近日,我院海洋觀測與預報技術研究所在熱帶氣旋快速變化研究中取得了新進展,該研究提出了快速增長(Rapid Growth)的新概念,并揭示了其在熱帶氣旋破壞力形成中的重要作用,也為熱帶氣旋在全球變暖背景下的變化趨勢提出了新的課題與挑戰。相關成果以《Rapid Growth of Outer Size of Tropical Cyclones: A New Perspective on Their Destructive Potential》為題,發表在美國地球物理學會(AGU)旗下雜志《Geophysical Research Letters》上,并被AGU選為亮點文章(https://eos.org/editor-highlights/the-rapid-growth-of-tropical-cyclones-outer-size-a-new-concept)。
熱帶氣旋是公認最具破壞性的自然災害之一,而我國所在的西北太平洋是全球熱帶氣旋最集中的區域,每年襲擊我國的熱帶氣旋多達9.3個,居世界首位,造成大量的人員傷亡和經濟損失。
傳統上熱帶氣旋的破壞性和等級僅通過其最大風速定義,而最大風速的快速增加,即快速增強(Rapid Intensification),也得到了科研和業務單位的廣泛關注。但近年來的一系列研究表明,熱帶氣旋的破壞性不僅僅由其最大風速決定,風圈大小也極為重要。例如,卡特裡娜(Katrina)和桑迪(Sandy)在登陸時均為三級熱帶氣旋,僅以風速計并不甚強,但其龐大的風圈半徑,導緻了創紀錄的風暴潮和增水等災害,帶來了巨大損失。
在這一研究中,海洋觀測與預報技術研究團隊提出了快速增長(Rapid Growth)的新概念。通過分析北大西洋近17年的熱帶氣旋觀測數據,利用隔離森林機器學習算法,将快速增長定義為34節(17m/s,八級風)風圈半徑在24小時中增長至少75km。這一标準相當于所有熱帶氣旋半徑變化的前10%。
分析表明,88%的大尺寸熱帶氣旋(>400km)均經曆過快速增長過程,而且破壞力最大的11個熱帶氣旋中,9個經曆了快速增長,僅有5個經曆了快速增強。進一步分析還表明,快速增長的熱帶氣旋有着更為明确的生命周期變化,且斜壓不穩定、中低層幹空氣入侵等環境因素在其中起到了重要作用。
圖1.熱帶氣旋最大半徑(左)和破壞力(右)的分布
論文第一作者為我院博士後李熠,通訊作者為唐佑民教授,合作者為美國普林斯頓大學王帥博士。該研究得到國家自然科學基金(42006036, 42130409)和中央高校基本科研業務費(B210202141)等經費支持。
伟德国际1916备用网址海洋觀測與預報技術研究所長期從事海氣通量觀測技術、海洋動力和生态環境遙感觀測反演技術、耦合資料同化,海洋可預報性和集合預報等研究工作,做出了一系列創新性成果,自主發展了從觀測、資料同化到海氣環境集合預報的一體化系統,推動了國際上海洋觀測和預報技術研究的發展,為提高預報水平,保障國民經濟建設和國防安全提供了科技支撐。
期刊簡介:
《Geophysical Research Letters》簡稱GRL,是美國發行的一本地球物理學領域的國際頂級期刊。該期刊是美國地球物理學會(AGU)的主辦期刊之一,其收錄地球物理學領域的衆多研究成果。該期刊五年内影響因子均在4以上,2021年影響因子為5.576。
論文信息:
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
全文鍊接:
https://eos.org/editor-highlights/the-rapid-growth-of-tropical-cyclones-outer-size-a-new-concept