两类ENSO事件对西北太平洋台风活动的不同影响外文翻译资料

英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

两类ENSO事件对西北太平洋台风活动的不同影响

张伟·叶亮·Klaus Fraedrich

摘要：本研究表明，在中太平洋厄尔尼诺年秋季,西北太平洋发生的强台风比东太平洋厄尔尼诺年秋季西北太平洋发生的强台风明显较多。具体来说，（1）在中太平洋厄尔尼诺年秋季强台风的高频发生与较长的台风生命史、最大潜在强度、海洋热含量、纬向风的垂直切变（850〜200hPa）、ORL、1000-500hPa的平均湿静能有关。（2）中太平洋厄尔尼诺年秋季台风生命史较长是因为副热带高压高压向西移动造成的，西移的副热带高压倾向于将台风转向西部或西北部，从而使台风持续时间较长。

关键词：·中太平洋厄尔尼诺；东太平洋厄尔尼诺；强台风；西北太平洋

1引言

台风是地球上最危险和最具破坏性的灾害之一（Anthe等人2006；Gray 1968；Powell等人，2001），通常而言，西北太平洋是所有海盆中年台风数量最多的（Chan 2006，2007，2008； Knutson等人，2010; Webster等人2005）， 由于强台风在登陆期间和登陆后对沿海地区造成了严重的破坏（Lin等人2013a；等人2007），我们对强台风变率的了解对预防、减轻和管理与台风有关的危险至关重要。

许多学者研究了西北太平洋中的强台风，例如，Webster等人(2005)报告了自上世纪70年代以来在西北太平洋中出现强烈台风的现象，然而，Chan(2006)认为这一趋势实际上是多元年际变化的一部分，此外，在其他一些研究中未发现强台风的显著趋势。Landsea等人(2006)提出，这种不一致的台风活动和强台风变率可能是由于不同台风最佳跟踪数据的质量所致。Chan(2007,2008)进一步记录了在西北太平洋中强台风的年际和年代际变化，他发现强台风的变化是由于大尺度海洋大气环流调制而产生的。强台风明显增加这一结论是使用不同气候模型所取得的相一致的结果(Knutson等人2010)。Wu和Zhao(2012)证实了强台风发生频率呈上升的趋势，Huang和Xu(2010)讨论了强台风和ENSO事件的关系。Tu等人（2011）报告，2000年以后西北太平洋5月份强台风数量明显增加，这是因为海洋表面温度升高，海洋上层热含量较高，对流层水气增加，垂直风切变较弱和相对湿度较高所致。Camargo和Sobel(2005)发现在厄尔尼诺年出现更多的强台风，这一结果已被Camargo等人（2007）用聚类分析基本得到证实。李和周（2012）研究了ENSO循环中不同阶段超级台风，台风，热带风暴和热带低压的变化，他们的结果证实了ENSO在演化周期中影响不同强度台风的变化。这些研究主要表明：（1）在气候变化的情况下，可能会出现更强的台风；（2）强台风在厄尔尼诺年发生的概率比拉尼娜年更大。

近年来，中太平洋厄尔尼诺事件被认为是在中太平洋的异常变暖(Ashok等人2007；Di Lorenzo等人2010；Weng等人2007)。与东太平洋厄尔尼诺或传统的厄尔尼诺现象相比，中太平洋厄尔尼诺事件以不同的方式调节全球天气和气候(Di Lorenzo等人2010；Hong等人2011；KUG等人2009；Lee等人2010；Yeh等人2009；Zhang等人2012)。这两类厄尔尼诺事件被发现对西北太平洋地区 (Chen和 Tam 2010；Kim 等人2011；Pradhan等人2011；Wang等人2012；Zhang等人2012，2013；Ha等人2013) 、中国南海(Chen 2011) 、南太平洋(Dowdy等人2012)和大西洋(Kim等人2009；Li等人2010) 地区的台风产生不同的影响。这些研究主要集中于在这些海洋盆地中台风的生成位置以及积累的气旋能量、移动路径和登陆点。例如，在中太平洋厄尔尼诺年，更多的台风在美国东海岸和加勒比海地区登陆(Kim等人2009)。来自海洋表面的能量是台风增强的关键因素，以前的研究已经检验了海表温度与台风强度之间的关系(DeMaria和Kaplan 1994；Emanual 1995，1997，1999)。除了海表温度,基于海洋热含量的台风热潜势对台风强度的分析与预测中得到证实 (Shay等人2000；Scharroo等人2005；Wada和Chen2008；Lin等人2008，2009，2013b)。尤其海洋热含量已被证明是2008年强台风“Nargis”的关键因素(Lin等人2008)。除了海洋条件外，大气变量(如纬向垂直风切变和平均湿幅合)也被认为是影响台风增强的因素。

