超强台风“灿都”(2021年)对黑潮入侵吕宋海峡的影响

曹宁; 郑兆轩; 刘春雷

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2024.023

超强台风“灿都”(2021年)对黑潮入侵吕宋海峡的影响

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.023

曹宁^{1, 2, 3},
郑兆轩¹,
刘春雷^{1, 3, ,}

1.
广东海洋大学海洋与气象学院，广东湛江 524088
2.
广东海洋大学深圳研究院，广东深圳 518108
3.
中国气象局-广东海洋大学海洋气象联合实验室，广东湛江 524088

基金项目:

国家自然科学基金重点项目 42130605

深圳市科技计划资助 JCYJ20210324131810029

福建省灾害天气重点实验室开放课题 2021KFKT02

广东海洋大学科研启动项目 R17056

国家留学基金 CSC，201908440188

详细信息

通讯作者:
刘春雷，男，安徽省人，教授，从事地球系统能量循环研究。E-mail：liuclei@gdou.edu.cn

中图分类号: P444
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出版历程
- 收稿日期: 2022-09-16
- 修回日期: 2024-02-19
- 网络出版日期: 2024-06-07
- 刊出日期: 2024-04-20

The Intensity of Kuroshio Intrusion through the Luzon Strait under the Influence of Super Typhoon Chanthu (2021)

CAO Ning^{1, 2, 3},
ZHENG Zhaoxuan¹,
LIU Chunlei^{1, 3
, ,}

1.
College of Ocean and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088, China
2.
Shenzhen Institute of Guangdong Ocean University, Shenzhen, Guangdong 518108, China
3.
CMA-GDOU Joint Laboratory for Marine meteorology, Zhanjiang, Guangdong 524088, China

摘要

摘要: 探究台风“灿都”经过吕宋海峡附近时的海洋变化过程及其对黑潮入侵吕宋海峡的影响。基于涡尺度海洋再分析资料和中国气象局台风最佳路径数据，研究台风“灿都”经过吕宋海峡附近时海洋热力和动力结构的变化，及吕宋海峡输运对台风的响应。台风“灿都”经过菲律宾东部海域的次表层暖涡维持其强度并发展至巅峰阶段，沿途造成海温降低、海表高度降低、混合层加深等。台风位于吕宋海峡中线附近时，其右侧的暖涡与其发生相互作用，暖涡整体结构被打破。台风到达台湾岛东侧时，遇到其东侧的冷涡并使其加强，强化的负反馈机制使台风强度迅速减弱。在吕宋海峡附近，台风增强了从南海的输出流，抑制了黑潮向南海的入侵流。海峡剖面热能输送的变化与水体输运的变化较一致，而热含量的变化主要受到台风引起的输运异常的间接影响。中尺度涡旋在台风“灿都”发展过程中发挥着重要的作用，台风与暖涡的作用可能打破暖涡结构，与冷涡相遇则会使其加强。台风改变吕宋海峡输运结构主要是抑制中部入侵流和促进南侧输出流，激发出的海峡剖面上的输运异常波动在深层领先于浅层。
- 台风“灿都” /
- 吕宋海峡 /
- 黑潮入侵 /
- 海洋再分析 /
- 中尺度涡
Abstract: To investigate the responses of oceanic processes and the Kuroshio intrusion through the Luzon Strait when the super Typhoon Chanthu passed by the Luzon Strait region, the changes of oceanic thermal and dynamic structures and the response of Luzon Strait transport to the typhoon when it passes by the Luzon Strait region were studied, using the CMEMS eddy-scale ocean reanalysis data and the CMA tropical cyclone best track data. The results are shown as follows. Typhoon Chanthu maintained its intensity through a subsurface warm eddy and strengthened to its peak, resulting in the decrease of sea temperature and sea surface height, and the deepening of the mixed layer along its path. When the typhoon arrived at the central line of the Luzon Strait, a warm eddy on its right is destructed after interacting with it for some time. When the typhoon reaches the east side of Taiwan Island, it strengthened a cold eddy and was weakened by the enhanced negative feedback. The typhoon enhanced the outflow from the South China Sea and weakened the Kuroshio intrusion into the South China Sea. The change of ocean heat transport was consistent with that of water volume transport, and the change of ocean heat content was mainly indirectly affected by typhoon-induced transport anomalies. The mesoscale eddy plays an important role in the development of the typhoon. The typhoon may break a warm eddy, or strengthen a cold eddy. The typhoon is considered to suppress the intrusion flow at the central strait and strengthen the outflow at the southern strait, and the stimulated fluctuations of anomalous transport through the Luzon Strait in the deep layer are shown to lead the anomalies in the shallow layer.
- Typhoon Chanthu /
- Luzon Strait /
- Kuroshio intrusion /
- ocean reanalyses /
- mesoscale eddy

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图 1 台风“灿都”最佳路径(a)及研究关键区9月基准期气候态平均的表层0~100 m流场(b)

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图 2 台风“灿都”生命期内中心最低气压和最大风速的变化

