路径变化导致台风活动非一致性北移——拉尼娜型海温和副高长期趋势或为主因

台风长期变化趋势对沿海国家和地区的社会经济发展有十分重要的影响。因而过去几十年在全球增暖背景下，台风长期趋势的探测及归因受到了极大的关注。台风活动北移对包括我国在内的东亚沿海国家和地区造成了越来越大的台风威胁。因而台风活动北移及其成因在过去近十年引起了国内外广泛深入的讨论，得到了许多新的认识。但关于台风活动北移趋势本身及其成因仍然存有争议和不确定性。台风活动北移主要以其平均生成位置和生命史最大强度（LMI）位置的北移为主要特征。然而，台风平均生成位置和LMI位置北移趋势呈现出不一致性特征，其中生成位置北移趋势显著大于LMI位置北移趋势（图1）。

图1. 1980–2019年间台风平均生成位置和LMI位置纬度及二者之差的时间序列及其趋势。

南京大学谈哲敏院士团队从不同路径类型的台风频数相对变化角度，考察了台风生成和LMI位置北移趋势不一致的现象及其物理原因。他们首先利用聚类分析将台风路径分为五种基本类型（图2）。各种路径类型的台风其平均生成位置和平均LMI位置间相对距离显著不同，特别是纬度方向上的距离（ Δφ）。该距离的变化决定了台风生成和LMI位置的变化是否一致，并且该距离与台风路径类型密切相关。基于此，作者将台风平均生成纬度和平均LMI纬度做了如下数学分解（具体分解推导及详细描述可参看原文）：

      （1）

  （2）

  （3）

图2. 西北太平洋台风路径的五种基本类型。红色曲线表示各种类型台风的平均路径，绿色圆点表示其平均生成位置，黄色圆点表示其平均LMI位置。

由方程（2）（3）可知，台风平均生成纬度以及 Δφ的长期趋势由5个线性项和5个非线性项所共同决定。其中线性项代表了五类路径台风的相对频数（各类台风频数与总台风频数之比）变化，非线性项代表了各类路径的台风相对频数与平均位置共同变化（二者之积）。因此，方程（2）（3）直接给出不同路径类型台风相对频数变化对台风活动北移的定量化贡献。结果表明，第三类路径（NWS）台风相对频数增多以及第二（NWL）、四类（RCE）路径台风相对频数减少导致了 Δφ的长期减小趋势，进而使得西北太平洋台风平均生成位置和LMI位置呈现非一致性北移。因此，台风路径类型的变化是导致台风活动非一致性北移的直接原因。

作者进一步分析了上述台风路径变化产生的物理背景。由于台风的五种基本分类由其生成位置和路径形态所共同决定，因此他们重点分析了与台风生成和移动有关的大尺度环境场。结果表明：东太平洋长期变冷和西太平洋长期变暖（拉尼娜型海温趋势），以及西太副高的东撤北移是导致上述台风路径变化的主要原因。但这两种因素本身可能在全球变暖和自然强迫下存在内在联系，因此完全厘清台风北移的根本原因尚需更多更进一步的研究。

该成果以题为“Influence of track change on the inconsistent poleward migration of typhoon activity”发表在美国地球物理学会期刊《Journal of Geophysical Research: Atmosphere》，得到了国家自然科学基金委重大项目（42192555）和面上项目（42075003）、以及国家重点研发计划（2017YFC1501601）的共同资助。论文第一作者为南京大学郭毅鹏副教授，通讯作者为谈哲敏院士。

【论文信息】

Guo, Y.-P., and Tan Z.-M., 2022: Influence of track change on the inconsistent poleward migration of typhoon activity. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2022JD036640. https://doi.org/10.1029/2022JD036640