（气象学专业论文）热带气旋形成的大尺度研究.pdf

摘要 热带气旋是发生在热带海洋上的一种特殊的强烈天气系统。t c 形成预报由于在广阔的 洋面上缺少可靠的观测，还处于起步阶段。每年夏天热带洋面都有上百个以上的热带扰动 发生，而只有十分之一才能发展为台风。故对于台风生成客观预报方法的研究，不仅可以 填补国内空白，也可为防台减灾赢得足够的决策时间 首先，本文通过新的大尺度背景分类结果，将热带气旋大尺度背景分为赤道辐合带、 季风槽、东风波、热带对流层上部槽和斜压性扰动五种。井对在此基础上的各类t c 在形成 时间，地点、强度、尺度，登陆我国情况等方面的特征进行了对比分析。其中i t c z 类型每 月都有可能形成t c ，季风槽登陆我国的情况最多，东风波登陆我国的情况次于季风槽，斜 压性扰动的生命史最短。 其次，对1 9 9 5 - 2 0 0 4 年西北太平洋大尺度背景下形成的热带气旋，从大尺度背景参数 方面进行讨论，找出热带气旋形成当日的不同参数要求。本文在前人得到的重要大尺度参 数( s s t 、2 0 0 - f 1 5 0 h p a 纬向和经向风垂直切变、中层相对湿度、2 0 0 h p a 散度、c a p e ) 工作 基础上，加入预报员实际经验得到的重要参数( 9 2 5 h p a 散度、低层相对湿度、8 5 0 h p a 涡度、 8 5 0 h p a 涡度趋势、8 5 0 - 9 2 5 h p a 水汽场、底层涡度三日变化趋势、中层相对湿度三日变化趋 势) ，发展一个西北太平洋上可行的大尺度判据。即在不考虑权重的情况下，满足一定范围 的大尺度参数，则认为t c 有可能形成。针对西北太平洋和南海区域分别得出不同的判据条 件。 最后，为了检验大尺度判据对t c 形成的预报效果，首先与实际情况对比，做确定性预 报；然后，设计了气候方法，使用b s 评分对两种方法进行比较。通过五年独立样本检验， 气候方法与实际情况的平均b s 为0 1 4 8 2 ，大尺度判据方法与实际情况的b s 在 0 0 9 0 2 - 0 1 3 3 2 之间，认为所设计的针对不同区域的大尺度判据较为合理，能够拟合出大部 分的t c 事件。 关键词：热带气旋形成；大尺度背景分类；大尺度判据 a b s t r a c t t r o p i c a lc y c l o n e s , w h i c hf o r m0 1 1t h et r o p i c a lo c e a n s a r ek i n d so fs t r o n gs y n o p t i cs y s t e m f o rl a c kr e l i a b l ed a t ao nt h ev a s to c e a n , t h et r o p i c a lc y c l o n ef o r m a t i o nf o r e c a s t i n gi so nt h ei n i t i a l s t a g e t h e r ea r ch u n d r e d so ft r o p i c a ld i s t u r b a n c e sh a p p e n0 1 1t h et r o p i c a lo c e m ls n r f a c ee v e r y s u m m e r , b u t1 0 o ft h e mc o u l dd e v e l o p 幻t y p h o o n t h er e s e a r c ho ft r o p i c a lc y c l o g e n a s i s o b j e c t i v ef o r e c a s t i n gh a v eg r e a ts i g n i f i c a n c e u s 啦n e wl a r g e - s c a l eb a c k g r o u n d sc l a s s i f i c a t i o n , t h ep a p e rd i v i d e d t h el 晔- s c a l e b a c k g r o u n d so ft r o p i c a lc y c l o n e si n t ot h ei n t e r u _ 0 p i c a lc o n v e r g e n c ez o n e ( i t c z ) ，m o n s o o n t r o u g h , e a s t e r l yw a v e ，t r o p i c a lu p p e rt r o p o s p h e r i ct r o u g h ( t u t t ) a n db a t o c l i n i cd i s t u r b a n c e t h ep a p e ra n a l y s e st h ec h a l - a c t e r so ft h ec y c l o n e su n d e rd i f f e r e n tl a r g e - s c a l ec i r c u l a t i o n b a c k g r o u n d s ，l i k el i f ec y c l e 、s o u r c e 、i n t e n s i t y 、s c a l ea n dl a n d f a l l i t c zc o u l df o r mt ce v e r y m o n l h t h es i t u a t i o no f m o n s o o nt r o u g ht ol a n d f a l li sm o r et h a na n yo t h e rb a c k g r o u n d s 。