研究进展:台风移速的长期趋势和多年代际变率


        台风登陆后的移速变化对台风极端降水具有重要影响。近些年,国际上关于全球台风移速减慢趋势及其原因产生了激烈争论。尤其是西北太平洋台风从1950s以来,移速减慢趋势并不一致,即1980s以前减慢趋势显著,而1980s至今移速减慢趋于停滞。许多学者认为随着卫星观测出现,资料不均匀性导致了虚假的移速减慢。

南京大学谈哲敏院士团队从台风移速多年代际变率的角度,对移速减慢给予了新的解释。去趋势后的西北太平洋台风移速呈现显著的多年代际变率(图1)。该多年代际变率主要由台风热带外移速所主导,并且与大西洋多年代际振荡(AMO)有关。

以往大多数研究从大尺度引导气流的角度解释台风移速变化,但AMO引起的热带外大尺度引导气流无法解释台风移速多年代际变率。为解决这一问题,作者首次提出了热带外大尺度引导气流对台风的作用时间这一概念,很好地解释了AMO与台风移速多年代际变率的关系。进一步地,AMO引起的西北太平洋大尺度环境场变化是导致引导气流作用时间产生多年代际变率的主要原因。

此外,台风移速多年代际变率也很好地解释了1980s以来台风移速减慢停滞现象。去掉AMO导致的台风移速多年代际变化之后,台风移速无论在1980s以前还是之后,都保持较为一致的减慢趋势(图2b)。这一结果,为近几年关于台风移速减慢争论提供了一个新的视角。

在此基础上,他们依据台风生成位置和路径,将西北太平洋台风分为7类(图3),并定量分析了这7类台风移速和路径密度的长期趋势对洋盆台风移速减慢的贡献。结果显示,生成于菲律宾以西约135°E并进入南海的台风(第3类台风)、生成于菲律宾海东部的台风(第4类台风)、生命史较长的台风(第5类台风)以及生成位置更接近东亚地区的转向型台风(第6类台风)的移动速度每十年下降−0.36 km/h(占洋盆总减速趋势的69.2%)。另一方面,两类生成位置最靠北且移动速度较快的转向型台风(第1类和第7类台风)相对路径密度显著下降,造成了洋盆总减速趋势的19.2%。

该成果分别以题为"Multidecadal variability of tropical cyclone translation speed over the western North Pacific"和"Long-term trend of the tropical cyclone translation speed over the western North Pacific with track change"发表于《Journal of Climate》和《Climate Dynamics》,研究工作得到了国家自然科学基金委重大项目"台风发生发展理论与精细预报技术研究(42192555)"和面上项目"人类活动和自然变率对西北太平洋台风天气尺度特征长期趋势的影响及机理研究(42075003)"等的共同资助。


图1. 1951–2019年间台风移速时间序列。(a), (b), (c)分别为原始序列,去趋势序列,以及11年滑动平均序列。


图2. 多年代际变率对移速趋势的影响。(a)为原始移速时间序列,(b)为线性去除标准化AMO指数后的移速时间序列,(c)为移速多年代际时间序列。黑色(红色)虚线表示1951-2019(1980-2019)年移速趋势线,蓝色阴影表示95%信度区间。


图3. 1951-2021年7类和所有西北太平洋台风路径(黑色线),红色线代表每类台风的聚合路径。TCF和TCL分别表示台风频数(单位:条)和每条台风平均生命史长度(单位:小时)。


【论文信息】

Guo, Y.-P. Z.-M. Tan and X. Chen, 2023: Multidecadal variability of tropical cyclone translation speed over the western North Pacific, Journal of Climate, 36: 5793–5807, DOI: 10.1175/JCLI-D-22-0760.1

Fu, K.-J. Y.-P. Guo and Z.-M. Tan, 2024: Long-term trend of the tropical cyclone translation speed over the western North Pacific with track change, Climate Dynamics, 63: 45, DOI: 10.1007/s00382-024-07510-w