陸曉婕 董昌明 李剛
摘要利用日本氣象廳提供的西北太平洋臺(tái)風(fēng)最佳路徑觀測(cè)資料,選取東海海區(qū)為研究范圍,統(tǒng)計(jì)處理1951—2015年臺(tái)風(fēng)各要素資料,研究進(jìn)入東海海區(qū)的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)、臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)位置、臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)位置與太平洋年代際振蕩(Pacific Decadal Oscillation,PDO)及ENSO的關(guān)系、影響臺(tái)風(fēng)生成和移動(dòng)的因素等。結(jié)果表明:1)每年的7—9月為東海海區(qū)的臺(tái)風(fēng)高發(fā)季,其中8月最高,登陸臺(tái)風(fēng)也有相似趨勢(shì)。2)進(jìn)入東海海域的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)存在較明顯的年際和年代際變化趨勢(shì)。當(dāng)PDO處于暖位相時(shí),臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較小且有上升趨勢(shì),反之亦然。El Nio年進(jìn)入東海海區(qū)的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較常年減少,反之亦然。Nio34指數(shù)與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)整體上為負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-032且通過90%置信度檢驗(yàn)。3)進(jìn)入東海海域的臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)緯度變化較大,處于24~36°N之間,且有年代際變化特征。當(dāng)PDO處于暖(冷)位相時(shí),臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏北(偏南)且有向北(南)移動(dòng)的趨勢(shì)。而登陸點(diǎn)緯度與ENSO的關(guān)系較為復(fù)雜。4)西北太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度是引起臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)位置變化的主要原因之一。當(dāng)PDO處于冷位相時(shí),西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏弱,且副高中心向東向北方向移動(dòng),導(dǎo)致進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)偏多,且臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏北,反之亦然。
關(guān)鍵詞東海;臺(tái)風(fēng)頻數(shù);登陸點(diǎn);PDO;ENSO
熱帶氣旋每年在各大洋的熱帶或副熱帶海區(qū)均會(huì)生成,其中受影響最大的3個(gè)海區(qū)分別為西北太平洋、西北大西洋和孟加拉灣地區(qū)(陳聯(lián)壽和孟智勇,2001)。全球每年大約有30個(gè)熱帶氣旋在西太平洋形成。受該地區(qū)副熱帶高壓、赤道輻合帶、東風(fēng)波等的影響,生成于此的熱帶氣旋中很大一部分會(huì)影響東亞和東南亞等國(guó)(陳瑞閃,2002;周偉燦等,2015),其中部分熱帶氣旋將會(huì)登陸,給這些受影響的國(guó)家?guī)砭薮蟮呢?cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。中國(guó)是沿岸國(guó)家乃至世界上少數(shù)幾個(gè)受臺(tái)風(fēng)災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),平均每年有7~8個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸中國(guó),影響而不一定登陸的臺(tái)風(fēng)可達(dá)10個(gè)以上(黃榮輝和陳光華,2007)。臺(tái)風(fēng)的登陸往往伴隨著強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)降水,以及其引發(fā)的狂風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等現(xiàn)象的破壞力極強(qiáng),嚴(yán)重地影響了沿岸居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。僅以2012年臺(tái)風(fēng)“??睘槔?,其中心在浙江象山附近登陸,狂風(fēng)和強(qiáng)降水波及浙江、上海、江蘇等十余個(gè)省市(吳海英等,2015)。據(jù)災(zāi)后統(tǒng)計(jì),蘇、浙、滬、皖四省緊急轉(zhuǎn)移200余萬人,僅給浙江一省帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失便超過50億元人民幣。