e a s t e r l y w a v ei st h es e c o n d t r o p i c a lc y c l o n e so f b a r o c l i n i cd i s t u r b a n c eh a v et h es h o r t e s tl i f ec y c l e t h ep a p e ra n a l y s e st h el a g e r - s c a l ec i r c u l a t i o nb a c k g r o u n d sa c c o m p a n y i n gt r o p i c a lc y c l o n e f o r m a t i o ni nt h ew e s t e r nn o r t hp a c i f i cb e t w e e n1 9 9 5a n d2 0 0 4 s o m el a r g e - s c a l ep a r a m e t e r sa l e o b t a i n e da n dc o m p u t e df r o mn c e pr e e n a l y s e sw i t h2 5 。l a t i t u d er e s o l u t i o n t h ep a p e rc a l c u l a t e d t h ed i f f e r e n c ep a r a m e t e r su n d e rd i f f e r e n tl a r g e s c a l eb a c k g r o u n d sd u r i n gt h ep e r i o do ft r o p i c a l c y c l o g e n e s i s a n dd e v e l o p e dv i a b l el a r g e - s c a l ec r i t e r i af o rt cf o r e c a s ti nt h ew e s t e r nn o r t h p a c i f i c a t t h es i t u a t i o n t h a t t h e w e i g h t i n g f a c t o r so f e a c h p a r a m e t e ra r ee q u a l , t c w o u l d h a p p e n w h e nl a g e r - s c a l ep a r a m e t e r sm e e ts p e c i f i cr a n g e t h ed i f f e r e n c es e aa 坨私u s ed i f f e r e n c ec r i t e r i a t oe x a l l l i n e t h ee f f e c t o f l a g 州c a l ec r i t e r i a t o f o r e c a s t t c f o r m a t i o n , t h e p a p e r c o m p a r e t h e r e s u l tw i t hr e a l i t ya tf i r s t w ea l s od e s i g n e dac l i m a t em e t h o dt of o r e c a s tt cf o r m a t i o n , a n d c o m p a r e dc f i m a t em e t h o dw i t hl a r g e - s c a l ee r i t e r i a u s i n gb r i e rs c o r e ，w h i c h i sas k i l lo f m e a s u r e p r o b a b i l i s f i cs y s t e m , t h ep a p e rf o u n dt h a tl a r g e s c a l ec r i t e r i ai sr e a s o n a b l e k e yw o r d s ：i z o p i c a lc y c l o g e n e s i s ：l a r g e - s c a l eb a c k g r o u n d sc l a s s i f i c a t i o ml a r g e - s c a l ec r i t e r i a n 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以。