ISSN 1004-4965

CN 44-1326/P

用微信扫描二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

大尺度调制的TC胚胎及其存活率对西北太平洋TC生成频数的影响

云星娥 余锦华 赵海坤

云星娥, 余锦华, 赵海坤. 大尺度调制的TC胚胎及其存活率对西北太平洋TC生成频数的影响[J]. 热带气象学报, 2025, 41(1): 147-156. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.011
引用本文: 云星娥, 余锦华, 赵海坤. 大尺度调制的TC胚胎及其存活率对西北太平洋TC生成频数的影响[J]. 热带气象学报, 2025, 41(1): 147-156. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.011
YUN Xing'e, YU Jinhua, ZHAO Haikun. Impact of Large-Scale Modulation of Seeds and Survival Rate on the Tropical Cyclone Genesis Frequency in the Northwestern Pacific[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(1): 147-156. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.011
Citation: YUN Xing'e, YU Jinhua, ZHAO Haikun. Impact of Large-Scale Modulation of Seeds and Survival Rate on the Tropical Cyclone Genesis Frequency in the Northwestern Pacific[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2025, 41(1): 147-156. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.011

大尺度调制的TC胚胎及其存活率对西北太平洋TC生成频数的影响

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.011
基金项目: 

国家自然科学基金项目 42475035

国家自然科学基金重大项目 42193255021

详细信息
    通讯作者:

    余锦华,女,安徽省人,教授,主要从事热带气旋研究。E-mail: jhyu@nuist.edu.cn

  • 中图分类号: P444

Impact of Large-Scale Modulation of Seeds and Survival Rate on the Tropical Cyclone Genesis Frequency in the Northwestern Pacific

  • 摘要: 大尺度环境是影响热带气旋(TC)生成数目气候特征的背景,但目前基于两者统计关系建立的TC潜在生成指数(Genesis Potential Tndex,GPI)对西北太平洋TC生成频数年循环的精确刻画有待提高。TC生成的理论框架将TC生成数目表示为TC前期扰动(TC胚胎)数和扰动发展为TC的概率的乘积。基于这一理论框架,采用国际气候管理最佳路径档案的热带气旋最佳路径数据和欧洲中期预报中心提供的ERA-5再分析资料,探究大尺度环境对西北太平洋TC生成频数气候特征的影响。结果表明,基于该理论框架提出的大尺度环境参数化的TC胚胎数与其存活率的乘积能够精细刻画西北太平洋TC生成频数的年循环特征。在整个西北太平洋区域,存活率和TC胚胎数的乘积与TC生成频数序列的相关并不显著。将西北太平洋分为东部和西部两个区域,两者都有显著的相关,并发现中国南海及菲律宾群岛一带(西部)TC生成频数异常由TC胚胎数和存活率共同调制,垂直速度和熵亏是调控二者的主要环境因子。在西北太平洋东部的广阔洋面上,TC生成频数异常主要受TC胚胎数变化的影响,垂直速度和相对涡度控制了TC胚胎数的变化。

     

  • 图  1  1991—2020年TC生成频数、SPS×P和GPI的年循环特征(a),6月至7月的增幅(b),7—10月与11—6月的比率(c)

    (a)、(b)的y轴为归一化后的值,归一化表示为某个月值除以年总值。

    图  2  TC生成频数与S(a)、P(b)、S×P(c)归一化后的月气候散点图

    蓝色实线表示线性回归,回归方程和解释方差在右下角。

    图  3  1991—2020年7月(第一行)、8月(第二行)、9月(第三行)、10月(第四行)TC生成频数(等值线)和S(第一列)、P(第二列)以及S×P(第三列)气候态的空间分布。

    阴影表示指数。空间相关系数在图右下角,*表示通过0.05的显著性水平。

    图  4  1979—2021年7—10月的TC生成频数(黑色实线)、S(黑色箭头虚线)、P(点线)和S×P(虚线)的时间序列

    图  5  TC生成频数正(a)、负(b)异常年合成的空间型(单位:次·a-1);S(c, d)、P(e, f)、S×P(g, h)为正,负异常年合成的空间分布

    灰色阴影(a, b)和打点区域(c~h)表示通过0.05的显著性水平。

    图  6  1979—2021年7—10月140 °E以西区域(a)和140 °E以东区域(b)TC生成频数(黑色实线)、S(黑色箭头虚线)、P(点线)和S×P(虚线)的时间序列