對(duì)于臺(tái)風(fēng)一些要素的變化一直是研究的熱點(diǎn)。王一新等(2013)指出,登陸我國(guó)的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)有一定的年際、季度及年代際變化,并且認(rèn)為全球氣候變暖與我國(guó)臺(tái)風(fēng)登陸頻數(shù)變化并沒有明顯關(guān)系,還指出臺(tái)風(fēng)頻數(shù)處于相對(duì)平穩(wěn)的波動(dòng)狀態(tài),在一定程度上有下降趨勢(shì)。陳玉林等(2005)、張翰和管玉平(2012)指出不同地段登陸的臺(tái)風(fēng)其變化周期也不盡相同,并且熱帶氣旋的路徑和速度主要受環(huán)境引導(dǎo)氣流和β漂移作用影響,提出如果初旋登陸的日期較早,那么當(dāng)年登陸我國(guó)大陸的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)則會(huì)較多,臺(tái)風(fēng)活動(dòng)周期較往年偏久,但臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速的年平均值較小,反之亦然。Gary(1968,1979)總結(jié)了6個(gè)與臺(tái)風(fēng)有關(guān)的因素,其中3個(gè)為動(dòng)力學(xué)因素,3個(gè)為熱力學(xué)因素,分別是:科氏參數(shù)、850 hPa低渦、水平風(fēng)的垂直切變、中層濕度、低層至中層的潮濕不穩(wěn)定性以及海表溫度。臺(tái)風(fēng)在某些因素的影響下會(huì)發(fā)生路徑突變(許孌等,2015)。此外,季風(fēng)渦旋也會(huì)影響西北太平洋臺(tái)風(fēng)生成(李肖雅等,2014)。西北太平洋臺(tái)風(fēng)頻數(shù)變化既存在明顯的短周期的年際變化,也存在明顯的長(zhǎng)周期的年代際變化,并且20世紀(jì)60年代初到70年代中期熱帶氣旋的生成頻數(shù)具有減少的趨勢(shì),而后呈上升趨勢(shì),直到1998年以后生成頻數(shù)又呈減少趨勢(shì)(Chan and Shi,1996;Chan and Liu,2004;黃勇等,2008)。
大尺度背景場(chǎng)的變化對(duì)西太平洋臺(tái)風(fēng)變化也有一定的影響。相關(guān)研究表明ENSO對(duì)臺(tái)風(fēng)的頻數(shù)的年際變化有一定的影響,西太平洋熱帶氣旋有明顯的年際變化周期,并提出這可能與ENSO的循環(huán)和平流層準(zhǔn)兩年變化的位相有關(guān)(黃勇等,2008;Chan and Liu,2004;錢伊恬和徐邦琪,2015)。太平洋年代際振蕩對(duì)ENSO影響西北太平洋臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有調(diào)制作用,而熱帶氣旋頻數(shù)與Nio區(qū)海表溫度指數(shù)的相關(guān)程度較高,并且以Nio3區(qū)海表溫度指數(shù)的相關(guān)性最為明顯。當(dāng)Nio3指數(shù)較高時(shí),生成臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較少,反之則頻數(shù)較多。當(dāng)PDO(Pacific Decadal Oscillation,太平洋年代際振蕩)處于暖位相時(shí),無論是冬季還是夏季,850 hPa高度場(chǎng)都出現(xiàn)了明顯的反氣旋風(fēng)場(chǎng),從而對(duì)我國(guó)東部風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)生影響。我國(guó)大部分地區(qū)在PDO處于不同位相時(shí)的氣溫和降水表現(xiàn)不盡相同。由此說明,PDO與東亞地區(qū)大氣環(huán)流異常之間有著密切聯(lián)系(楊修群等,2004;王詠梅等,2007;何鵬程,2010;盧楚瀚等,2013)。在強(qiáng)夏季風(fēng)年西北太平洋地區(qū)熱帶氣旋頻數(shù)偏多,而在弱夏季風(fēng)年時(shí)熱帶氣旋頻數(shù)偏少并且在后期趨于正常。大型流場(chǎng)對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑產(chǎn)生影響的比重較大,而副熱帶高壓是對(duì)其產(chǎn)生影響的最為強(qiáng)大而持續(xù)的天氣系統(tǒng)之一(周嘉陵,2002;孫秀榮和端義宏,2003)。