求实、创新。的科学精神从事研究工作 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意 作者签名；= 石邑密 日期：趁2 。苎：墨 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的 规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交 论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利日的的少量复 制并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保 密的学位论文在解密后适用本规定 作糕名：旃 日期：圭= 2 ：圭：星 第一章前言 热带气旋( t r o p i c a lc y c l o n e ，以下简称t c ) 是发生在热带海洋上的一种特殊的强 烈天气系统，热带风暴、强热带风暴以及台风均由其发展而来。强大的台风通常是从热 带原先强度很弱小的扰动发展起来的，热带洋面上每年夏天有上百个以上的热带扰动发 生，其中只有十分之一的可能性发展成台风。据统计，除南大西洋外，全球的热带海洋 上都有t c 生成，t c 灾害伤亡人数之多在十大自然灾害中高居首位。西北太平洋和南海是 全球热带水域上生成t c 最多、发展最强的地方。我国是世界上受t c 危害最严重的国家 之一，近年来，因而其造成的年平均损失在百亿元人民币以上。在全球变暖的背景下， t c 活动出现了新的特征：超强台风出现频率明显增多，风雨灾害愈发严重，如0 6 0 4 号 b i l i s 造成千余人伤亡。当然台风也不是一无是处，台风的活动对于解除我国长江流域 及江南地区盛夏伏早起着极其重要的作用。因此，准确预报t c 运动状况对防灾减灾具 有重要意义。 作为新的尝试，台风生成客观预报方法研究，不仅可以填补国内空白，也可为防台 减灾赢得足够的决策时间。 1 1 国内外研究进展 台风的形成包括台风的发生和台风的发展或加强。台风的发生指一个弱的未闭合的 扰动如何发展成为一个闭合的较深厚的热带气旋：台风发展指后者如何增强成台风。1 1 c 的路径预报在过去几十年得到很大提高，但t c 形成预报由于在广阔的洋面上缺少可靠 的观测，还处于起步阶段。因而准确的t c 生成预报，对采取预防措施，减轻损失是必 不可少的。可见加强t c 生成变化理论及其预报技术的研究具有非常重大的意义。 长期以来，人们对t c 发生发展的条件进行了许多研究，得到不少关于t c 发生发展 的环境条件和判据，但至今没有完全一致的看法，大部分环境条件主要根据大尺度环流 背景的分析得到；至于1 1 c 发生发展理论和数值试验的研究，近几年来也进行了不少专 门研究，取得很多结果，但至今没有完全解决。目前，对1 发生发展条件的看法有一 些分歧，但对亿发生发展的物理过程认识是比较一致的：认为t c 的形成过程实际上是 由一个冷中心的热带扰动或低压逐渐转变为暖中心的t c 的过程。对适于t c 生成的条件， 普遍认为有( 1 ) 广阔的暖洋面，海水温度在2 6 。c 以上，提供t c 高温、高湿的空气；( 2 ) 对流层风速的垂直切变小，有利于热量聚集；( 3 ) 地转参数f 大于一定值( 纬度大于5 的地区) ，有利于形成强大的低压涡旋；( 4 ) 热带存在低层扰动，提供持续的质量，动量 和水汽输入。 根据尺度相互作用得到的第二类条件不稳定目前认为是描述台风发展的一种重要 机制：水汽凝结使得潜热释放，高空增暖和质量流出，地面气压下降，地面辐合增强， 如此循环。越来越多的证据证明t c 形成的物理过程考虑了对流和动力的相互作用。这 些层次的预报面临的问题是在没有有用的客观证据( 即使有也很稀少) 的情况下如何做 出预报。 对于t c 形成的研究，现阶段主要是从三方面做出进展：在统计的基础上对形成t c 的大尺度参数进行讨论；通过一些大尺度参数做出一些预报因子；用数值模拟来模拟1 c 形成。 在对t c 形成大尺度参数方面，前人总结了很多大尺度参数。g r a y “3 指出对t c 形成 有利的条件为：有足够深的暖洋面、深层大气条件不稳定、比一般中对流层数值高的相 对湿度、相对大的低层涡旋、环流中心弱的垂直风切变和中心远离赤道。前三个为热力 学变量，后三个为动力学变量。m c b r i d e 。：指出，当必要的热力动力条件和地转条件长时 间存在在热带海洋上，低层涡旋和垂直切变参数可以对小的时间空问尺度产生重要影响。 k e v i nk 等。1 从2 5 。分辨率n e c p 再分析资料中计算出六个大尺度参数：海平面温度、 2 0 0 8 5 0 h p a 纬向和经向垂直风切变、5 0 0 - 7 0 0 h p a 平均相对湿度、对流有效位能、2 0 0 h p a 散度。并且在得出的值的分布基础上，形成一个可能的形成区域。s s t 对台风生成的影 响是因为一个足够暖的洋面混合层为对流发展提供了必要的热能和地面热流。