太平洋地區(qū)熱帶氣旋活動(dòng)對(duì)氣候變

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1、西北太平洋地區(qū)熱帶氣旋活動(dòng)對(duì)氣候變異度的影響洪靜慧許晃雄柯文雄國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)大氣科學(xué)所摘要本研究針對(duì)西北太平洋地區(qū)，欲探討熱帶氣旋活動(dòng)對(duì)氣候平均場(chǎng)與變異度的影響。我們?nèi)藶榈囊瞥h(huán)流場(chǎng)中熱帶氣旋的訊號(hào)，得到背景環(huán)流場(chǎng)，將其中的差異視為颱風(fēng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在颱風(fēng)季節(jié)時(shí)，沿著颱風(fēng)路徑的850hPa渦度平均場(chǎng)，正渦度有一大部分為熱帶氣旋的貢獻(xiàn)；而44年間的年際變化與季內(nèi)尺度的變異度加強(qiáng)了高達(dá)六成的比例。利用波譜分析研究2004年的狀況，結(jié)果顯示在32-76天頻段的強(qiáng)振幅，在背景場(chǎng)的分析中強(qiáng)度明顯減弱，熱帶氣旋也

2、加強(qiáng)此頻段的氣候變異度。研究中使用普渡降尺度區(qū)域氣候模式(PRM)與臺(tái)灣大學(xué)全球氣候模式(NTU-GCM)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，模擬2004年6-10月份，分別就原始模擬和加強(qiáng)颱風(fēng)的模擬進(jìn)行比較。PRM模擬結(jié)果顯示，在32-76天頻段的季內(nèi)變化明顯受到颱風(fēng)訊號(hào)加強(qiáng)，而小波分析中則發(fā)現(xiàn)30-70天頻段週期，在加強(qiáng)颱風(fēng)的實(shí)驗(yàn)中，振幅較強(qiáng)；而NTU-GCM不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，原始模擬中颱風(fēng)強(qiáng)度衰減，加強(qiáng)颱風(fēng)後其氣候變異度和季內(nèi)尺度的訊號(hào)強(qiáng)度都較接近真實(shí)狀況。以上的結(jié)果都顯示颱風(fēng)影響氣候變異變異度甚鉅。域的大尺度低層的輻合

3、風(fēng)場(chǎng)與氣旋式一、前言的渦度，提供一個(gè)有利熱帶氣旋生成氣候?yàn)槎嘀爻叨鹊南到y(tǒng)，不同尺的環(huán)境。而熱帶氣旋的活動(dòng)亦受控於度間會(huì)產(chǎn)生交互作用，過去有許多學(xué)季內(nèi)震盪(Gray1979,Nakazawa1986,者研究大尺度環(huán)境場(chǎng)對(duì)颱風(fēng)的生成、Liebmannetal.1994)，Maloney和移行及強(qiáng)度的影響。其中，季風(fēng)槽的Dickson(2003)發(fā)現(xiàn)在季內(nèi)震盪西風(fēng)建立與發(fā)展為影響熱帶氣旋活動(dòng)的關(guān)相位時(shí)，正壓和斜壓轉(zhuǎn)換能量較強(qiáng)，鍵因素，大部分的熱帶氣旋都生成於有利颱風(fēng)生成，且颱風(fēng)強(qiáng)度也較東風(fēng)季風(fēng)槽較活躍的區(qū)域

4、(McBride1995,相位時(shí)強(qiáng)。RitchieandHolland(1999)Chan2000)。Gray(1998)指出季風(fēng)槽區(qū)統(tǒng)計(jì)西北太平洋地區(qū)生成的熱帶氣1旋，發(fā)現(xiàn)有五成的個(gè)案與熱帶低壓型經(jīng)緯度資料來進(jìn)行熱帶氣旋的定位與擾動(dòng)(TD-typedisturbance)有關(guān)。濾除。自上述文獻(xiàn)研究探討可發(fā)現(xiàn)，熱我們採(cǎi)用Kuriharaetal.(1993)所帶氣旋的活動(dòng)與大尺度環(huán)流的關(guān)係密發(fā)展之GFDL颱風(fēng)模式初始化方法，切，但是前者對(duì)後者的影響的研究了而Wuetal.(2002)修正此方法，將緯解