由于熱帶氣旋活動(dòng)在年際、年代際時(shí)間尺度以及空間分布上的表現(xiàn)有很大不同,同時(shí),一些研究表明它的活動(dòng)規(guī)律在不同年份、不同大氣環(huán)流等因素的條件下會(huì)發(fā)生變化,因此對(duì)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的一些要素的變化特征以及趨勢(shì)進(jìn)行分析,能夠提高對(duì)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),對(duì)于預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)、進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)工作并減少其造成的損失具有重要意義。鑒于登陸臺(tái)風(fēng)對(duì)沿岸居民、工業(yè)、生態(tài)的影響較大,因此本文著重關(guān)注登陸臺(tái)風(fēng)的變化情況。
1資料和方法
11研究區(qū)域
東海是中國(guó)四大邊緣海之一,其面積僅次于南海,且水深跨度較大,總體而言呈西北高、東南低的態(tài)勢(shì)。在大陸架部分的平均水深僅為72 m,而接近沖繩島西側(cè)的水深約達(dá)2 700 m。東海地區(qū)季風(fēng)特征明顯,冬季為偏北風(fēng),夏季為偏南風(fēng),且冬季風(fēng)向?yàn)轫槙r(shí)針方向,夏季反之。與東海相鄰的是我國(guó)東南沿海地區(qū),海岸線綿長(zhǎng),港口眾多,經(jīng)濟(jì)活躍,也是受臺(tái)風(fēng)影響最為頻繁的地區(qū)之一。因此本文選取東海作為主要研究對(duì)象,具體經(jīng)緯度范圍為119~131°E、23~41°N。本文希望能提高對(duì)進(jìn)入東海區(qū)域的臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的認(rèn)識(shí),從而有助于開展更加準(zhǔn)確的防災(zāi)減災(zāi)工作,切實(shí)減少受臺(tái)風(fēng)影響區(qū)域的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
12數(shù)據(jù)來源
采用的臺(tái)風(fēng)資料是日本東京預(yù)報(bào)中心(JMA)1951—2015年西北太平洋熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集整編資料,該數(shù)據(jù)資料記錄了每隔6 h觀測(cè)的臺(tái)風(fēng)中心位置經(jīng)緯度以及近中心位置最低氣壓,在1977年后由于衛(wèi)星觀測(cè)的加入使該資料更加完善,增加了每個(gè)時(shí)次的熱帶氣旋級(jí)別,資料相對(duì)較完備和準(zhǔn)確;地形資料ETOPO1是由美國(guó)國(guó)家海洋大氣局在綜合收集各方面資料并進(jìn)行處理而得的網(wǎng)格化地形數(shù)據(jù)資料;1900年至今的逐月太平洋年代際振蕩指數(shù)來自于華盛頓大學(xué)海洋與大氣研究所網(wǎng)站;Nio34指數(shù)由美國(guó)國(guó)家氣象局氣候預(yù)測(cè)中心所監(jiān)測(cè)提供,該數(shù)據(jù)集包括1870年至今的逐月數(shù)據(jù)資料;此外,還使用了國(guó)家氣候中心所提供的74項(xiàng)環(huán)流特征量中的西太平洋副高脊線(110~150°E)數(shù)據(jù)資料。
13研究方法
131登陸點(diǎn)的讀取
由于日本氣象廳東京臺(tái)風(fēng)中心并未具體給出各個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)的經(jīng)緯度,因此在本文選擇的研究區(qū)域東海,根據(jù)所整理的1951—2015年間進(jìn)入東海區(qū)域的臺(tái)風(fēng)的各要素信息通過程序編寫,使之可以自動(dòng)讀出各登陸臺(tái)風(fēng)的登陸點(diǎn)的經(jīng)緯度信息。具體方法為:首先使用ETOPO1資料通過對(duì)對(duì)各點(diǎn)經(jīng)緯度及海拔高度的讀取,區(qū)分出陸地區(qū)域和海洋區(qū)域;其次根據(jù)JMA所提供的每6 h一次的觀測(cè)資料確定臺(tái)風(fēng)的行進(jìn)路線;最后根據(jù)已確定的陸地區(qū)域和海洋區(qū)域讀取臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)的經(jīng)緯度。圖2為登陸臺(tái)風(fēng)路徑個(gè)例(2014年7號(hào)臺(tái)風(fēng)HAGIBIS)示意。