在西北太 平洋，由于s s t 随时间会冷暖循环，所以台风发生事件在八月份最多，而且从七月份开 始，更多t c 形成在3 0 n 的高纬，到九、十月份，形成地点再向赤道移动。t c 形成在 低垂直风切变的条件下，因为大的垂直切变会阻止对流进一步发展，限制了伴随上层暖 2 如c h r i s t o p h e rch e n n o n 等从大西洋海域形成和传播的一个新的热带云簇数据集选取 t c 和不能发展成t c 的云簇，为研究t c 生成提供了方便。h s i nh s i n gc h i a 等伽用 2 0 0 - 8 5 0 h p a 垂直风切变、s s t 、季风槽的地点和强度、西太平洋副高的地点和强度，分析 了西北太平洋t c 形成地点的年际变化。m a r kd e m a r i a 等”使用三个参数：s 、i 、m ，生 辨 口 黝一。尔。 l i ，b i n gf u 等”使用t r 删的t m i 和q u i k s c a t 卫星数据证明在西北太平洋，热带气旋 3 旋生成过程，用三维模式模拟气旋生成过程，从模式方面对热带气旋的生成做出了努力 由上可见，很多人对1 1 c 形成的大尺度参数进行了分析研究，得出了大量宝贵的结 论，但对于预测因子和模拟处于理论研究阶段。 1 2 本文研究内容 首先，针对1 1 c 形成的天气大尺度背景。t c 形成于不同的大尺度背景条件下，由于缺 少海上观测资料，主要存在的问题是对1 大尺度背景分类较粗，而且没有得到统一的划 分标准。现阶段，随着观测资料日益丰富、可获得资料准确性增强，我们对t c 形成的大 尺度背景在现有资料的基础上，结合多年经验，进行了重新分类。这使大尺度背景分类 在可信性、准确性上都有了很大提高。本文在此分类基础上，对1 9 9 5 - 2 0 0 4 年的t c 进行 分类讨论。并对在此基础上的各类t c 在形成时间、地点，强度、尺度，登陆我国情况等 方面的特征进行了对比分析。其中i t c z 类型每月都有可能形成t c ，季风槽登陆我国的情 况最多，东风波登陆我国的情况次于季风槽，斜压性扰动的生命史最短 其次，t c 形成很大程度上取决于天气尺度扰动的发展和它与大尺度背景环流场的相 互作用的结果，需要满足一定的热力条件、动力条件和环境条件。本文对西北太平洋t c 形成事件进行研究，找到对1 1 c 形成有借鉴作用的有效预报因子利用能够表征这些特征的 大尺度参数，发展一个可行的预报判据。利用j t v c 最佳路径资料，2 5 2 ，5 。分辨率 的n c e p 再分析资料及1 x1 。分辨率n c a rr e y n o l d s 周平均海温资料，计算出t c 生成 所对应的大尺度参数。在不考虑各个大尺度参数权重的情况下，认为满足一定数目的大 尺度参数条件，则认为有t c 形成，得到预报t c 形成的大尺度判据方法。 为了对比大尺度判据对t c 形成的预报效果。首先通过拟合，做历史回报；然后设 计了气候方法，并且使用b s 评分对气候方法与大尺度判据方法进行比较。通过检验， 所使用方法能起到一定的预报效果，预报出t c 形成的时间和大体位置，不过准确率需 要进一步提高，计算量相对也较大。介于使用的判据在预报效果上面仍然有很大的改善 空间，故对下一步工作在改善判据的参数条件方面和判据类型方面提出了一些具体的设 想，希望在预研究的基础上通过进一步细分条件，对t c 形成做出更加糟准的预报。 4 第二章西北太平洋热带气旋形成的大尺度背景分类分析 2 1 引言 台风的扰动需要初始的热带扰动做胚胎，但对于热带扰动的来源却有着不同的看法， 这是目前台风发生问题中争论的问题之一。早期关于台风初始扰动来源的研究，在大西洋 上不少人认为主要是东风波，而在太平洋主要是热带辐合区扰动与其他类型扰动。目前主 要认为季风槽、赤道辐合带、东风波是有利于t c 发展的大尺度背景条件。b r i e g e l 脚认为 生成t c 的大尺度背景，季风槽占2 8 、赤道辐合带占4 6 、东风波占1 2 ；r i t c h i e 认为 季风槽占4 0 ，赤道辐合带占3 0 、东风波占1 5 。 可见对于t c 形成的天气大尺度背景，造成这种分类较不同的原因是因为缺少海上观测 资料。而且对t c 形成判据，没有得到统一的划分标准。现阶段，随着观测资料日益丰富， 可获得资料准确性增强，本文在1 1 c 形成的大尺度背景在现有资料的基础上，结合多年经验， 进行了重新分类。将t c 形成的大尺度背景分为赤道辐含带( i t c z ) 、季风槽、东风波、热 带对流层上部槽( w f t ) 和斜压性扰动五种，这使分类在可信性、准确性、可预报性上都 得到了很大的提高。 各种大尺度背景下形成t c 情况各有不同，通过对不同条件的研究，可以更好的区分 1 1 c 的形成机制、找出其规律，为在不同大尺度背景下t c 形成地点、时间的预报提供方便。 本文对t c 形成的大尺度背景进行分类，并对在此基础上的各类t c 在形成时间、地点、 强度、尺度、登陆我国情况等方面的特征进行了对比分析。 2 2 数据 本文所用数据来源于西北太平洋( 1 0 0 。e - 1 6 0 。