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西北太平洋高纬度地区登陆台风极端事件及其机制研究

登陆台风,气候变率,极端事件

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.27 台风气候变异机理及预测预估

  近年来，东亚高纬度地区面临的台风灾害威胁日益加剧。基于1970–2024年的资料分析表明，西北太平洋（western North Pacific, WNP）高纬度地区的台风登陆频数虽未呈现显著的长期趋势，但其年际变率自1990年代初以来显著增强。其中，2004年和2018年出现了统计学意义上的极端事件（距平超过2倍标准差）。通过k-means聚类分析发现，绝大多数高纬度登陆台风具有典型的“西北行型”路径特征。对该类路径的台风轨迹密度进行经验正交函数（Empirical Orthogonal Function, EOF）分解，其第一主成分（PC1）不仅准确捕捉到了上述极端事件，还表现出显著增强的滑动标准差特征。基于PC1滑动标准差超过单位阈值的标准，本研究将研究时段划分为1970–1993年（P1）和1994–2024年（P2）两个阶段。

  诊断结果表明，P2阶段登陆频数年际变率的增强主要受“西北行型”台风生成频数年际变率增强的影响，而非登陆概率的改变。这种生成变率的增强与太平洋主导气候模态的年代际转变密切相关。1990s以来，增强的北半球春季太平洋经向模（Pacific Meridional Mode, PMM）通过激发对流层中低层垂直相干的气旋性环流响应，加强了对“西北行型”台风生成的调制作用。与此同时，尽管由于厄尔尼诺（El Niño）启动时间和启动位置的变化，导致传统厄尔尼诺-南方涛动（El Niño–Southern Oscillation, ENSO）与该类台风生成的相关性有所减弱，但El Niño相关的赤道中太平洋增暖依然是影响其生成活动的关键因子。综合分析发现，在P2阶段，正位相PMM与赤道中太平洋增暖的协同作用，共同触发了高纬度地区异常活跃的台风登陆事件。上述结论在CESM2模式的历史模拟试验中得到验证，模式成功再现了台风路径对上述两类太平洋气候模态协同作用的高敏感性，为理解气候变化背景下高纬度极端台风风险提供了物理依据。