本文所統(tǒng)計(jì)的登陸點(diǎn)經(jīng)緯度均為臺(tái)風(fēng)第一次登陸時(shí)的經(jīng)緯度,若有臺(tái)風(fēng)二次或以上登陸,其二次登陸時(shí)登陸點(diǎn)經(jīng)緯度均不被記錄。一般來說,二次登陸的臺(tái)風(fēng)中心氣壓及最大風(fēng)速較初次登陸時(shí)對(duì)沿岸居民的影響較小。因此為保證登陸臺(tái)風(fēng)位置記錄的準(zhǔn)確性,僅選取初次登陸臺(tái)風(fēng)的經(jīng)緯度進(jìn)行記錄,從而可以更好地進(jìn)行對(duì)于登陸點(diǎn)變化的年際和年代際研究。由于本文在研究時(shí)主要關(guān)注臺(tái)風(fēng)對(duì)沿岸大陸地區(qū)的影響,因此在底圖中去除了東海區(qū)域及周邊地區(qū)的小型島嶼,從而保證程序不會(huì)將臺(tái)風(fēng)登陸小島的經(jīng)緯度記錄而忽略了登陸大陸的經(jīng)緯度,以提高對(duì)所讀出的臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)具體經(jīng)緯度的準(zhǔn)確性。在后文的分析中所使用的登陸點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)均為使用此方法所處理過的,從而保證數(shù)據(jù)的一致性。
132臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)緯度變化的研究方法
利用JMA所提供的西北太平洋臺(tái)風(fēng)最佳臺(tái)風(fēng)路徑觀測(cè)數(shù)據(jù)整編資料,選取1951—2015年共65 a的臺(tái)風(fēng)各要素資料。首先對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行篩選與整理,得到1951—2015年間進(jìn)入東海區(qū)域的臺(tái)風(fēng)各要素資料。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,得到各要素的多項(xiàng)式擬合曲線趨勢(shì)。采用七階多項(xiàng)式進(jìn)行擬合,其所反映的各要素變化趨勢(shì)與實(shí)際變化情況最為符合。最后結(jié)合太平洋年代際振蕩指數(shù)和Nio34指數(shù)趨勢(shì)研究其與PDO和現(xiàn)象的關(guān)系,得到東海臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)的年際和年代際變化趨勢(shì)。
2大尺度背景場(chǎng)分析
211951—2015年P(guān)DO指數(shù)變化情況及10 a滑動(dòng)平均
根據(jù)Mantua et al.(1997)、Mantua and Hare(2002)給出的PDO指數(shù)定義,利用月平均海表面溫度距平值來計(jì)算1900年至今的逐月PDO指數(shù)。計(jì)算方法如下:首先用20°N以北的北太平洋的海表面溫度場(chǎng)中的每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上的月平均表面溫度距平值減去相應(yīng)月份全球平均的月平均表面溫度距平值;然后所處理而得的海表面溫度場(chǎng)進(jìn)行EOF分解,所得到的EOF第一主分量的時(shí)間序列即為PDO指數(shù)(楊修群等,2004;馮琳,2008),如圖3所示。由于本文著重關(guān)注1951年至今的PDO指數(shù)變化情況,因而未將之前的數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。圖3可以看出,1976/1977年和2000/2001年太平洋年代際振蕩發(fā)生了位相轉(zhuǎn)化,1951—1976年、2001—2010年為冷位相,1977—2000年為暖位相(2010年后時(shí)間序列較短,本文未予討論)。
221951—2015年Nio34指數(shù)變化情況
目前國(guó)際上多以Nio34區(qū)海表溫度距平的3個(gè)月滑動(dòng)平均值連續(xù)5次大于等于05 ℃定義為一次El Nio事件。Nio34區(qū)的具體經(jīng)緯度范圍為170~120°W、5°S~5°N。圖4為1951—2015年逐月的Nio34指數(shù),可以看出,在1951—2015年間,El Nio現(xiàn)象出現(xiàn)了15次,La Nia現(xiàn)象出現(xiàn)了12次。
3東海海區(qū)臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)的變化趨勢(shì)
31進(jìn)入東海以及登陸臺(tái)風(fēng)頻數(shù)按月分布特征
圖5為進(jìn)入東海以及登陸臺(tái)風(fēng)年平均頻數(shù)按月分布統(tǒng)計(jì),可以看出,7—9月臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率較高,8月最高,平均每年有212個(gè)臺(tái)風(fēng)進(jìn)入東海區(qū)域,而7和9月則各有166和137個(gè),其余每月均不足一個(gè),1和2月均沒有臺(tái)風(fēng)進(jìn)入東海。進(jìn)入東海并且登陸的臺(tái)風(fēng)年平均頻數(shù)的大體趨勢(shì)與進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)相一致,兩者的相關(guān)性可達(dá)098。同樣表現(xiàn)為7—9月臺(tái)風(fēng)發(fā)生頻率較高,8月最高的特征。但年平均頻數(shù)超過1個(gè)的只有7和8月,分別為132和182個(gè)。而沒有臺(tái)風(fēng)進(jìn)入東海且登陸的月份從1—2月擴(kuò)大為12月—次年3月。
32臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與PDO及ENSO的關(guān)系
圖6中黑色實(shí)線代表了臺(tái)風(fēng)年平均頻數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)約為758個(gè)。圖6可以看出,進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)差異較大,最少的為1982年,僅有2個(gè),最多的為2004年,高達(dá)15個(gè)。進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)有一定的年代際特征:1959—1976年、1999—2010年臺(tái)風(fēng)頻數(shù)呈下降趨勢(shì),1977—1999年臺(tái)風(fēng)頻數(shù)有上升趨勢(shì)。而其發(fā)生轉(zhuǎn)折的1976/1977年、2000/2001年恰為PDO位相轉(zhuǎn)化之時(shí)。由此可以看出,當(dāng)PDO處于暖位相時(shí),臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較小且有上升趨勢(shì);當(dāng)PDO處于冷位相時(shí),臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較大且有下降趨勢(shì)。從1951—1976年、1977—1998年、1999—2010年的平均臺(tái)風(fēng)頻數(shù)也從側(cè)面印證了上述觀點(diǎn)。Nio34指數(shù)的變化情況可以看出,除了個(gè)別年份以外,Nio34指數(shù)與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)整體上表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)的關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為-032,并通過90%置信度檢驗(yàn)。即當(dāng)Nio34指數(shù)較大時(shí),進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較小,當(dāng)Nio34指數(shù)較小時(shí),進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較大。王詠梅等(2007)在對(duì)臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與環(huán)境場(chǎng)因子的研究中同樣得到了負(fù)相關(guān)關(guān)系。相關(guān)研究認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于當(dāng)El Nio現(xiàn)象發(fā)生時(shí),赤道中東太平洋海表溫度異常增高,因而海氣耦合作用使得副熱帶大氣環(huán)流發(fā)生變化,影響臺(tái)風(fēng)生成的赤道輻合帶相對(duì)不活躍,從而形成不利于臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的環(huán)境條件,因此El Nio年臺(tái)風(fēng)頻數(shù)偏少,La Nia年反之,該現(xiàn)象反之不能成立(周學(xué)鳴等,2006;靳甜甜,2014)。但由于ENSO現(xiàn)象本就十分復(fù)雜,目前對(duì)于其機(jī)理、預(yù)測(cè)方面還有很多工作有待進(jìn)行,因此上述觀點(diǎn)也有其不確定性。
33東中國(guó)海區(qū)域的登陸臺(tái)風(fēng)的位置變化趨勢(shì)
331進(jìn)入東海的登陸臺(tái)風(fēng)的緯度變化特征
圖7為臺(tái)風(fēng)登陸緯度的變化情況,之所以選擇緯度而未選擇的經(jīng)度的原因是緯度更能較好地觀察變化規(guī)律,而經(jīng)度的變化則需結(jié)合海岸線等因素考慮登陸點(diǎn)的位置變化,且同一經(jīng)度可能對(duì)應(yīng)不同緯度,若是觀察經(jīng)度則所得結(jié)論出現(xiàn)誤差可能性較高。因此本文僅選取緯度作為研究對(duì)象。圖7可以看出,臺(tái)風(fēng)登陸緯度的年均變化波動(dòng)很大,范圍在24~36°N之間。而從10 a滑動(dòng)平均和多項(xiàng)式擬合的結(jié)果可以看出,登陸點(diǎn)緯度存在一定的年代際變化,在1955—1986年、2003—2012年時(shí)登陸緯度偏南,在1951—1954年、1987—2003年登陸緯度較為偏北,且南偏幅度較北偏幅度大一些。
332登陸臺(tái)風(fēng)位置與太平洋年代際振蕩及ENSO的關(guān)系