w ) 上形成的3 2 6 个t c 的j o i n tt y p h o o n w a r m i n gc e n t e r ( j t w c ) 资料，研究时段为1 9 9 5 2 0 0 4 年。源地、强度分析和登陆我国台 风资料使用1 9 9 5 2 0 0 4 年十年j _ r 虻资料，最大风速半径和最外层闭合等压线半径所用资料 使用2 0 0 1 2 0 0 4 年四年t w c 资料，每个t c 的形成时间、地点以y n c 第一个t c 中心资料 为标准。 5 t b b 资料是日本静止气象卫星( g r 5 - 5 ) 红外( i i 1 ) 通道资料反演得到的，单位为， 空间分辨率为0 0 5 。( 约5 6 k m ) 1 9 9 5 - 2 0 0 4 十年中，在西北太平洋肿c 资料共有3 2 6 个t c 形成，其中1 6 0 。e 以东缺 少云图形成资料，不易准确辨别t c 形成的大尺度背景，形成在1 6 0 e 以西的共有3 1 6 个， 故本文讨论的大尺度背景分类下的t c 主要考虑1 6 0 e 以西的情况。表2 1 显示了西北太 平洋1 6 0 。e 以西十年期同t c 个体事件 表2 11 9 9 5 - 2 0 0 4 年西北太平洋1 6 0 。e 以西 各年热带气旋总数及十年平均个数 y e 盯n u m b e ro f n a m e dt c s 1 9 9 5 3 2 1 9 9 64 2 1 9 9 7 2 9 1 9 9 82 7 1 9 9 9 3 2 2 0 0 0 3 3 2 0 0 13 2 2 0 0 23 0 2 0 0 3 2 7 2 0 0 43 2 1 0 - y ra v e r a g e 3 1 6 十年间，1 6 0 。e 以西平均每年发生3 1 6 个t c 。其中，1 9 9 6 年发生了4 2 个t c 事件， 明显高于平均水平。而1 9 9 7 、1 9 9 8 、2 0 0 3 三年发生的t c 事件不到3 0 个，其余时刻t c 事 件基本保持在3 2 个左右。 2 3 大尺度背景分类 2 3 1 分类标准 6 本文将1 1 c 形成的大尺度背景分为赤道辐合带( i t c z ) ，季风槽，东风波，热带对流层 上部槽( t u t t ) ，斜压性扰动五类。所用的大尺度分类标准划分如下： ( 1 ) 赤道辐台带：南北半球两个副热带高压之间气压最低、气流汇合的地带，i t c z 有明显的季节性位移，北半球夏季，由于副高北移和西南季风增强，i t c z 位置偏北 当东南信风和东北信风在赤道附近交汇流线图上呈气旋。随气流加强赤道槽内云团 发展成1 1 c 。赤道辐合带类型t c 主要参照t c 形成时底层流线图。如0 1 0 2 号台风( 图 2 1 ) ，在t c 形成时刻1 0 0 0 h p a 、8 5 0 h p a 流线图上呈现为涡旋形式，随着气流加强赤 道槽内云团发展成t c 属于i t c z 类型。 图2 10 1 0 2 号t co h 时刻1 0 0 0 h p a 和 8 5 0 h p a 流线图，i t c z 类型 ( 2 ) 季风槽：在西南季风区，位于印度半岛的低气压槽是热带辐合带活跃时的状态， 槽内东北信风和热带西南季风辐合非常强烈，是产生t c 的主要来源。夏季东北信风 北移，南半球东南信风越赤道后，转为西南气流，在季风槽内云团发展成t c 。季风 槽类型t c 主要参照t c 形成时底层流线图。如0 2 1 6 号台风( 图2 2 ) ，参照代形成 时刻1 0 0 0 h p a 、8 5 0 h p a 流线图，东北信风北移，南半球东南信风越过赤道后，受地转偏 向力影响变成西或西南风时与副高南侧偏东气流所形成的风向辐合，随着偏西气流的 加强或北抬东伸，季风槽内云团发展成台风。 图2 20 2 1 6 号t c0 h 时刻1 0 0 0 h p a 和 8 5 0 h p a 流线图，季风槽类型 ( 3 ) 东风波：在副高南侧对流层中下层的东风气流里，常存在一个槽或气旋性曲率 最大区，呈波状形式自东向西移动，这种热带波动出现并活动在东风气流里。当副高 偏北，副高南边偏东气流有明显小波动，波动西移发展成t c ；东风波也可作为启动 机制促成t c 。东风波类型t c 参照底层流线图和形成前5 0 0 h p a 天气图。如9 9 2 6 号台 风( 图2 3 ) ，参照托形成时刻8 5 0 h p a 流线图和t c 形成前1 2 h5 0 0 h p a 天气图，副 7 高偏北时，副高以南偏东气流上有明显小波动，当波动西移发展生成台风( 与赤道距 离约大于1 0 。n ) ，也有人认为东风波可作为一种启动机制促使赤道槽内涡旋发展成 台风。 图2 39 9 2 6 号t c 一1 2 h 时刻5 0 0 h p a 天气图和 o h 时刻8 5 0 h p a 流线圈，东风波类型( 4 ) n j t t ：位于热带高空的槽线，它可以是由中 纬度西风槽振幅延长而伸展到热带而成，也可以是商层反气旋南侧之高空东风倒槽， n j 订会带来强垂直切变而影响t c 的发展，也有情况是因为带来良好的高空散度而助 长t c 发展。