中国近海热带气旋快速增强的两种判别指标对比

彭思越; 姚秀萍; 赵大军

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2025.020

中国近海热带气旋快速增强的两种判别指标对比

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.020

彭思越^{1, 2},
姚秀萍^{1, 2, ,},
赵大军³

1.
成都信息工程大学, 四川成都 610225
2.
中国气象局气象干部培训学院, 北京 100081
3.
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081

基金项目:

国家自然科学基金项目 42375014

国家自然科学基金项目 42175008

详细信息

通讯作者:
姚秀萍，女，福建省人，教授，主要从事天气动力学、中尺度气象学研究。E-mail：yaoxp@cma.gov.cn

中图分类号: P444
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出版历程
- 收稿日期: 2023-11-17
- 修回日期: 2025-01-08
- 刊出日期: 2025-04-20

Comparison of Two Diagnostic Criteria for Rapidly Intensifying Tropical Cyclones over China's Offshore Waters

PENG Siyue^{1, 2},
YAO Xiuping^{1, 2
, ,},
ZHAO Dajun³

1.
Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China
2.
China Meteorological Administration Training Centre, Beijing 100081, China
3.
State Key Laboratory of Severe Weather, Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 近海快速增强的热带气旋(TC)具有猝不及防的破坏性，其研究和业务预报一直备受关注。判别TC快速增强(RI)的主流指标有两类，即TC中心最低气压变化值和最大风速变化值。利用中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据集资料，分别以12 h中心最低气压变化值和最大风速变化值作为判别指标，对1980—2019年中国近海快速增强的热带气旋(RITC)进行判别，并对得到的结果进行对比分析。(1) 两种判别指标得到的RITC的数量差异较小，但RITC个例的重合率并不高，其中，RITC个例的重合率在本世纪00年代差异最大，10年代差异最小。(2) 12 h最大风速判别指标对统计资料时间跨度的变化表现出更高的敏感度，所对应的RI阈值的波动更大。(3) 两种判别指标得到的RI样本的最大差异值在年际上出现在20世纪80年代，月际上出现在9月，日变化上出现在06时(Universal Time Coordinated，UTC)。(4) 在区域分布上，以12 h最大风速变化为判别指标在台湾北部、东海南部以及广西西部近海区域具有较高的敏感度，而以12 h最低气压变化为判别指标则在广西东部近海区域的敏感度更高。研究结论对遴选(判别)我国近海RITC样本(个例)具有一定的参考意义。
- 热带气旋 /
- 快速增强 /
- 近海 /
- 统计
Abstract: The sudden and destructive nature of rapidly intensifying tropical cyclones (TCs) over offshore areas has garnered considerable attention in research and operational forecasting. The mainstream criteria for identifying rapid intensification (RI) of TCs fall into two categories: changes in minimum central pressure and maximum wind speed. Utilizing the TC best-track dataset compiled by the Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration, the present study employed 12-h changes in minimum central pressure and maximum wind speed as diagnostic criteria to identify rapidly intensifying tropical cyclones (RITCs) offshore China from 1980 to 2019. The findings are as follows: (1) While both criteria yielded comparable RITC counts, case concordance rates were generally low, peaking in the 2010s (highest overlap) and reaching minima in the 2000s. (2) The criterion based on the 12-h maximum wind speed change exhibited higher sensitivity to variations in the time span of the data, with greater fluctuations in the corresponding RI thresholds. (3) The largest discrepancies in the RI samples identified by the two criteria were observed annually in the 1980s, monthly in September, and diurnally at 0600 Universal Time Coordinated. (4) Spatially, the 12-h maximum wind speed change criterion was more sensitive offshore northern Taiwan, southern East China Sea, and western Guangxi, whereas the 12-h minimum central pressure change criterion was more sensitive in eastern Guangxi waters. These findings provide operational guidance for RITC monitoring in China's offshore areas.
- tropical cyclone /
- rapid intensification /
- offshore waters /
- comparative analysis

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图 1 中国近海RI样本移动路径

线段取RI前12 h至RI时刻；蓝色为∆V₁₂；红色为∆P₁₂；黑点为RI时刻；绿线为近海区域范围。

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图 2 近海TC样本∆P₁₂(hPa)(a)、∆V₁₂(m·s⁻¹)(b)变化值(柱状图)和概率累计密度(红线)的分布情况绿色虚线为RI阈值。

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图 3 两种判别指标的近海RITC的重合率

a.年际变化(实线为∆P₁₂，虚线为∆V₁₂，下文同)；b.年代际变化(空白为∆P₁₂，斜线为∆V₁₂，下文同)。

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图 4 两种判别指标RI样本的年际变化

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图 5 两种判别指标RI样本的月际分布

a.样本数量；b.出现频率。

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图 6 两种判别指标RI样本的区域分布

a.∆P₁₂；b.∆V₁₂（星号为两种判别指标得到的RI样本的平均经纬度位置）；c.为二者的差异(a减b)。

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图 7 1980—1999年(a，b)和2000—2019年(c，d)年间两种判别指标得到的RI样本的区域分布

(a，c)判别指标为∆P₁₂；(b，d)判别指标为∆V₁₂，星号为RI样本的平均经纬度所在位置。

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表 1 ∆P₁₂判定得到的RI样本所对应时段的∆V₁₂变化情况

∆V₁₂/(m·s⁻¹)	小于7.54	(7.54, 10]	(10, 15]	(15, 20]	大于20	满足(∆v₊ > 7.54 m·s⁻¹)
∆P₁₂判定得到的RITC数/个	30	32	13	3	3	51
占∆V₁₂判定得到RITC数量比例	37.04%	39.51%	16.05%	3.70%	3.70%	62.96%

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表 2 两种判别指标得到的RI样本的年代际差异

判别指标	∆P₁₂	频率/%	∆V₁₂	频率/%
1980—1989年	15	1.41	26	2.45
1990—1999年	17	1.81	23	2.44
2000—2009年	13	1.22	16	1.50
2010—2019年	36	2.62	29	2.11

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表 3 不同时间跨度下两种判别指标的判据以及样本频率差异

时间区间/年份	∆P₁₂对应的判据阈值/hPa(频率)	∆V₁₂对应的判据阈值/(m·s⁻¹)(频率)
1970—2019	-10.91(1.55%)	7.91(1.98%)
1980—2019	-10.79(1.54%)	7.54(1.83%)
1980—1999	-10.98(1.46%)	8.54(2.06%)
2000—2019	-10.69(1.74%)	6.68(2.59%)

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表 4 TC样本的日变化分布情况

时刻/UTC		00	06	12	18
12 h近海样本/个		1 070	1 068	1 052	1 054
∆P₁₂	RI样本/个	12	23	27	16
∆P₁₂	频率/%	1.12	2.15	2.57	1.52
∆V₁₂	RI样本/个	21	33	26	12
∆V₁₂	频率/%	1.96	3.09	2.47	1.14

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