    图  7  S(a, i)、-ω (b, j)、ζ (c, k)、P(d, l)、Λ(e, m)、νs (f, n)、χm (g, o)、νPI (h, p)为140 °E以西区域TCGF正(第一排)、负(第二排)异常年合成的空间分布。

    打点区域(a~p)表示通过0.05的显著性水平。

    图  8  图 7,为140 °E以东区域

    表  1  1979—2021年不同区域内TC生成频数和不同指数之间的相关系数

    Index 100~140°E 140°E~180°
    S 0.65* 0.61*
    P 0.40* 0.20*
    S×P 0.60* 0.54*
    GPI 0.34* 0.15
    注:*表示通过表示通过0.05的显著性水平。
    下载: 导出CSV

    表  2  TCGF正、负异常年TC胚胎指数和存活率变化对S×P的贡献

    异常
    年份
    140°E以西区域 140°E以东区域
    年份 胚胎数 存活率 δ(S×P) 年份 胚胎数 存活率 δ(S×P)
    正异
    常年
    1995 +0.24(36.1%) +0.43(63.9%) +0.67 1980 +0.16(69.8%) +0.07(30.2%) +0.23
    1998 +0.11(13.9%) +0.71(86.1%) +0.82 1989 +0.44(203.7%) -0.22(-103.7%) +0.22
    2000 +0.43(85.9%) +0.07(14.1%) +0.50 1991 +0.55(133.0%) -0.14(-33.0%) +0.42
    2013 +0.15(52.6%) +0.14(47.4%) +0.29 1994 +0.54(145.7%) -0.17(-45.7%) +0.37
    2017 +0.15(38.3%) +0.24(61.7%) +0.39 2002 +0.58(104.7%) -0.03(-4.7%) +0.56
    2020 +0.24(24.2%) +0.79(75.8%) +0.99 2004 +0.16(20.2%) +0.64(79.8%) +0.80
    Ave. 41.8% 58.2% 2016 +0.22(49.7%) +0.22(50.3%) +0.44
    2018.00 +0.07(26.5%) +0.21(73.5%) +0.28
    Ave. 94.2% 5.8%
    负异
    常年
    1980 -0.007(5.2%) -0.127(94.8%) 0.134 1998 -0.53(47.9%) -0.58(52.1%) -1.11
    1982 -0.27(30.0%) -0.63(70.0%) -0.90 1999 -0.20(17.6%) -0.95(82.4%) -1.15
    1986.00 -0.16(38.7%) -0.30(61.3%) -0.46 2008 -0.49(91.1%) -0.048(8.9%) -0.54
    1987 -0.305(100.0%) +0.00(0%) -0.305 2010 -0.75(57.1%) -0.56(42.9%) -1.31
    2002 -0.06(19.6%) -0.23(80.4%) -0.29 2020 -0.86(171.3%) +0.36(-71.3%) -0.50
    2004 -0.39(92.7%) -0.03(7.3%) -0.42 Ave. 77.0% 23.0%
    2014.00 -0.07(38.9%) -0.11(61.1%) -0.18
    2015.00 -0.37(38.6%) -0.60(61.4%) -0.97
    Ave. 0.46 0.55
    下载: 导出CSV
  • [1] CHEN T C, WANG S Y, YEN M C. Interannual variation of the tropical cyclone activity over the western North Pacific[J]. J Climate, 2006, 19(21): 5 709-5 720.
    [2] 卢莹, 赵海坤, 赵丹, 等. 1984-2017年影响中国热带气旋灾害的时空特征分析[J]. 海洋学报, 2021, 43(6): 45-61.
    [3] VECCHI G A, DELWORTH T L, MURAKAMI H, et al. Tropical cyclone sensitivities to CO2 doubling: roles of atmospheric resolution, synoptic variability and background climate changes[J]. Climate Dyn, 2019, 53(9): 5 999-6 033.
    [4] HSIEH TL, VECCHI G A, YANG W, et al. Large-scale control on the frequency of tropical cyclones and seeds: a consistent relationship across a hierarchy of global atmospheric models[J]. Climate Dyn, 2020, 55(11): 3 177-3 196.
    [5] YANG W, HSIEH T L, VECCHI G A. Hurricane annual cycle controlled by both seeds and genesis probability[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2021, 118(41): e2108397118.
    [6] HSIEH T L, YANG W, VECCHI G A, et al. Model spread in the tropical cyclone frequency and seed propensity index across global warming and ENSO - Like perturbations[J]. Geophy Res Letts, 2022, 49(7): e2021GL097333.
