气候变暖背景下的全球热带气旋降水特征研究

论文摘要

热带气旋活动诱发的极端强降水过程是最常见的灾害形式之一,其活动对人类的生命财产安全有着巨大的威胁,因此,研究热带气旋降水变化有助于深入认识其活动规律,对提高热带气旋预报准确度、减小灾害影响具有重要意义,特别是在当前气候变暖的背景之下。本文利用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星3B42v7产品以及IBTrACS（International Best Track Archive for Climate Stewardship）资料对1998-2016年全球热带气旋降水特征做了研究。统计发现全球每年平均有81个热带气旋生成,主要分布在西北太平洋、东北太平洋、北大西洋、南印度洋、南太平洋以及北印度洋6个海域。全球热带气旋年平均能量耗散指数（PDI）为1.53×1012m3s-2,其中西北太平洋地区热带气旋的年平均PDI为5.05×1011m3s-2,约占全球总PDI的三分之一。本文发现西北太平洋地区的热带气旋PDI在1998年前后有一次显著突变现象,并且这一突变受1997/98年气候突变的影响,在19982016年期间,热带气旋PDI显著增加,这一增加趋势主要受热带气旋平均强度增加影响;同时发现ENSO对PDI的年际尺度变化有显著影响,PDO制约着PDI的准10a尺度变化。本文研究发现全球热带气旋降水以西北太平洋区域最大,其中主要集中在台湾岛、菲律宾群岛及其附近海域,极大值区年平均达500600 mm左右,占总降水量的2030%;而在墨西哥西部海域,热带气旋降水集中带雨量相对较少,但却占全年总降水量的40%左右;在其他海域,年平均热带气旋降水量约占到了全年总降水量的1020%。对于不同强度的热带气旋降水分布也有较大差别。在热带气旋降水量季节变化上,13月以南半球地区明显偏多,北半球地区热带气旋降水主要集中在710月。对于热带气旋整体降水强度趋势分析发现,全球热带气旋降水强度在19982016年间有显著增加趋势,增加率为0.20 mm h-1/10a,相比1998年,2016年的热带气旋平均降水强度约增加了16.55%;在全球范围内,弱等级热带气旋（TSs）以及中等强度热带气旋（CAT 12）整体降水强度增长率分别为0.22 mm h-1、0.19 mm h-1/10a,而强热带气旋（CAT 35）变化趋势不显著。全球热带气旋整体瞬时降水量整体略有减小趋势,但不显著,而北半球区域热带气旋瞬时降水量减小趋势显著,其中西北太平洋区域CAT 35等级的热带气旋整体瞬时降水量减小率最大,约为-16.58×103m3s-1/a,在2016年减少了约46.26%。全球热带气旋累计降水量无显著趋势,但在西北太平洋地区CAT 35等级的热带气旋中呈现增长趋势。在当前气候变暖背景下,全球热带气旋内雨带降水强度有一个0.59 mm h-1/10a的递减率,2016年较之1998年减小了21%,这一趋势主要受大气稳定度增加影响,使得热带气旋内雨带对流性降水强度减弱所致。而在热带气旋的外雨带区域,降水强度以0.25 mm h-1/10a的速率增加,同比于1998年,在2016年增加了24%,外雨带降水强度对增加的环境水汽场敏感。内、外雨带这一趋势基本体现在所有的在不同区域以及不同强度的热带气旋中。内、外雨带的瞬时降水量在19982016年间都有不同程度减小,其中以内雨带减小趋势更为明显。而内、外雨带的累计降水量变化趋势并不显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 全球热带气旋及其破坏性潜力研究现状
•     1.2.2 热带气旋降水研究现状
•   1.3 研究特色与创新点
•     1.3.1 特色
•     1.3.2 创新点
• 2 数据与方法
•   2.1 数据
•     2.1.1 降水资料
•     2.1.2 热带气旋最佳路径资料
•     2.1.3 其它格点资料
•   2.2 方法
•     2.2.1 热带气旋破坏性及其参数
•     2.2.2 热带气旋降水
•     2.2.3 大气稳定度
•     2.2.4 其它统计方法
• 3 热带气旋活动气候特征分析
•   3.1 热带气旋路径、PDI及其相关因素
•   3.2 西北太平洋热带气旋PDI的一次突变
•     3.2.1 PDI的趋势变化及其贡献因子
•     3.2.2 ENSO、PDO的对PDI影响
• 4 气候变暖背景下的热带气旋降水趋势
•   4.1 全球变暖趋势
•   4.2 热带气旋降水整体特征
•     4.2.1 热带气旋降水空间分布
•     4.2.2 热带气旋降水整体趋势
•   4.3 热带气旋内、外雨带降水差异
•     4.3.1 热带气旋内、外雨带气候态特征
•     4.3.2 热带气旋内、外雨带降水差异
• 5 影响机制分析
•   5.1 大气垂向运动与稳定度
•   5.2 大气水汽含量
•   5.3 海表面温度
• 6 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 涂石飞

导师: 徐峰

关键词: 气候变化,热带气旋,降水强度,瞬时降水量,总降水量

来源: 广东海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学,气象学

单位: 广东海洋大学

分类号: P444;P426.6

DOI: 10.27788/d.cnki.ggdhy.2019.000060

总页数: 61

文件大小: 5264K

下载量: 87