1990年代中期南海热带气旋活动年代尺度增强的机理研究

TC activity over the South China Sea (SCS) experiences a significant decadal enhancement in the mid-1990s. However, the changes of large-scale circulation and environmental conditions over the East Asia hardly correspond to the decadal change of TC genesis simultaneously. Meanwhile, a significant decadal change of the SCS intraseasonal oscillation (ISO) activity occurred in 1994, and its intensity starts increasing since the mid-1990s on the decadal time scale. In particular, the interannual and decadal variations of the SCS TC genesis exhibit a close relationship with those of the ISO activity. This project focuses on the mechanism and influences of the ISO change on the decadal enhancement of TC activity over the SCS in the mid-1990s. By statistical analysis, diagnosis method and numerical simulation experiment, the cause of inconsistent changes between the SCS TC activity and local environmental variables will be studied. The differences of ISO impacts on the TC genesis and intensity between the two decades will be investigated. The dynamic and thermodynamic impacts of ISO activity in association with the intensified convergence and enhanced convection on the long-term TC change will be analyzed. All above-mentioned issues studied in this project will be helpful to enlarge the knowledge of the mechanism of the ISO influences on the TC activity, as well as the long-term TC activity over the SCS. This project might be also beneficial for the improvement of TC activity seasonal prediction over the SCS and the western North Pacific.

上世纪90年代中期，南海热带气旋（TC）活动发生了一次明显的年代尺度增强，然而东亚大气环流和南海环境场的年代尺度差异并未与这次TC突变表现出明确的对应关系。与此同时，1994年后南海季节内振荡（ISO）活动强度增大，其与TC在年际和年代时间尺度上表现出较好的一致性变化。本项目以ISO对上世纪90年代中期南海TC年代尺度增强影响的过程和机理为研究对象，采用观测资料统计检验、能量收支诊断分析和敏感性数值模拟试验等方法，研究南海TC活动与环境场变量年代差异非一致性变化的原因，分析突变前后的两个年代，局地ISO结构、强度和传播等特征对TC生成与移动影响过程的差异，揭示与ISO变化密切关联的对流层低层辐合增强及活跃对流调制南海TC年代尺度增强的动力学和热力学机理。本项目的研究有望深化对ISO调制TC活动物理过程及南海TC长时间尺度变化机制的认识，为南海和西北太平洋TC活动的季节预测提供科学依据。

本课题以上世纪90年代中期南海热带气旋（TC）年代尺度增强的机理为研究对象，分析这次TC突变与大尺度环境场年代尺度演变的对应关系，研究了局地季节内振荡（ISO）活动对TC年代尺度变化的影响过程。结果表明，南海夏季TC活动在1990年代中期经历了一次显著的年代尺度突变。1994到2000年代初期TC生成频数明显多于1970年代中期到1990年代初期，多套TC路径资料均显示突变年为1994年。值得注意的是，南海大尺度环流和环境场异常与这次年代尺度突变的对应关系并不明显，而南海的ISO强度在1994年之后明显增加，TC活动的年代尺度增强很大程度上可归因于同期ISO强度增加所带来的低层辐合以及活跃的对流活动。当去除TC涡旋季节内变化影响后，1994年之后ISO活动不仅更有利于TC生成，还主导了1990年代中期TC活动的年代尺度增强。除此之外，1994年之前几乎所有TC活动都被局限在南海海盆以内，大多数TC以西北和北行路径为主；然而1994年以后，更多东北路径的TC移出南海，进入东海和菲律宾海，影响到更高纬度的区域，这主要是西太副高南移和东风异常增强造成的。. 南海TC活动在2000年代初期也经历了一次显著的年代尺度突变。2003年至2010年代初期TC生成频数显著低于之前的一个年代，TC生成频数、强度、生命史长度也明显弱/短于前一段时期。TC登陆活动明显减少，登陆后迅速衰亡。2003-2011年，南海北部和华南对流层低层为东风异常，同时出现中层下沉运动异常和环境场偏干的状况，南海夏季风的强度从1994-2011年持续减弱。由此可见，这次TC活动年代尺度突变和发生在1990年代中期的突变存在显著不同。北印度洋和西太平洋在后一年代出现明显的SST年代际尺度增暖，由于热带SST纬向梯度的存在，60°-80°E附近的北印度洋和150°E附近的西太平洋出现异常上升运动，对流层高层的纬向气流在90°-120°E的南海区域辐合下沉。在异常下沉干空气的影响下，南海北部的对流活动和TC生成被抑制。伴随着南海局地SST冷却和低层东风异常加强，南海ISO活动减弱，这也在很大程度上削弱了包括TC扰动在内的天气尺度系统的发展。