近160年西北太平洋副高的年代际变化及其对台风年际变化的影响

柴博语; 徐峰; 徐建军; 韩利国; 陈思奇; 李雅洁; 季倩倩; 杨金艺; 张韶晶

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2023.026

近160年西北太平洋副高的年代际变化及其对台风年际变化的影响

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.026

柴博语^{1, 2},
徐峰^{1, 2, ,},
徐建军^{1, 2},
韩利国^{1, 2},
陈思奇^{1, 2},
李雅洁^{1, 2},
季倩倩^{1, 2},
杨金艺^{1, 2},
张韶晶^{1, 2}

1.
广东海洋大学海洋与气象学院，广东湛江 524088
2.
广东海洋大学南海海洋气象研究院，广东湛江 524088

基金项目:

国家重点研发计划 2018YFA0605604

广东省重点领域研发计划 2020B0101130021

详细信息

通讯作者:
徐峰，男，安徽省人，教授，博士研究生导师，主要从事大气物理学与大气环境、海洋气象方向研究。E-mail：gdouxufeng@126.com

中图分类号: P467
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出版历程
- 收稿日期: 2021-04-01
- 修回日期: 2023-02-20
- 网络出版日期: 2023-06-30
- 刊出日期: 2023-04-20

INTERDECADAL VARIATION OF THE WEST PACIFIC SUBTROPICAL HIGH AND ITS INFLUENCE ON THE VARIATION OF TYOHOONS IN RECENT 160 YEARS

CHAI Boyu^{1, 2},
XU Feng^{1, 2
, ,},
XU Jianjun^{1, 2},
HANG Liguo^{1, 2},
CHEN Siqi^{1, 2},
LI Yajie^{1, 2},
JI Qianqian^{1, 2},
YANG Jinyi^{1, 2},
ZHANG Shaojing^{1, 2}

1.
College of Oceanography and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088, China
2.
South China Sea Institute of Marine Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088, China

摘要

摘要: 研究着眼于上百年尺度西太副高及台风活动变化特征，通过统计分析的方法对百年来台风活动特性及其与西太副高的相关性进行分析。结果表明：（1）近160 a副热带高压的范围增大、强度增强，在1980年前后，副高平均北界明显北抬，西脊点明显西伸，这种变化与经向环流（Hadley环流）和纬向环流（Walker环流）的变化相关，Hadley环流下沉支（w_h）对西太副高关键区的副高强度（h）存在正影响，Walker环流上升支（w_w）则存在负影响；（2）各区域1930年后台风影响时长和年频数均增加。而1975—2020年时段西北太平洋台风年平均影响时长与1930—1975年时段相比有所下降，但发生年频率无明显变化；华南地区的年影响时长与年频数没有明显变化，但我国华东沿海地区台风的年影响平均时长与年频数均显著增加。Hadley环流下沉支、Walker环流上升支、副高强度与西北太平洋台风活动范围向西向北伸展及各区域发生频率显著相关，具有一定的指示意义。
- 台风 /
- 西太副高 /
- 百年尺度 /
- CMIP
Abstract: The study focuses on the change of typhoons on the scale of century, analyzes the influence of the West Pacific subtropical high on typhoon activity in recent 160 years, and analyzes the reasons for the change in typhoon activity characteristics in the past years by using statistical methods. The results show that: (1) The range and intensity of the subtropical high have increased in recent 160 years. After 1980, the average northern boundary of the subtropical high has obviously raised northward, and the western ridge point has obviously extended westward. This is related to the changes of the meridional and latitudinal circulation. The sinking part of Hadley circulation(w_h) has a positive influence on the intensity(h) of the West Pacific subtropical high, but the raising part of Walker circulation(w_w) has negative influence. (2) After 1930, the duration and annual frequency of typhoons' activities in the Northwest Pacific increased. Compared with 1930—1975, the annual average duration of typhoons' activities in the Northwest Pacific during 1975—2020 decreased, but the annual frequency did not change significantly. There is no obvious change in the annual impact duration and frequency in South China, w_hile the average duration and frequency of typhoons' activities in East China increased significantly. The three factors w_h, w_w, and h are significantly related to the westward and northward extension of typhoons' activities in the Northwest Pacific and the frequency of each region.
- typhoon /
- West Pacific Subtropical High /
- centennial scale /
- CMIP

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图 1 1861—2014年BCC（a）、CNRM（b）与2014—2020年ERA5高度场数据差值（单位：10 gpm）

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图 2 1861—1880年(a)、1881—1900年(b)、1901—1920年(c)、1921—1940年(d)、1941—1960(e)、1961—1980年(f)、1981—2000年(g)、2001—2020年(h)西太平洋7—9月500 hPa高度场分布气候态

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图 3 500 hPa高度场关键区的平均位势高度场的时间序列（蓝线）及年代际变化（橙色虚线）图(a)；588线北界变化的时间序列（蓝线）及趋势（橙线）图(b)；WNPSH西脊点变化的时间序列（蓝线）及趋势（橙线）图(c)

变化的分界点均用橙色实线分隔开。

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图 4 1910—2020年台风所到达的最北纬度(a)和最西经度(b)与500 hPa高度场的相关系数分布

填色仅标出通过0.10显著性检验的部分。

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图 5 副高关键区1860年以来500 hPa平均高度场变化小波分析

通过0.10显著性检验的区域用黑点标出。

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图 6 1861—2020年120 °~160 °E纬向平均，0 °~40 °N的v-w风合成分析(a)，1861—2020年120~160 °E赤道上平均u-w风合成分析(b)

w矢量箭头为w扩大100倍后与平均水平速度的合速度, w填色图为垂直速度的真实值，色标代表垂直速度，垂直速度方向向下为正值，方向向上为负值（单位：m/s）。

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图 7 w_h(a)、w_w(b)、h(c)的年变化（蓝线）及模拟结果（c中橙色点线）

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图 8 影响华东区域(a)、华南区域(b)台风的年频数（蓝线）及年频数变化趋势的模拟（橙色点线）图

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表 1 假设均值相等的前提下台风发生年平均时长百年来变化情况

项目	区域	N1	N2	N3	Sig(N1, N2)	Sig(N1, N3)	Sig(N2, N3)
台风影响时长	西北太平洋	46	46	46	0.051	0.027	0.019
台风影响时长	华南地区	46	46	46	0.126	0.211	0.401
台风影响时长	华东地区	46	46	46	0.009	0.001	0.075

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表 2 假设均值相等的前提下台风发生年频数百年来变化情况

项目	区域	N1	N2	N3	Sig(N1, N2)	Sig(N1, N3)	Sig(N2, N3)
台风影响频数	西北太平洋	46	46	46	0.001	0.001	0.146
台风影响频数	华南地区	46	46	46	0.001	0.005	0.148
台风影响频数	华东地区	46	46	46	0.001	0.001	0.062

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表 3 w_h、w_w、h与华东、华南地区台风发生年频率的相关系数

地区	w_h	w_w	h
华东	-0.002	-0.015	0.267**
华南	-0.129*	0.111*	0.088
注：相关系数通过0.20显著性检验的用标出, 通过0.05显著性检验的用*标出。

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