副热带高压系统影响西北太平洋热带气旋变性的机理研究

研究热带气旋发生温带转变（ET）的机理对于防灾减灾具有十分重大的意义。尽管国内外针对ET已经开展了大量的研究，然而目前的研究成果主要集中在中纬度环流系统、尤其是西风槽与ET的相互作用。在西北太平洋上，副热带高压（WPSH）是一个非常重要的天气系统，但是WPSH对ET的影响往往被忽视。因此，本项目拟开展WPSH影响ET的机理研究，主要研究内容为：(1)利用诊断分析的方法，通过改进气旋相空间技术，研究WPSH不同活动状态与变性TC移动路径和强度变化的关系，深入理解在ET过程中WPSH影响气旋发生水平和垂直结构演变、风雨异常分布的动力学机理；(2)通过数值模拟的手段，采用片段位涡反演技术并且开展敏感性试验，研究WPSH和中纬度环流系统对变性的贡献及其相对大小，建立两者共同影响下西北太平洋TC变性的概念模型。

研究热带气旋发生温带转变（ET）的机理对于防灾减灾具有十分重大的意义。本项目将以往研究中被忽视的西太平洋副热带高压对ET的影响机理作为研究重点，将多家最佳路径数据以及再分析资料与多种统计学方法相结合，探讨了西北太平洋变性TC的时空多尺度特征，研究了在ET过程中西太平洋副热带高压对气旋移动路径和气旋与中纬度环流相互作用两方面的影响。通过本项目的研究，发现了不同机构的最佳路径数据由于监测和预警范围的不同而导致了变性热带气旋的记录存在较大差异，在西太平洋海域以日本气象厅区域专业气象中心的资料最优；揭示了热带气旋变性前后热力结构由对称变为不对称、高低层由暖心变为冷心，同时由于西北太平洋热带气旋变性主要由与中纬度环流的相互作用引起，高层由暖变冷最先发生；利用热带气旋变性前后的热力结构差异作为判别条件，结合再分析资料对历史最佳路径数据中缺失的热带气旋变性信息进行了增补，并且进行了气候学分析；将变性热带气旋路径进行经验正交函数分解后，发现后两个模态都与西太平洋副热带高压的分布形态密切相关，其中第二个模态受副热带高压东西位移的影响，副热带高压西进时，变性热带气旋影响东亚大部分地区，而第三个模态受副热带高压南北位移的影响，副热带高压南退时，变性热带气旋主要影响我国南方；对热带气旋变性概率异常大年和异常小年的进行了差异性分析，并且给出了西太平洋副热带高压影响ET的概念模型，即当副热带高压减弱东退时， 热带气旋生成位置偏东，大尺度引导气流有利于热带气旋发生转向，同时中高纬度西风槽非常活跃，更增加了热带气旋发生变性的可能；而当副热带高压增强西进时，热带气旋生成位置偏西，大尺度环境场主要引导热带气旋西行，再加上中高纬度西风槽活动减弱，即使有热带气旋转向北行，发生变性的概率也大大减小；利用偏最小二乘回归技术设计了用于西北太平洋变性热带气旋强度预报的客观方法，多年预报试验表明该方法具有一定的预报能力。项目的研究成果加深了对ET事件的气候特征和西太平洋副热带高压影响热带气旋变性机理的认识和理解，为提高对变性热带气旋活动的预报提供了科学依据。