季风涡旋影响西北太平洋台风强度变化和精细结构的机理研究

Typhoon intensity is currently one of the challenges in the operational typhoon forecast and one of the hottest topics in the tropical cyclone research community. In past several decades, there are many researches focused on principal factors and physical mechanisms affecting typhoon formation, motion and intensity changes. However, the associated mechanisms resulting in changes of intensity and structure are not clear, and large errors in operational intensity forecast are still remained when typhoons undergo sudden intensity changes. More and more studies suggested that the changes of typhoon intensity and structure are closely related to summer monsoonal circulations in the western North Pacific. This proposed research project will be dedicated to the influence of low-frequency monsoon gyre on the changes of typhoon intensity and structure through observational analysis and numerical simulation. The main objectives include 1) understanding of the characteristics and evolution of monsoon gyres responsible for various changes of typhoon intensity and structure, and the characteristics of typhoon fine structure changes associated with monsoon gyres, 2) studying mechanisms of the influence of the interaction between monsoon gyres and typhoon internal dynamics on the typhoon fine structure, and improving the understanding of changes of typhoon fine structure.

目前，台风强度是台风业务预报的主要难点之一，也是国际台风研究领域的热点课题。过去几十年里，虽然对影响台风生成、运动、强度变化的关键因子及其主要物理过程进行了很多研究，但是对台风强度和结构变化的原因还不清楚。特别是当台风强度发生突然增强或减弱时，仍然存在较大预报误差。越来越多的研究表明，台风强度和结构变化与西北太平洋夏季季风环流型式有密切关系。本项目拟研究低频季风涡旋对台风强度和结构变化的影响，揭示导致台风强度发生不同变化的季风涡旋的演变规律和环流特征，以及季风涡旋影响下的台风精细结构变化特点；研究季风涡旋和台风内部动力过程相互作用对台风精细结构的影响机理，提高对台风精细结构变化机制的认识。

目前，台风强度是台风业务预报的主要难点之一，也是国际台风研究领域的热点课题。过去几十年里，虽然对影响台风生成、运动、强度变化的关键因子及其主要物理过程进行了很多研究，但是对台风强度和结构变化的原因还不清楚。特别是当台风强度发生突然增强或减弱时，仍然存在较大预报误差。越来越多的研究表明，台风强度和结构变化与西北太平洋夏季季风环流型式有密切关系。本项目从低频季风涡旋的角度出发，利用多源观测资料和再分析资料，研究低频季风涡旋背景下，热带洋面上台风强度变化的统计特征，揭示导致台风强度发生不同变化的季风涡旋的演变规律和环流特征，发现虽然只有不超过三分之一的台风快速减弱发生在热带西北太平洋，但是其中超过40%的突然减弱和季风涡旋有关，通常快速减弱发生在台风达移动到季风涡旋中心附近，伴随着台风路径的向北转向过程，大尺度环境因子都不是影响热带地区台风发生快速减弱的关键因子；利用中尺度WRF模式的高分辨率数值模拟和敏感性试验，结合多种诊断分析方法，研究了季风涡旋和台风内部动力过程相互作用对台风结构的影响机理，初步揭示了不同相对位置时，季风涡旋和台风的相互作用会导致台风发生不同的强度变化，当台风位于季风涡旋东侧时，季风涡旋为台风增强提供了增大的惯性稳定，当台风移到季风涡旋中心附近并与之合并，季风涡旋东侧增强的对流又会阻碍低层的能量进入台风内核区域，从而台风眼墙发生崩塌，台风在热带洋面上减弱。这些研究成果提高了对台风结构变化机制的认识，并为台风强度预报提供参考。