    [7] GRAY W S. Hurricanes: Their formation, structure and likely role in the tropical circulation[C]//Shaw D B. Meteorology over the Tropical Oceans. Brcknell, Berkshire: Royal Meteorological Society, 1979: 155-218.
    [8] 赵晓彤, 余锦华, 廖桉桦, 等. 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[J]. 热带气象学报, 2020, 36(2): 208-218.
    [9] 陈慕妍, 陈锐丹. 夏季西北太平洋热带气旋生成频次与热带海温关系的年代际变化[J]. 热带气象学报, 2022, 38(1): 58-67.
    [10] 杜新观, 余锦华. ENSO发展年与衰减年夏季环境要素对热带气旋生成频数变化的贡献[J]. 热带气象学报, 2020, 36(2): 244-253.
    [11] EMANUEL K, NOLAN D. Tropical cyclone activity and global climate[J]. Bull Amer Meteor Soc, 2004, 85: 240-241.
    [12] BISTER M, EMANUEL K A. Dissipative heating and hurricane intensity[J]. Meteor Atmos Phys, 1998, 65(3): 233-240.
    [13] 陶丽, 张艺帆, 王学兵. 南海与西北太平洋地区夏季热带气旋潜在生成指数的改进[J]. 大气科学学报, 43(4): 603-616.
    [14] MURAKAMI H, WANG B. Future change of north atlantic tropical cyclone tracks: projection by a 20-km Mesh global atmospheric model [J]. J Climate, 2010, 23(10): 2 699-2 721.
    [15] WANG B, MURAKAMI H. Dynamic genesis potential index for diagnosing present day and future global tropical cyclone genesis[J]. Environ Res Lett, 2020, 15(11): 114008.
    [16] TANG B, EMANUEL K. A ventilation index for tropical cyclones[J]. Bull Amer Meteor Soc, 2012, 93(12): 1 901-1 912.
    [17] IKEHATA K, SATOH M. Climatology of tropical cyclone seed frequency and survival rate in tropical cyclones[J]. Geophy Res Lett, 2021, 48(18): e2021GL093626.
    [18] YAMADA Y, KODAMA C, SATOH M, et al. Evaluation of the contribution of tropical cyclone seeds to changes in tropical cyclone frequency due to global warming in high resolution multi-model ensemble simulations[J]. Prog Earth Planet Sci, 2021, 8(1): 11.
    [19] HSIEH T L, ZHANG B, YANG W, et al. The influence of large-scale radiation anomalies on tropical cyclone frequency[J]. J Climate, 2023, 36(16): 5 431-5 441.
    [20] KNUTSON T, CAMARGO S J, CHAN J C L, et al. Tropical cyclones and climate change assessment: Part II: Projected Response to Anthropogenic Warming[J]. Bull Amer Meteor Soc, 2020, 101(3): E303-E322.
    [21] EMANUEL K. Tropical cyclone seeds, transition probabilities, and genesis[J]. J Climate, 2022, 35(11): 3 557-3 566.
    [22] SUGI M, YAMADA Y, YOSHIDA K, et al. Future changes in the global frequency of tropical cyclone seeds[J]. Sola, 2020, 16: 70-74.
    [23] SOBEL A H, WING A A, CAMARGO S J, et al. Tropical cyclone frequency[J]. Earth's Future, 2021, 9(12): e2021EF002275.
    [24] 周旭, 余锦华, 王志福. 西北太平洋热带气旋频数的气候变化及其与环境要素间的联系[J]. 气象科学, 2013, 33(1): 43-50.
    [25] YU W, LI Z, LI T, et al. Bimodal character of cyclone climatology in the bay of bengal modulated by monsoon seasonal cycle[J]. J Climate, 2013, 26(3): 1 033-1 046.
  • 加载中
图(8) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  12
  • HTML全文浏览量:  3
  • PDF下载量:  0
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-28
  • 修回日期:  2024-11-28
  • 网络出版日期:  2025-05-17
  • 刊出日期:  2025-02-20

目录

    /

    返回文章
    返回