总的来说，先前的研究已经研究了西北太平洋中强台风的年际变化以及这种变化与ENSO事件的关系，中太平洋（东太平洋）厄尔尼诺事件对西北太平洋中台风的路径、登陆点、生成位置、生成频次的影响，以及海洋和大气变量 (例如海洋热容量和纬向垂直风切变)对西北太平洋台风增强的影响。然而，两类厄尔尼诺事件对西北太平洋台风强度有调制作用的研究相对较少。Ha等人（2013）讨论了在中太平洋（东太平洋）厄尔尼诺年间西北太平洋台风的强度和生成区域，并使用了东向高生成潜力指数（GPI)来分析强台风的潜在性。在利于强台风生成的因素中(例如海洋的热容量和大气条件)，东向高生成潜力指数（GPI)仅是生成强台风的一个重要因素，东向高生成潜力指数（GPI)并不是延长台风生命史的充分条件。因此，本研究扩展了两类ENSO事件中西北太平洋台风强度的分析，并从台风生命史、大气和海洋环境的角度考察了强台风的生成及其潜在机制。

了解这两类ENSO事件对强台风的移动路径、生成频次以及生成位置的影响是非常重要的，因为我们对这些过程进一步的了解在减缓、准备和管理强台风所引起的危险起着至关重要的作用。Yeh等人(2009)已经模拟出中太平洋ENSO事件在全球变暖背景下更为频繁，Taschetto等人(2014)认为这样的预测存在不确定性。因此，本文这项研究将揭示在全球变暖背景下西北太平洋中强台风的生成情况，我们研究了中太平洋（东太平洋）ENSO事件调节强台风生成的可变性及其潜在机制，这篇论文的内容如下：第二节描述数据和方法；第三节介绍分析结果；第四节从海洋大气环流的角度对结果进行解释；然后在第五节讨论和总结。

2 数据和方法介绍

正如在Chen(2007，2008)中所讨论的，联合台风预警中心(JTWC)的最佳轨道数据集采用1分钟平均风速来量化台风强度。因为1分钟平均风速是Saffir Simpson飓风量表的基础，因此JTWC最佳轨迹数据中不需要额外的转换来表示台风强度。此外，由于1987年是飞行侦察器在西北太平洋可用的最后一年（Kamahori等人2006），1960年至1987年期间最佳轨道数据集中的分析结果有小差异（Chan 2008；Knapp 等人2013）。在1987年以后的时期，一些研究表明联合台风警报中心数据比其他数据集更可靠(Chan 2008)。因此，JTWC的最佳跟踪数据用于强台风的分析，由于卫星时代之前的台风数据可能存在较大误差，我们只检查了1970-2009年期间的台风数据。关于JTWC最佳路径数据，强台风被定义为最大持续风速超过114节的台风，这与Saffir Simpson飓风量表上的第4类和第5类飓风相同(Chan 2008；Tu等人2011)。(http://www.aoml.noaa.gov/general/lib/laescae.html)

本研究中的中太平洋厄尔尼诺事件和东太平洋厄尔尼诺事件的定义遵循Kim等人（2011）、Hong等人（2011）和Wang等人（2013）的定义。中太平洋厄尔尼诺事件和东太平洋厄尔尼诺事件的定义如下：在台风盛期，Nino 3指数经过标准化后大于一个标准差为东太平洋厄尔尼诺事件，Nino 4经过标准化后在台风盛期超过了一个标准差，而Nino 3指数则低于这个范围为中太平洋厄尔尼诺事件，随后，我们确定了6个中太平洋厄尔尼诺年（1991年、1994年、2002年、2004年、2006年和2009年）和5个东太平洋厄尔尼诺年（1972年、1976年、1982年、1987年和1997年）。因为之前的研究表明，厄尔尼诺事件对西北太平洋台风的影响是季节性的(Chen和Tam 2010；Kim等人2011；Zhang等人2012；Wang等人2013)，我们关注的是在台风盛期发生的强台风，台风盛期被划分为夏季(JJA)和秋季（son)。

气象变量(例经向和纬向风场)是由美国国家环境预测中心/国家大气研究中心(再分析资料收集中心)收集的1948-2009年空间水平分辨率为2.5° times; 2.5°的资料 (Kalnay等人1996)，从1974年开始的OLR资料是从美国国家海洋和大气管理局(NOAA)网站获得的(Liebmann和Smith 1996)

(http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.interp_OLR.html)