圖8為進(jìn)入東海區(qū)域的登陸臺(tái)風(fēng)緯度年際年代際變化趨勢(shì),可以看出,在1980年前后,登陸點(diǎn)緯度發(fā)生了最大變化。1979年臺(tái)風(fēng)登陸的平均緯度為34°N,1980年臺(tái)風(fēng)登陸的平均緯度則為24°N,相差達(dá)10°N之多。在2000年的前后幾年中,登陸點(diǎn)緯度也同樣發(fā)生了較大變化,2001年臺(tái)風(fēng)登陸的平均緯度為248°N,2003年臺(tái)風(fēng)登陸的平均緯度為357°N,雖然不是在相鄰的兩年之間發(fā)生此種現(xiàn)象,但二者之間的緯度差異仍接近10°之多。通過對(duì)其65 a登陸緯度平均值的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),在1985年以前以及2002—2012年間,臺(tái)風(fēng)登陸緯度偏低,在1986—2001年間,臺(tái)風(fēng)登陸緯度偏高。1951—1976年,臺(tái)風(fēng)的登陸緯度逐漸向南偏移,雖然在1965年前后臺(tái)風(fēng)登陸緯度略微北移,但這并沒有影響登陸緯度整體南移的趨勢(shì)。而1977—2000年,臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)有明顯的向北移動(dòng)的趨勢(shì),而在此之后到2010年間臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)又開始向南偏移。這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)也與太平洋年代際振蕩的位相轉(zhuǎn)換時(shí)間相近。因此有理由推測(cè),太平洋年代際振蕩的不同位相會(huì)對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)的緯度偏移造成影響,具體表現(xiàn)為當(dāng)太平洋年代際振蕩處于暖位相時(shí),臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏北且有由南向北移動(dòng)的趨勢(shì),而當(dāng)太平洋年代際振蕩處于冷位相時(shí),臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏南且有由北向南移動(dòng)的趨勢(shì)。圖中紅色實(shí)線為Nio34指數(shù),其表征的ENSO現(xiàn)象與臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)緯度關(guān)系較為復(fù)雜,目前并沒有發(fā)現(xiàn)兩者之間明確的關(guān)系,有待于進(jìn)一步探討。
34影響臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)緯度變化的因素
臺(tái)風(fēng)是一種形成于熱帶或副熱帶洋面上的一種巨大的空氣渦旋系統(tǒng)。一般情況下,臺(tái)風(fēng)的水平尺度在300~700 km。因而臺(tái)風(fēng)路徑的變化必然受更大尺度的天氣系統(tǒng)的影響。能夠影響臺(tái)風(fēng)的天氣系統(tǒng)很多,如副熱帶高壓的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和特征;西風(fēng)帶長(zhǎng)波槽脊的不同配置情況,赤道輻合帶的南北移動(dòng)等等(陳瑞閃,2002)。在此主要對(duì)西北太平洋副熱帶高壓進(jìn)行討論。
根據(jù)何敏等(1999)的研究,副熱帶高壓的年際變化與ENSO現(xiàn)象有一定的相關(guān),厄爾尼諾事件一般對(duì)應(yīng)西北太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng),拉尼娜事件則一般對(duì)應(yīng)西北太平洋副熱帶高壓偏弱。與此同時(shí),周嘉陵(2002)研究發(fā)現(xiàn),副高的強(qiáng)弱在年代際時(shí)間尺度上與太平洋年代際振蕩也有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,太平洋年代際冷位相時(shí)一般對(duì)應(yīng)西北太平洋副熱帶高壓偏弱,并且副高中心位置向北向東偏移,反之,太平洋年代際暖位相時(shí)一般對(duì)應(yīng)西北太平洋副熱帶高壓偏強(qiáng),并且副高中心位置向南向西偏移。
根據(jù)上述文章所提供的思路,討論65 a副高脊線緯度位置(圖9)。由圖9可以看出,副高脊線在太平洋年代際振蕩暖位相時(shí)偏北,冷位相時(shí)偏南。這與本文指出的登陸臺(tái)風(fēng)位置有相同的趨勢(shì),與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)有相反的趨勢(shì)。這也證實(shí)了何鵬程(2010)對(duì)副熱帶高壓與臺(tái)風(fēng)頻數(shù)關(guān)系的觀點(diǎn)。由此推論,當(dāng)太平洋年代際振蕩處于冷位相時(shí),副高脊線偏南,從而導(dǎo)致西北太平洋上空熱帶輻合帶偏強(qiáng),而這種大氣環(huán)流有利于臺(tái)風(fēng)的形成,因此臺(tái)風(fēng)頻數(shù)偏多,登陸臺(tái)風(fēng)位置偏南;暖位相反之。
