我校海洋观测与预报技术研究所在热带气旋快速变化方面取得新进展

来源:海洋学院发布时间:2022-09-19

近日,我校海洋观测与预报技术研究所在热带气旋快速变化研究中取得了新进展,该研究提出了快速增长(Rapid Growth)的新概念,并揭示了其在热带气旋破坏力形成中的重要作用,也为热带气旋在全球变暖背景下的变化趋势提出了新的课题与挑战。相关成果以《Rapid Growth of Outer Size of Tropical Cyclones: A New Perspective on Their Destructive Potential》为题,发表在美国地球物理学会(AGU)旗下杂志《Geophysical Research Letters》上,并被AGU选为亮点文章。

热带气旋是公认最具破坏性的自然灾害之一,而我国所在的西北太平洋是全球热带气旋最集中的区域,每年袭击我国的热带气旋多达9.3个,居世界首位,造成大量的人员伤亡和经济损失。

传统上热带气旋的破坏性和等级仅通过其最大风速定义,而最大风速的快速增加,即快速增强(Rapid Intensification),也得到了科研和业务单位的广泛关注。但近年来的一系列研究表明,热带气旋的破坏性不仅仅由其最大风速决定,风圈大小也极为重要。例如,卡特里娜(Katrina)和桑迪(Sandy)在登陆时均为三级热带气旋,仅以风速计并不甚强,但其庞大的风圈半径,导致了创纪录的风暴潮和增水等灾害,带来了巨大损失。

在这一研究中,海洋观测与预报技术研究团队提出了快速增长(Rapid Growth)的新概念。通过分析北大西洋近17年的热带气旋观测数据,利用隔离森林机器学习算法,将快速增长定义为34节(17m/s,八级风)风圈半径在24小时中增长至少75km。这一标准相当于所有热带气旋半径变化的前10%。

分析表明,88%的大尺寸热带气旋(>400km)均经历过快速增长过程,而且破坏力最大的11个热带气旋中,9个经历了快速增长,仅有5个经历了快速增强。进一步分析还表明,快速增长的热带气旋有着更为明确的生命周期变化,且斜压不稳定、中低层干空气入侵等环境因素在其中起到了重要作用。

图1.热带气旋最大半径(左)和破坏力(右)的分布

论文第一作者为我院博士后李熠,通讯作者为唐佑民教授,合作者为美国普林斯顿大学王帅博士。该研究得到国家自然科学基金(42006036, 42130409)和中央高校基本科研业务费(B210202141)等经费支持。

海洋学院海洋观测与预报技术研究所长期从事海气通量观测技术、海洋动力和生态环境遥感观测反演技术、耦合资料同化,海洋可预报性和集合预报等研究工作,做出了一系列创新性成果,自主发展了从观测、资料同化到海气环境集合预报的一体化系统,推动了国际上海洋观测和预报技术研究的发展,为提高预报水平,保障国民经济建设和国防安全提供了科技支撑。

论文信息:

Li, Y., Tang, Y., & Wang, S. (2022). Rapid growth of outer size of tropical cyclones: A new perspective on their destructive potential. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL099230. https://doi.org/10.1029/2022GL099230  

全文链接:https://eos.org/editor-highlights/the-rapid-growth-of-tropical-cyclones-outer-size-a-new-concept


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