OLR数据集是基于卫星（如卫星接收器系列：Tiros N和NOAA系列）观测得来的数据，通过时间和空间插值填补空白(Liebmann和Smith 1996);每月全球领域1°times;1°的SST数据集是由英国气象局哈德利中心的SST数据集(HadSST2)( Rayner等人2003年)，海洋热含量是从简单的海洋数据同化(SODA)再分析得到的，它提供了一种基于网格重建下降到700m的历史海洋环流、温度、盐度等(Carton等人2000a，b)，海洋数据同化项目(SODA)由德州农工大学和马里兰大学共同管理，Mann-Whitney U检验用于检验中太平洋厄尔尼诺年和东太平洋厄尔尼诺年强台风频次之间的显著差异，因为样本不需要假设正态分布。最大潜在强度(MPI)利用台风的能量周期来估计台风可能达到的最大表面风速(Emanuel 1986，1988年)。下面的等式用来计算MPI（Bister和Emanuel 2002）：

其中表示最大风速梯度，是在恒定压力下的比热容，是海表面温度，是平均流出温度，是热交换系数，是阻力系数，是海面饱和等效位温，是边界层等效位温。经过一些转换，MPI可以从海面温度，海平面气压，气温和混合比（Bister和Emanuel 2002）中推导出来。值得注意的是，上述公式只能计算最大风速剃度，因此应该减少20％以反映实际地表风（MPI），本研究采用MPI分析台风增强的潜力，MPI在夏季(秋季)的异常被定义为夏季(秋季)的MPI超过了1948年至2013年期间的夏季(秋季)平均水平，NCEP/NCAP再分析资料可以推导出这一时期MPI的数据。

3分析结果

在中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年分别有48次和35次强台风，中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年盛期的强台风年平均频次分别为8次和7次（表1），台风盛期频次的差异未能通过显著性检验；在中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年的夏季，强台风的频次没有明显的差别，然而，采用的Mann-Whitney U检验的秋季强台风频次有明显的区别。在中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年的夏季，强台风的平均频次分别为3.1次和4.2次，中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年的秋季，强台风的平均频次分别为4.9次和2.8次。（表1: 表1 中太平洋和东太平洋厄尔尼诺年夏季（秋季）的强烈台风平均频次, 基于Mann-Whitney U检验, 粗体行表示0.1级的显著性，括号中的数字表示平均频次，而括号前面的数字是总频次;图1：图1 中a为中太平洋厄尔尼诺年夏季，b为东太平洋厄尔尼诺年夏季，c为中太平洋厄尔尼诺年秋季和d为东太平洋厄尔尼诺年秋季的强台风的轨迹和发生位置，中太平洋厄尔尼诺年包括1991年、1994年、2002年、2004年、2006年和2009年，以及东太平洋厄尔尼诺年包括1972年、1976年、1982年、1987年和1997年；台风符号表示强台风的生成位置、实曲线表示台风轨迹)。在中太平洋、东太平洋厄尔尼诺年秋季强台风的频次差异均通过了显著水平为0.05的Mann-Whitley U检验。我们很感兴趣想要弄清楚是，中太平洋厄尔尼年强台风的高频现象是否是台风强度达到热带风暴或以上强度的台风频次普遍较高的结果。表2中台风强度达到热带风暴及以上的台风频次分别在中太平洋（东太平洋）厄尔尼诺年的夏季、秋季、以及台风盛期都没有发现显著的差异。中太平洋厄尔尼诺年秋季强台风的平均频次（4.9次）远高于东太平洋厄尔尼诺年秋季强台风的平均频次（2.8次)，而中太平洋厄尔尼诺年秋季热带风暴的平均频次(12.7次)略高于东太平洋厄尔尼诺年秋季热带风暴的平均频次(11.8次) (如表1、表2)。这表明，中太平洋厄尔尼诺年强台风的高频次不应被归因于热带风暴在中太平洋厄尔尼诺年的频次较高，与此同时,强台风与热带风暴的比率在东太平洋厄尔尼诺年的夏季为41.2%，而在中太平洋厄尔尼诺年的夏季则为31.2%。热带风暴的平均频次和生成位置并不利于在中太平洋厄尔尼诺年夏季的TC增强，这可能是因为与中太平洋厄尔尼诺夏季相比，东太平洋厄尔尼诺夏季强台风与热带风暴的比率更高。然而，强台风在东太平洋厄尔尼诺年秋季的比率是23.7%，而在中太平洋厄尔尼诺年秋季则是38.2%，这与秋季强台风的高频现象是一致的。换句话说，强台风的比率和发生的频次在中太平洋厄尔尼诺年秋季和东太平洋厄尔尼诺年秋季都是较高的。延长的台风生命史是造成高强度台风的一个重要因素，因为台风有更多的机会从温暖的海洋表面获得能源供应(Chan 2008，Tu 等人2011)。因此，台风生命史作为一个很重要的因素来解释为什么会有更强烈的台风发生在中太平洋厄尔尼诺年，特别是在中太平洋厄尔尼诺

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[22117]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word