灰色阴影区表示9—12日台风经过吕宋海峡附近的时段。

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图 3 台风经过期间9—12日海水温度、海流及其异常的分布

蓝色圈标注代表台风中心位置，分别对应09、10、11、12日00时；a~d海表层实时海温和流场，e~h表示0~100 m平均的异常海水温度和流场。

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图 4 台风经过期间9—12日海表高度和混合层深度的相对变化

圆圈表示台风中心位置，其内数字代表当日四个时次平均最大风速，单位：m·s^-1；a和e表示9日海表高度和混合层深度异常，b~d和f~h分别表示10—12日海表高度和混合层深度相对于9日的变化。

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图 5 沿台风路径和垂直于台风路径的垂直剖面上海温异常分布

虚线表示台风中心位置；a~d表示沿台风路径前(+)、后(-)200 km剖面，e~h表示垂直于台风路径左(-)、右(+)200 km剖面。

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图 6 500 m以浅吕宋海峡水体输运量随时间的变化

灰色阴影区表示9—12日台风经过吕宋海峡附近的时段。

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Figure 7. 500 m以浅吕宋海峡水体输运量的纬度-时间(a)和深度-时间剖面(b)

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图 8 吕宋海峡热能输运(a~d)和热含量垂直结构(e~h)的变化

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参考文献(46)

