北太平洋涛动与台风和飓风频次的关系研究

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1、http://www.paper.edu.cn中国科学D辑:地球科学2007年第37卷第7期:966~973http://www.scichina.com北太平洋涛动与台风和飓风频次的关系研究*王会军孙建奇范可(中国科学院大气物理研究所,北京100029)摘要研究了北太平洋涛动(NPO)和西太平洋台风及热带大西洋飓风频次的联系.结果表明,在1949~1998年这50a间,NPO和西太平洋台风频次的相关系数是0.37,而和热带大西洋飓风频次的相关系数是−0.28,都达到了95%的置信度水平.进一步的研究揭示:6~9月NPO的变化和西太平洋及热带大

2、西洋区的纬向风垂直切变幅度、海平面气压以及海表面温度、区域大气辐散辐合等存在显著的关联,而这些气候环境的变化都和台风及飓风生成与发展的热力或动力过程密切相关.这就是NPO与台风及飓风频次相联系的原因.还进一步研究了与NPO有关的大气遥相关以及两个区域大气环流的变化,以便进一步理解NPO和台风及飓风活动频次的联系.最后分析了一个海气耦合模式的积分结果,初步印证了由观测资料所得到的结论.关键词西太平洋台风热带大西洋飓风北太平洋涛动台风/飓风频次很早开始就有人认识到厄尔尼诺/南方涛动关于NPO的定义:已经有很多种,主要是3类:(ENSO)对于西太平洋

3、(WNP)和热带大西洋(TA)热带用两个点(65°N,170°E)和(25°N,165°E)之间的气压差气旋的活动频次、强度、发生区域以及登陆特征都有的标准化值[12];用两个区域平均的气压差的标准化很显著的影响[1~7].研究显示,ENSO能够影响热带气[14]值;用北太平洋区域SLP的经验正交函数分解的旋活动主要是通过影响纬向风垂直切变幅度、海表面第一模态的时间系数[15].对这3种定义作了初步比较,温度、瓦克(Walker)环流以及西太平洋季风槽的活动发现其结果非常相似,3种指数在1949~1998年期间[8,9][8][10]等来实现的

4、.Gray和Chan还指出了平流层准年际变化的相关系数都高于0.75,前两个指数的相关两年振荡对热带风暴和台风活动的影响.系数高于0.90.并且,这3个指数都和西太平洋台风然而,台风/飓风活动的年际变化非常复杂,所有类似的相关关系(相关系数分别为:0.37,0.30,0.41).以,研究其他因素对台风/飓风活动的可能影响对于因此,用这3个指数均能较好地代表NPO,本文中统了解台风/飓风活动的变异和可预测性非常重要.所一用第一种定义.值得指出的是,我国学者在NPO以,基于前人研究工作的基础,本文重点研究北太平[14,16~20]及相关研究中有很多

5、成果.最近的研究还揭洋涛动(NPO)和台风/飓风活动频次之间的联系,主[21]示了南极涛动对西太平洋台风频次之间的关系.要是分析研究NPO的变化如何以及怎样和台风/飓风国内外的这些研究成果增加了对NPO以及台风气候活动所依赖的大尺度及区域大气环流及海温条件联的年际和年代际变化规律的认识.但是,对于NPO系起来的.NPO是北太平洋大气年际变化的主要模态,和台风/飓风活动之间的联系还没有研究,这也正是反映的是北太平洋区域海平面气压(SLP)在高纬和低纬之间的翘翘板式变化特征[11~13].本文的出发点.收稿日期:2007-03-15;接受日期:20

6、07-05-10国家自然科学基金项目(批准号:40631005,40620130113)和中国科学院创新优秀团队项目资助*E-mail:wanghj@mail.iap.ac.cn转载中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第7期王会军等:北太平洋涛动与台风和飓风频次的关系研究9671资料联系问题.图1给出了1945~1998年6~9月NPO、西太平本文所用的西太平洋和热带大西洋台风和飓风洋热带风暴频次和台风频次标准化时间序列,从图1资料均来自于美国的联合台风预警中心(JointTy-中可以看出,确实存在NPO和西太平洋热带

7、风暴频phoonWarningCenter)和美国国家海洋大气局的飓风[22]次及台风频次之间显著的同向变化对应关系.另外,研究部(HurricaneResearchDivision),资料长度分在整个1871~1998年这128a中NPO和热带大西洋别为1945~1998年和1851~1998年;应用了美国国家飓风频次的反向变化对应关系也很好,5a滑动平均大气科学研究中心和环境预测中心的大气再分析资的变化对应关系还更好一些(图略).料(1949~1998年),水平分辨率是2.5°×2.5°,垂直方[23]为了进一步印证NPO和台风/飓风频次变

8、化的关向有17层;使用了英国Hadley气候预测和研究中系,分析了NPO和SLP的相关场以及台风/飓风频次心的海平面气压(SLP)分析资料(1871~