4結(jié)論與展望
本文利用日本氣象廳東京臺(tái)風(fēng)中心(JMA)所提供的西北太平洋臺(tái)風(fēng)最佳臺(tái)風(fēng)路徑觀測(cè)數(shù)據(jù)整編資料,選取東中國(guó)海海區(qū)為研究對(duì)象,將1951—2015年共65 a的臺(tái)風(fēng)各要素?cái)?shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,整理得到進(jìn)入東海海區(qū)的各臺(tái)風(fēng)路徑,確定臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)的位置,并結(jié)合太平洋年代際振蕩指數(shù)和Nio34指數(shù),對(duì)進(jìn)入東海海區(qū)臺(tái)風(fēng)頻數(shù)、登陸點(diǎn)緯度的年際年代際變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,并討論副高位置對(duì)其影響。通過分析得出:
1)每年7—9月為臺(tái)風(fēng)在東海海區(qū)的高發(fā)季節(jié),其中8月最高,登陸臺(tái)風(fēng)也有相似的趨勢(shì)。
2)進(jìn)入東海海域的臺(tái)風(fēng)的頻數(shù)存在年際和年代際變化趨勢(shì)。當(dāng)太平洋年代際振蕩處于暖位相時(shí),臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較小且有上升趨勢(shì);而當(dāng)太平洋年代際振蕩處于冷位相時(shí),臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較大且有下降趨勢(shì)。厄爾尼諾年間進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較一般年份少;拉尼娜年間,進(jìn)入東海海域的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較一般年份多。
3)進(jìn)入東海海域的臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)緯度變化波動(dòng)較大,并存在一定的年代際變化。當(dāng)太平洋年代際振蕩處于暖位相時(shí),臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏南且有向北移動(dòng)的趨勢(shì),而當(dāng)太平洋年代際振蕩處于冷位相時(shí),臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏北且有向南移動(dòng)的趨勢(shì)。臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)緯度與ENSO現(xiàn)象關(guān)系較為復(fù)雜,目前并沒有發(fā)現(xiàn)兩者之間明確的關(guān)系,有待于進(jìn)一步探討。
4)西北太平洋副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度是引起臺(tái)風(fēng)頻數(shù)及登陸點(diǎn)位置變化的主要原因之一。當(dāng)PDO處于冷位相時(shí),西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度偏弱,且副高中心向東向北移動(dòng),從而導(dǎo)致進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)偏多,且臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)偏北,反之亦然。
本文對(duì)臺(tái)風(fēng)特征的研究主要關(guān)注東海海域臺(tái)風(fēng)的年頻數(shù)變化、臺(tái)風(fēng)登陸緯度、臺(tái)風(fēng)頻數(shù)與臺(tái)風(fēng)登陸位置的變化和太平洋年代際振蕩與ENSO的關(guān)系和影響臺(tái)風(fēng)各要素的主要因素。對(duì)于進(jìn)入東海的臺(tái)風(fēng)的頻數(shù)和登陸緯度的影響機(jī)制方面的研究還不夠深入,且本文主要從多年的統(tǒng)計(jì)資料入手,而臺(tái)風(fēng)活動(dòng)與太平洋年代際振蕩和ENSO現(xiàn)象并不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因此結(jié)論只能給出參考意見。在接下來的研究中可以進(jìn)一步探索其物理機(jī)制,從而更好地把握臺(tái)風(fēng)活動(dòng)規(guī)律。
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