大西洋TCGN气候变率、年际变率、年代际变率的方差贡献

主模态响应值	P1	P2	P3	TI1	TI2	TI3	NA1	NA2	NA3
气候变率	7.71%	0.66%	6.90%	5.42%	1.86%	0.03%	23.51%	0.01%	8.21%
年际	4.23%	5.83%	1.02%	0.53%	2.01%	0	5.27%	2.21%	7.93%
年代际	14.29%	1.33%	0.03%	1.39%	3.83%	0.01%	22.94%	3.54%	4.74%

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