发展伸向低层，诱生t c ，也有人认为由于能量频散产生强高空散度，有 利于低层涡旋发展。t u t t 类型t c 主要参照底层和形成前高层流线图。如0 2 2 5 号台 风( 图2 4 ) ，参照t c 形成时刻8 5 0 h p a 和t c 形成前2 4 h2 0 0 h p a 流线图，发展伸向 低层，诱生出扰动，发展成台风，也有人认为t u 竹的能量频散在初生涡旋上空产生强 烈的高空辐散，有利于低层涡旋发展成台风。 图2 40 2 2 5 号t c - 2 4h 时刻2 0 0 h p a 和 0 h 时刻8 5 0 h p a 流线图，t u t t 类型 ( 5 ) 斜压性扰动：扰动发展必须供给能量，根据能源的不同，可将动力不稳定区分 为正压不稳定和斜压不稳定两种。中高纬度斜压性扰动进入低纬，变性发展成t c 。 斜压性扰动类型t c 主要参照形成前底层流线图和形成时底层天气图。如0 2 0 4 号台风 ( 图2 5 ) ，参照t c 形成前6 h8 5 0 h p a 流线图和t c 形成时刻8 5 0 h p a 天气图，常见切 断低涡，当明显冷温度槽相配的西风槽东移加深，延伸到低纬，由于槽后冷平流作用， 在槽的南段切断为低涡，进而发展成台风。 图2 50 2 0 4 号t c0 h 时刻8 5 0 h p a 天气图和 一6 h 时刻8 5 0 h p a 流线图，斜压性扰动类型 2 3 2 基本统计特征 8 图2 6 为十年期间，不同大尺度环流背景下t c 形成频率分布图。十年期间，季风槽所 占年平均比率最大，一般在4 0 9 i 左右；赤道辐合带年平均比率约为3 0 9 6 ；东风波、t 【1 u r 、 斜压性扰动三种情况年平均比率基本相同，在1 0 左右1 9 9 5 、2 0 0 1 、2 0 0 2 年季风槽和东 风波比率相当，其他年份年由季风槽产生的1 1 c 占多数情况；东风波、1 1 j t t 和斜压性扰动 所占比率年变化不大。 图2 6 五种大尺度背景下不同热带气旋发生频率 十年平均情况，赤道辐合带为2 7 5 ，季风槽为4 5 6 ，东风波为1 0 1 、n i t t 为1 0 4 、 斜压性扰动为6 3 。结果与b i t c h i e 的结果出入较大；与r i t e h i e 的结果较为相似，但 分类更为详细。 图2 7 不同大尺度背景条件下t c 随月份的不同频数分布情况 从图2 7 可以看出，每个月份均有可能产生t c ，在五月份会有个小波峰。到了7 - 9 月 份，大量t c 生成，然后，个数逐渐减小。五种背景条件在各个月份并不是都有可能产生 1 1 c ，只有i t c z 每个月均有可能产生t c ，其他四种背景条件每年前1 3 月不能产生t c ，可 能由于s s t 条件等条件不利于t c 的形成；季风槽每年5 月份会产生一个小的波峰，6 月份 随后下降，到7 - 9 月份产生的t c 会突然增多；东风波和t u t t 条件下的t c 多形成于7 1 1 月，其它季节不产生t c ，东风波在1 0 月达到最多，而t u t t 在8 月达到最多；斜压性扰动 条件下的t c 多形成于5 1 0 月，每月分布较为接近 对大尺度背景条件下各月生成t c 做频率分布图，可以看出，前半年，各个类型热带气 旋频率分布都较小，到了下半年。除了i t c z 外，其他四种情况都有较大的频率季风槽、 斜压性扰动在五月和八月达到波峰；东风波在七月和十月达到波峰，1 1 j t t 在八月达到波峰。 2 4 不同大尺度环流背景下形成t c 对比分析 2 4 1 源地分析 图2 8 为整体情况和五种大尺度背景条件下分别的热带气旋源她分布情况。西北太平 洋热带气旋源地基本上集中在5 9 卜3 5 。n 之间的范围，特别是集中在1 1 0 。e - 1 8 0 。、5 。 9 n - 2 0 。n 的西北太平洋西南区域。一般认为，由于1 1 c 形成要有足够大的地转偏向力，t 1 c 形 成于5 。n 以北的区域。不过在源地分布图上，可以清晰地看出。有一些t c 形成于5 。n 以 南的区域。其中i t c z 的情况最多，季风槽和t u t t 也有个别特例这种情况，冬半年占了 很大一部分，这可能与跃赤道气流有关，至于具体情况，还需要进一步分析。 图2 8t c 源地分布图 如图z 8 所示，i t c z 的生成源地集中在0 。卜1 5 。n 的西北太平洋南部区域，其中菲 律宾群岛东侧可能生成t c 的机会较大；季风槽集中在5 。n - 2 5 。n 相对广阔的西北太平洋 区域，个别热带气旋延伸到中部太平洋区域；东风波分布在1 0 。n - 2 5 。n 的西北太平洋区 域；n i t t 分布在1 0 。n - 2 0 。n 的西北太平洋中部区域；斜压性扰动分布在西北太平洋区域 的较北区域。 2 4 2 强度和生命史分析 按照美国联合台风警报中心强度划分标准，t c 强度分为t d ( 最大风速v m a x 3 4 k n o t s ) 、 t s ( 3 4 k n o t s v m a x 6 4 k n o t s ) 、t y ( 6 4 k n o t s v m a x 1 3 5 k n o t s ) 、s t s ( 1 3 5 k n o t s v m a x ) 。 