[1]	曹宁, 李润朝, 叶颖昕, 等. 基于不同海洋再分析资料的吕宋海峡热能输送及其变化[J]. 广东海洋大学学报, 2022, 42(5): 72-81.
[2]	柴博语, 徐峰, 徐建军, 等. 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[J]. 热带气象学报, 2023, 39(2): 276- 288.
[3]	陈珲, 吴立广, 周星阳. 大涡模拟试验中台风梯度风平衡分析[J]. 热带气象学报, 2023, 39(1): 102-114.
[4]	李利孝, 陈上鑫, 黄希桂, 等. 0814号强台风"黑格比"风场相干结构统计和演化特征研究[J]. 热带气象学报, 2023, 39(1): 1-10.
[5]	陈大可, 雷小途, 王伟, 等. 上层海洋对台风的响应和调制机理[J]. 地球科学进展, 2013, 28(10): 1 077-1 086.
[6]	周磊, 陈大可, 雷小途, 等. 海洋与台风相互作用研究进展[J]. 科学通报, 2019, 64(1): 60-72.
[7]	牟平宇, 林霄沛. 台风"苏力"(2013)期间海洋上层温、盐及海平面异常变化特征[J]. 海洋湖沼通报, 2018, 40(3): 1-11.
[8]	胡冬, 毛科峰, 陈希, 等. 西北太平洋上层海洋对台风响应的合成分析研究[J]. 应用海洋学学报, 2018, 37(4): 506-513.
[9]	王关锁, 赵彪, 赵昌. 超强台风强度与其过境海域上层海洋热力结构关系研究[J]. 海洋科学进展, 2018, 36(3): 363-373.
[10]	张志伟. 西北太平洋上层海洋对台风响应的个例研究[J]. 海洋通报, 2019, 38(5): 562-568.
[11]	毛锴, 刘春笑, 李自强, 等. 南海上层盐度对台风"莎莉嘉"的响应研究[J]. 海洋湖沼通报, 2020, 42(4): 7-13.
[12]	刘甫, 明杰, 张翰, 等. 热带气旋"凤凰"(2014)的结构演变及其引起的海洋响应分析[J]. 热带气象学报, 2020, 36(4): 552-561.
[13]	杨军, 宏波. 南海东北部上层海洋对台风"莲花"的响应[J]. 海洋通报, 2021, 40(2): 161-171.
[14]	陈鹏, 万凌峰, 常舒捷. 台风"利奇马"快速增强过程中的海洋响应[J]. 广东海洋大学学报, 2022, 42(4): 72-82.
[15]	王雪, 蒋暑民, 戴德君, 等. 西北太平洋海面高度异常对热带气旋的响应[J]. 海洋科学进展, 2022, 40(1): 1-12.
[16]	宋勇军, 唐丹玲. 南海东北部混合层深度对热带气旋海鸥和凤凰的响应[J]. 热带海洋学报, 2017, 36(1): 15-24.
[17]	管守德, 侯一筠. 西北太平洋超强台风Tembin(2012)引起的海表面降温与强混合研究[J]. 海洋与湖沼, 2020, 51(6): 1 301-1 309.
[18]	周慧, 杨文龙, 刘恒昌, 等. 台风"海马"对吕宋海峡附近暖涡的影响及其动力机制[J]. 海洋与湖沼, 2017, 48(6): 1 276-1 288.
[19]	马永贵, 张书文, 齐义泉, 等. 南海西北部上层海洋对连续台风的近惯性响应[J]. 中国科学: 地球科学. 2019, 49(4): 731-740.
[20]	杨薇, 蔡亲波, 李勋, 等. 海洋暖涡对"威马逊"(2014)影响的观测和模拟研究[J]. 自然灾害学报, 2019, 28(1): 165-174.
[21]	何源首, 胡珀, 殷玉齐, 等. 泰利台风对台湾东北黑潮入侵东海陆架影响的研究[J]. 海洋与湖沼, 2020, 51(1): 40-50.
[22]	王同宇, 张书文, 蒋晨, 等. 西北太平洋台风对冷涡及叶绿素浓度的影响[J]. 广东海洋大学学报, 2019, 39(5): 85-95.
[23]	MANUCHARYAN G E, BRIERLEY C M, FEDOROV A V. Climate impacts of intermittent upper ocean mixing induced by tropical cyclones[J]. J Geophy Res: Oceans, 2011, 116(11): C11038-C11050.
[24]	EMANUEL K. Contribution of tropical cyclones to meridional heat transport by the oceans[J]. J Geophy Res: Atmos, 2001, 106(D14): 14 771-14 781.
[25]	KUBOTA H, CHAN J C L. Interdecadal variability of tropical cyclone landfall in the Philippines from 1902 to 2005[J]. Geophy Res Lett, 2009, 36(12): L12802.
[26]	陈光华, 黄荣辉. 西北太平洋低频振荡对热带气旋生成的动力作用及其物理机制[J]. 大气科学, 2009, 33(2): 205-214.
[27]	HUANG P, LIN I I, CHOU C, et al. Change in ocean subsurface environment to suppress tropical cyclone intensification under global warming[J]. Nature Communications, 2015, 6(1): 1-9.
[28]	JIN F F, BOUCHAREL J, LIN I I. Eastern Pacific tropical cyclones intensified by El Niño delivery of subsurface ocean heat[J]. Nature, 2014, 516(7 529): 82-85.
[29]	LIU X, WEI J. Understanding surface and subsurface temperature changes induced by tropical cyclones in the Kuroshio[J]. Ocean Dynamics, 2015, 65(7): 1 017-1 027.
[30]	贺志刚, 王东晓, 陈举, 等. 卫星跟踪浮标和卫星遥感海面高度中的南海涡旋结构[J]. 热带海洋学报, 2001, 20(1): 27-35.
[31]	郭景松, 袁业立, 熊学军, 等. 吕宋海峡两侧中尺度涡统计[J]. 海洋科学进展, 2007, 25(2): 139-148.
[32]	林宏阳, 胡建宇, 郑全安. 吕宋海峡附近中尺度涡特征的统计分析[J]. 海洋学报, 2012, 34(1): 1-7.
[33]	张艳胜, 于非, 司广成. 钓鱼岛东北冷涡特征及其生长消亡规律[J]. 海洋与湖沼, 2017, 48(3): 454-464.
[34]	郑全安, 谢玲玲, 郑志文, 等. 南海中尺度涡研究进展[J]. 海洋科学进展, 2017, 35(2): 131-158.
[35]	张永垂, 王宁, 周林, 等. 海洋中尺度涡旋表面特征和三维结构研究进展[J]. 地球科学进展, 2020, 35(6): 568-580.
[36]	ZHANG Y, ZHANG Z, CHEN D, et al. Strengthening of the Kuroshio current by intensifying tropical cyclones[J]. Science, 2020, 368 (6494): 988-993.
[37]	VINCENT E M, LENGAIGNE M, MADEC G, et al. Processes setting the characteristics of sea surface cooling induced by tropical cyclones [J]. J Geophy Res: Oceans, 2012, 117(C2): C02020.
[38]	YING M, ZHANG W, YU H, et al. An overview of the China Meteorological Administration tropical cyclone database[J]. J Atmos Oceanic Technol, 2014, 31(2): 287-301.
[39]	LU X Q, YU H, YING M, et al. Western North Pacific tropical cyclone database created by the China Meteorological Administration[J]. Adv Atmos Sci, 2021, 38(4): 690-699.
[40]	PRICE J F. Upper ocean response to a hurricane[J]. J Phys Oceanogr, 1981, 11(2): 153-175.
[41]	SHAY, L K, BLACK P G, MARIANO A J, et al. Upper ocean response to Hurricane Gilbert[J]. J Geophy Res, 1992, 97(C12): 20 227- 20 248.
[42]	SHAY L K, GONI G J, BLACK P G. Effects of a warm oceanic feature on Hurricane Opal[J]. Mon Wea Rev, 2000, 128(5): 1 366-1 383.
[43]	JACOB S D, SHAY L K, MARIANO A J, et al. The 3D mixed layer response to Hurricane Gilbert[J]. J Phys Oceanogr, 2000, 30(6): 1 407- 1 429.
[44]	D'ASARO E A, SANFORD T B, NⅡLER P P, et al. Cold wake of hurricane Frances[J]. Geophy Res Lett, 2007, 34(15): L15609.
[45]	JAIMES B, SHAY L K. Mixed layer cooling in mesoscale oceanic eddies during Hurricanes Katrina and Rita[J]. Mon Wea Rev, 2009, 137 (12): 4 188-4 207.
[46]	丁宗信, 白虹. 萨马岛以东海域的一个次表层暖涡[J]. 海洋与湖沼, 1993, 24(4): 433-439.