在全球变暖的未来台风会变得更强更大吗?

清华大学地学中心林岩銮副教授在《自然-通讯》以第一作者发表论文

首次发现相对海温是控制台风大小的主要因素

  清华新闻网3月13日电 日前,清华大学地球系统科学研究中心林岩銮副教授研究发现,相对海温而不是传统认为的绝对海温是控制台风大小的主要因素,这意味着在全球变暖的未来,台风的强度会增加,但台风不会变大。3月12日,林岩銮以第一作者和通讯作者在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了题为“相对海温控制台风降水面积”( Tropical cyclone rainfall area controlled by relative sea surface temperature)的研究论文。美国普林斯顿大学的赵明研究员和纽约石溪大学的张明华教授是该论文的合作者。

  台风是地球上造成巨大破坏的主要自然灾害之一。目前对台风的研究主要集中在台风的强度,也就是最大风速上。但台风的破坏力不仅受其强度影响,台风的降水或大风的范围,也就是台风大小,也是影响台风破坏力的一个主要因子。例如,飓风桑迪(Sandy)在美国东海岸登陆时,虽然强度只有一级(其最大风速为35米/秒),但其带来的经济损失却高达500亿美元,位列美国有史以来第六位。其主要原因是桑迪的大风半径(风速>17米/秒)达到了惊人的1610公里,这带来了大范围高达3米的风暴潮。虽然科学家对台风的形成以及维持机理已经有比较好的理解,但什么因素影响台风的大小至今仍然是谜。随着数值预报的进步,台风强度和路径的预报也有了很大进步,但台风的大小目前依然基本无法预报。

  台风大小的观测也非常困难,目前各国台风中心只发布台风位置和强度的信息,而没有台风大小的信息。林岩銮及其合作者利用20多年的卫星观测资料和最佳台风路径资料,结合多种图像处理方法,在分析了两千多个台风降水范围后,发现台风降水范围(度量台风大小的一个重要指标)和台风强度没有明显的关系,而主要受台风所处环境的相对海温(台风所处环境的海温减去热带平均海温,在未来全球变暖情景下,海温增加在空间上是比较均一的,因此相对海温基本不变)控制。

 

上图显示台风降水范围和台风强度(横轴)和相对海温(纵轴)的关系,可以看到台风降水范围基本不随台风强度变化,但随相对海温增加有明显的变大。

   这背后的主要原因是在热带海洋地区,在相对海温高的地方,由于对流发展导致大气中层相对比较潮湿。当台风移入一个相对海温高的区域后,台风的降水范围在大气中层相对湿度高的环境下会向外扩张,台风也随之变大。反之,当台风移入一个相对海温低的区域后会趋于缩小。这也是为什么西北太平洋的台风要比东太平洋的台风大的一个主要原因。

  50公里分辨率的全球气候模式也模拟出了台风降水范围对相对海温的依赖性。气候模式模拟实验证实台风降水范围在全球平均变暖两度和四度的情况下基本不变。林岩銮等人的研究揭示了在未来全球变暖的情况下,台风的强度有所增加,但台风的大小基本不变,因为虽然全球温度升高了,但相对海温基本不变(比如每个地方都增加两度,相对增加等于零)。同时,未来台风带来的洪涝破坏将主要来自于台风强度和降水强度的增加,而不是来自于台风降水范围的增加。

  附 文献链接:

  Lin, Y., M. Zhao, M. Zhang: Tropical cyclone rainfall area controlled by relative sea surface temperature. Nat. Commun. 6:6591 doi: 10.1038/ncomms7591 (2015).

  http://www.nature.com/ncomms/2015/150312/ncomms7591/full/ncomms7591.html

供稿:地学中心 编辑:蕾蕾

2015年03月13日 13:53:34  清华新闻网

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