表2 2 不同生成类型条件下的强度、生命史、 及登陆我国热带气旋的频数、强度分析 不同强度、生成类型热带气旋频数( 单位：个) 迫类 i t z 季风槽东风波册 斜压性扰动 强度春 s t s1 41 5440 t y 2 96 4 1 3 1 7 2 t s 2 84 3 7 9 6 仍1 62 2831 2 强度分析( 单位：k n o t s ) 平均强度 7 5 6 3 27 4 4 7 97 1 7 1 94 跖3 9 2 5 0 最大强度 1 1 5 01 5 51 4 0l 1 0 最小强度2 52 , 52 52 52 , 5 生命史( 单位：b ) 乎均生命史2 2 3 8 6 21 7 6 8 3 31 5 1 7 2 7 2 71 明 最长生命史 4 8 6伽记24 2 03 7 2 最短生命史 4 22 41 2鹪 3 6 1 9 9 5 - 2 0 0 1 年登陆我国热带气旋频数婵堙邕：个) 登陆时强度( 单位：i m o t s ) 个致 85 35哇2 平均强度 3 55 0 1 4 6 8 韶7 54 5 展大强度 9 01 3 08 58 56 5 最小强度 4 01 53 5 3 5 2 5 由强度分析可以看出，i t c z 、季风槽、东风波、t u t t 平均强度均在7 0 - 8 0 k n o t s 左右， 斜压性扰动平均强度为4 0 k n o t s ，明显弱于其他四种情况。其中孔t t 的平均强度最大。个 倒中，最大强度出现在i t c z 的情况中。i t c z 中，达到t s 、t y 强度的t c 都较其他强度多； 季风槽、东风波、n i t t 中，达到t y 强度的t c 最多；斜压性扰动中，达到t d 强度的t c 最 多。 由生命史分析可以看出，i t c z 、季风槽、东风波、n r r 平均生命史均在2 0 0 h 左右， 斜压性扰动平均生命史为l o o h ，明显短子其他四种情况。i t c z 的平均生命是最长。个例中， 最长、最短生命史均出现在东风波情况中。 1 9 9 5 2 0 0 1 年，登陆我国的t c 共有7 2 个，其中季风槽产生的t c 登陆机会最大( 5 3 1 4 4 ) ， 其次是东风波情况( 5 3 2 ) ，其他三种背景登陆几率约为1 1 0 。登陆时，i t c z 、季风槽、 东风波、t u t t 平均强度均在5 0 - 6 0 k n o t s ，最大最小强度均出现在季风槽的情况下 2 4 3 登陆我国不同强度、不同生成原因热带气旋路径分类 登陆情况以热带气旋年鉴为标准。登陆我国情况中，除了季风槽情况有t d ( 最大 风速v m a x 3 4 k n o t s ) 强度的t c 登陆我国外，其他情况登陆我国的t c 均达到t s ( 3 4 k n o t s v m a x 5 4 k n o t s ) 、t y ( 6 4 k n o t s v m a x 1 3 5 k n o t s ) 、s t s ( 1 3 5 k n o t s v m a x ) 强度 图2 9i t c z 、东风波、n i t t 、斜压性扰动 四种大尺度背景下登陆我国f c 路径 登陆我国的t c 路径中，i t c z 类型的t c 源地位于菲律宾以东洋面低纬度区域，路径有 东南一西北方向运动的趋势，且运动路径较长，个别源地在东太平洋的t c 仍然影响我国； 东风波背景下t c 源地位于菲律宾以东洋面中低纬度区域，路径有东南西北方向运动的趋 势，运动路径相对较长；在1 1 j ”背景下，1 1 c 运动向西，有向北偏移的趋势；在斜压性扰 动背景下登陆我国的t c 较少。源地在台湾岛附近，路径有转折，个别出现打转情况，且路 径较短 图2 1 0 季风槽大尺度背景下登陆我国1 - c 不同强度路径 登陆我国季风槽的t c 不同强度路径中，达到t s 、t y 强度的t c 最多，且都有可能影响 到我国。达到t d 强度t c ，源地在南海区域，路径较短；达到t s 、t y 强度的t c ，路径较长， 集中在菲律宾以北两侧区域；达到s t s 强度的t c ，源地在菲律宾以东的太平洋中部区域， 路径较长，呈东南一西北走向。 2 4 4 最大风速半径 最大风速半径( w i r ) 数据从2 0 0 1 年开始加入j t w c 统计信息，j t w c 中用姬d 表示，当 m 豫越大，说明影响区域越大。 表2 3 五种情况m 豫数据 i t c z 季风槽东风波册斜压性扰动 数目3 24 891 38 平均姗r 3 4 8 6 63 8 5 4 83 1 1 6 33 4 2 3 44 3 5 7 1 最大m 耽 1 1 01 0 01 0 01 0 09 0 最小姗51 01 01 01 0 五种背景m 陬相差不大，平均肼r 最大值出现在斜压性扰动背景下，季风槽其次。 2 4 5 特定强度风圈半径 特定强度风圈半径( r a d ) 数据从2 0 0 1 年开始加入j t w c 统计信息，当为全圆或半圆时统 1 2 计。