西北太平洋热带气旋群发的动力机制研究

Tropical cyclone (TC) monitoring and prediction play a most important role in preventing and reducing natural disaster in China. Due to the 10-30-day extended-range forecasting of tropical cyclogenesis is the most vulnerable among the different time scales of TC forecast, it should be enhanced the research on the mechanism of TC subseasonal variation to improve the skill of extended forecast. Lots of studies indicate that the multi-scale circulation induced by the tropical SST anomalies, such as the large scale circulation, the low-frequency oscillation and the tropical wave, impact on TC subseasonal variation. However, the previous researches usually pay more attention on TC inter-annual and inter-decadal variations rather than on subseasonal activities. Therefore, one of abnormal phenomena of TC subseasonal variation, multiple TC events, will be taken as an entry point in this study by using the dynamical diagnosis and numerical simulation. The aims of this study are to: 1) clarify the leading relationship between the tropical-subtropical multi-scale variation and the subseasonal variation of TC activities, 2) reveal the key physical process and dynamic mechanism of multi-scale variation controling multiple TC events, 3) develop the physical concept model for multiple TC events. Base on above study, we can comprehensively assessed the possible impact of the multi-scale variation on TC subseasonal variation and provide theoretical basis for the extended-range forecast of the multiple TC events.

热带气旋（TC）的监测预报服务历来是我国防灾减灾的重中之重。目前，不同时间尺度的TC预报服务中，最薄弱的环节是10－30天的延伸期预报，而做为延伸期预报的理论基础即T C活动次季节变化的机理研究尚需加强。热带海温异常引起的大尺度环流、大气低频振荡和热带波动等多尺度环流异常都将对TC活动次季节变化造成影响，已有的研究侧重于TC 活动的年际和年代际变化，相对而言，关于TC活动次季节变化的深入研究较少。因此，本项目将结合动力诊断和数值模拟，以TC活动次季节变化异常现象即TC群发事件为切入点，理清热带及副热带多尺度变化与TC活动次季节变化超前联系的事实，研究多尺度变化对TC群发事件的调制机理，揭示其中的关键物理过程和动力机制，研制西北太平洋TC群发的物理概念模型，从而为全面认识TC活动次季节变化规律奠定重要基础，并为TC群发事件延伸期预报提供理论依据。

西北太平洋热带气旋（TC）群发受大尺度环流、季节内振荡和热带波动等不同时间尺度环流的共同调制，其相关物理过程和影响机制尚不清楚。本项目通过观测诊断分析和数值模拟研究，揭示了热带及副热带多尺度变化对TC群发的影响，研究了多尺度变化对TC群发调制的关键物理过程及机制，构建了西北太平洋TC群发的物理概念模型，为西北太平洋TC群发的延伸期预报提供理论依据和参考。取得如下研究进展：（1）西北太平洋TC群发的强度、持续时间及TC生成频数皆具有显著的年际及年代际变化特征，ENSO能较好地调制TC群发的位置、持续时间及频数。ElNino年TC潜在生成指数（GPI）在西北太平洋东部异常偏高，且以准双周振荡为主，TC群发次数多但持续时间较短，而LaNina年GPI在西北太平洋西北部异常偏高，以20－70天的季节内振荡较为显著，TC群发位置偏北、次数少但持续时间较长；（2）东亚西北太平洋20-70天的季节内振荡对TC的生成频数起着关键的调制作用，TC群发事件发生在20-70天低频振荡的湿位相，10-20天的准双周振荡主要影响TC的生成位置，TC群发的位置与10-20天低频振荡湿位相的位置相吻合，因此它们的协同作用共同调制TC群发的时间和位置；（3）热带波动通过改善局地的热动力条件进而对TC的生成起触发作用，仅少数TC生成不受波动影响，TC群发期和正常生成期以双波触发的机制为主，其中赤道罗斯贝波和热带低压型波动的影响最大；间歇期TC生成以三波共同触发的机制为主，其中混合重力—罗斯贝波和热带低压型波动起着至关重要的作用；（4）不同海区不同时间尺度变化对热带气旋群发的贡献存在差异：南海区域以30-60天季节内振荡贡献最大，西北太平洋则以大于90天以上低频变化贡献最大；（5）基于以上研究成果，构建了西北太平洋TC群发的物理概念模型，为西北太平洋TC群发事件的延伸期预报提供理论参考依据。