5、甚少。Gaoetal.(1988)提出颱風(fēng)可向和經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)的颱風(fēng)分量濾除。圖1.能會(huì)ENSO事件，其他學(xué)者提出颱風(fēng)為濾除颱風(fēng)的流程圖，首先利用緯向帶來的赤道西風(fēng)，為聖嬰現(xiàn)象可能的網(wǎng)格點(diǎn)作平滑處理，將全球分析場(chǎng)分肇始原因(KindleandPhoebus1995)。在成基本場(chǎng)和擾動(dòng)場(chǎng)，接著以颱風(fēng)定位MatthewsandKiladis(1999)的研究中中心作參考座標(biāo)，選取半徑1150公里指出6-25天較高頻的擾動(dòng)和30-60天的範(fàn)圍，將擾動(dòng)場(chǎng)中的颱風(fēng)訊號(hào)濾週期的MJO，兩者之間會(huì)產(chǎn)生交互作除，留下的非颱

6、風(fēng)分量用最佳內(nèi)插法用。處理，得到擾動(dòng)場(chǎng)中的非颱風(fēng)分量，在此研究中，我們選取主要的颱再加上基本場(chǎng)就得到一個(gè)背景環(huán)境場(chǎng)風(fēng)季節(jié)(6-10月)，移除掉西北太平地區(qū)(灰色框)。環(huán)流場(chǎng)中的颱風(fēng)訊號(hào)，留下背景環(huán)流場(chǎng)，比較原始場(chǎng)與環(huán)流場(chǎng)的差異性，藉以了解颱風(fēng)活動(dòng)對(duì)氣候場(chǎng)的影響程度，此外也特別針對(duì)季內(nèi)尺度，探討夏季季內(nèi)震盪的表現(xiàn)差異，另外更進(jìn)一步利用PRM和NTU-GCM設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，欲探討颱風(fēng)訊號(hào)對(duì)氣候變異度的影響。於後第二節(jié)中說明我們所濾除颱風(fēng)使用的資料與研究方法，第三節(jié)為模式介紹與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，第四節(jié)為研究結(jié)果的討論，最

7、後一節(jié)則是結(jié)論。圖1.Wuetal.(2002)濾除颱風(fēng)的流程簡(jiǎn)介。二、濾除颱風(fēng)使用資料及方法三、模式介紹與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為了將熱帶氣旋的訊號(hào)從環(huán)流場(chǎng)由於2004年夏季季內(nèi)震盪訊號(hào)表移除，我們使用ECMWFReanalysis現(xiàn)強(qiáng)(Hsuetal.2006)，因此選擇此年(ERA40)自1958-2001年850hPa的風(fēng)6-10月(JJASO)模擬，以每一天作為初場(chǎng)資料，而2004年的資料則取自於始場(chǎng)，模擬積分未來三天的情況。我們NCEPReanalysisseriesI，皆選取主要的目的並非模擬颱風(fēng)，而

8、是瞭解加強(qiáng)颱的颱風(fēng)季節(jié)6-10月份(JJASO)，資料為風(fēng)訊號(hào)所產(chǎn)生的影響。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)裡都每天四筆，空間網(wǎng)格解析度為2.5°x包含了三組結(jié)果，分別分析第一天的2.5°。另外取用JTWC的熱帶氣旋位JJASO850hPa渦度場(chǎng)表現(xiàn)，還有第二天置與最大風(fēng)速資料，利用中心位置的和第三天的模擬結(jié)果。23.1PRM介紹與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.2NTU-GCM介紹與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)普渡降尺度區(qū)域模式(PurdueNTU-GCM以早期的NMC全球波regionalmodel，簡(jiǎn)稱PRM