达到3 5 海里( 衄) 资料从2 0 0 1 - 2 0 0 4 年开始有纪录，达到5 0 n t o 资料从2 0 0 3 2 0 0 4 年开 始，达到l o o n m 资料从2 0 0 4 年开始。 表2 4 五种情况r a d 数据 达到3 5 h ai t c z 季风槽东风波删斜压性扰动 数目2 8 4 281 13 平均p a d 1 1 6 8 2 11 3 9 0 2 41 4 0 0 0 01 4 3 7 2 79 1 0 0 0 最大r d 2 0 02 5 52 2 02 0 11 1 5 最小r a d3 0 4 54 58 0 6 6 达到5 0 珊 i t c z 季风槽东风波册斜压性扰动 数目 81 4020 平均p a l ) 7 8 0 0 01 1 5 2 8 601 5 3 5 0 00 最大r a d 1 2 92 0 101 5 80 最小r a d 2 65 401 4 90 达到l o o n mi t c z季风槽东风波t u t t斜压性扰动 数目 02oo0 平均r a d 07 l0oo 最大r a d o7 30o 0 最小p a d 06 900 0 表2 4 。达到3 5 硼的t c ，i t c z 和斜压性扰动的平均r a d 相对较小，最大r a d 中，斜 压性扰动的r a d 较其他四种背景条件小了将近一半，最小r a d 中，1 1 j t t 的r a d 相对较大i 达到5 0 h m 的t c ，东风波和斜压性扰动两种情况均没有出现达到5 0 衄的t c ，最大p a d 出现 在季风槽中，最小r a d 出现在i t c z 中；达到l o o n m 的t c ，只有季风槽背景下出现达到l o o n m 的r a d 。 图2 1 1 达到5 0 衄( + ) 和l o o n m ( ) 的姗r 源地分布 图2 1 l 为达到5 0 h m 和l o o n m 的t c 源地。达到这两个强度的t c 源地均集中在菲律宾 1 3 群岛以东区域。5 0 h m 的g w r 源地集中在5 。n - 1 5 。n ，达到l o o n m 的m 骶有两个，源地在5 。n - 1 0 。n 的低纬度区域 2 4 6 最外层闭合等压线半径 最外层闭合等压线半径( r r p ) 数据从2 0 0 1 年开始加入j t w c 统计信息，从2 0 0 1 2 0 0 4 年四年r 有资料的r l c p 个例为i i 0 个，个别情况缺测。r r p 越大说明影响范围越大，可能性也越大。 表2 5 五种情况r r p 数据 i t c z 季风槽东风波t m斜压性扰动 数目 3 2 4 8 1 01 38 平均r r p1 7 2 1 8 81 7 9 ，6 6 72 1 61 8 1 9 2 31 3 3 1 2 5 最大r r p 3 3 03 6 04 2 02 5 51 6 5 最小r r p1 2 01 1 0 1 2 08 0 1 0 0 2 0 0 1 - 2 0 0 4 年中，五种情况年均r r p 情况如表所示，东风波情况下平均r r p 相对较大， 斜压性扰动平均r r p 最小，其余三种情况平均r r p 相差不大。其中最大r i c p 出现在东风波 的情况下，为4 2 0 h m ；最小r r p 出现在册情况下，为1 1 0 h m 。 2 5 结论 t c 形成于不同的大尺度背景条件下，由于已有研究存在一定分歧，本文在已有研究基 础上结合预报员多年经验进行重新分类。各个大尺度背景条件下形成的t c 也有其区别于其 他背景的特点，这为我们区分不同背景下t c 强度、生命史、是否影响我国等，提供了帮助。 主要结论如下。 ( 1 ) t c 大尺度背景分为赤道辐合带、季风槽、东风波、热带对流层上郝槽、斜压性扰 动五类。 ( 2 ) 不同背景下的t c 。i t c z 类型每个月份均有可能形成t c ，并且形成数目月变化较平 缓。其他背景下均要到四月份以后才可能产生t c ，各个月份达到频数波峰的月份不等。一 般认为t c 形成于5 。n 以北的区域，但i t c z 背景下出现了t c 形成于5 。n 以南的情况，季 风槽和t u t t 也有个别这样的情况。 ( 3 ) 对于强度，i t c z 中，达到t s 、t y 强度的t c 都较其他强度多；季风槽，东风波、 1 4 t u t t 中，达到t y 强度的1 最多；斜压性扰动中，达到t d 强度的t c 最多；生命史中，斜 压性扰动比其他背景条件下短了一半的时间；在登陆我国的t c 中，季风槽登陆几率最大 大概每三个形成的t c 就有一个会登陆我国，t d 强度也有可能登陆我国；其次为东风波情 况下形成的t c ，其他三种背景情况下形成t c 登陆我国情况不多，强度必须至少达到t s 。 影响我国的t c 除了斜压性扰动和t d 强度的季风槽在南海附近形成且路径较短，其他背景 情况源地都在菲律宾以东洋面，路径较长 “) 斜压性扰动的3 5 m 平均i c a d 和平均r r p 最小。说明其影响范围较小且没有出现5 0 n t o 和l o o r m 的情况。东风波平均r r p