西北太平洋热带气旋活动对东亚夏季气候的影响
本文利用NCEP/NCAR再分析资料、日本气象厅东京台风中心热带气旋(TC)最佳路径数据集资料、中国大陆2474个台站观测资料对夏季西北太平洋TC活动对东亚气候的影响进行了统计诊断分析，并利用中尺度非静力数值模式WRFV3.4.1借助“模式手术”方法开展了模式时间积分过程中抑制TC发生发展和模式初始场中消除TC涡旋的敏感性数值试验，利用数值试验模拟结果对TC活动影响东亚夏季气候的统计分析结果进行了验证，并揭示了相应的物理机制，得到以下结论： 在西北太平洋TC活跃年份，东亚夏季风强度更强，东亚大陆对流层下层的季风南风气流向北推进到更高纬度地区。相应的，在TC活跃年份，东亚夏季风降水带也向北推进并到达更北位置，并且在长江中下游地区停留的时间相对较短，导致该地区夏季降水量偏少。在对流层中上层，TC活跃年份的大尺度环流与TC不活跃年份存在明显不同。在500hPa，TC活跃年份的西太平洋副热带高压强度更弱，明显东退，并且脊线位置明显偏北。在200hPa，TC活跃年份的南亚高压脊线和东亚副热带高空急流轴位置都明显比TC不活跃年份偏北。这表明，西北太平洋TC活动对季风环流的反馈作用与东亚夏季风系统自身变化正好“同位相”。因此，西北太平洋TC活动将导致强东亚夏季风年季风环流的特征更加明显。 夏季频繁的西北太平洋TC活动对西太平洋副热带高压的反馈作用导致中国中东部以及日本南部一带的对流层中下层出现了一个异常反气旋带。因此，在TC活跃年份，长江中下游地区降水减少，日照时长增长，地面气温上升，高温日数增多。此外，由于大量TC在华南沿海登陆，从而导致在TC活跃年份，该地区降水明显偏多，并造成地面气温降低，高温日数偏少。因此，西北太平洋TC活动对中国中东部夏季降水和高温热浪天气的年际变化有一定影响。 WRF模式对西北太平洋TC活动以及相应的大尺度环流特征都有很好的模拟效果。并且，“模式手术”方法能够有效的消除模拟资料中的TC信息。对比包含和不包含TC信息模拟资料的结果表明，西北太平洋TC活动对大气有显著的非绝热加热作用，从而能够不断激发向北传播的遥相关波列，该波列叠加在太平洋-日本遥相关波列上，对中高纬度地区大尺度环流产生影响，从而导致东亚夏季气候发生明显改变。并且西北太平洋TC活动的加热作用能够直接影响大气温度，改变对流层整层和平流层下层的经向温度梯度，从而造成东亚副热带高空急流、西太平洋副热带高压和南亚高压等系统的位置和强度发生改变。此外，TC还能够直接通过动力过程改变风场，并导致天气系统发生变化。由于TC活动能够改变大气中水汽含量的分布，并能改变降水形成的物理条件，从而对降水造成显著影响。大气环流和降水的改变还能够进一步影响地面气温的分布。因此，西北太平洋TC活动在年际时间尺度上对东亚夏季气候有显著影响。
西北太平洋;热带气旋;东亚夏季气候;数值模拟;季风强度
国防科学技术大学
博士
大气科学
钟中
2018
中文
P444;P457.8
2020-04-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）