西北太平洋背景場對熱帶氣旋生成影響之分析

Tropical Multi-Scale Oscillations and Tropical Cyclone Genesis in western North Pacific

吳靜軒(Ching-Hsuan Wu)

指導教授 ： 隋中興

國立臺灣大學/理學院/大氣科學研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2014.00788

摘要

本研究目的在探討西北太平洋(WNP)大尺度背景場對熱帶天氣尺度擾動(以下簡稱擾動)發展成熱帶氣旋(TC)的影響。利用歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)提供的ERA-Interim再分析資料與美國海洋暨大氣總署(NOAA)提供的外逸長波輻射(OLR)資料，透過3-8天時間濾波找出2000年至2009年暖季(五月至九月)熱帶擾動，以其中165個獲得命名的擾動(TCd)與314個未能獲得命名的擾動(TCn)做為對照，探討熱帶大尺度背景場對於熱帶氣旋生成機率[PTcG =TCd /(TCd+ TCn)]的影響。後者包括ENSO、Madden-Julian oscillation (MJO)、n=1赤道羅士比(ER)波。利用海洋聖嬰指數(Oceanic Nino Index, ONI)定義年際變化。使用Wheeler and Kiladis (1999)的波數-頻率波譜分析法，找出熱帶地區MJO、ER波訊號。
我們探討PTcG在年際至季內的低頻背景場(主要為ENSO和MJO)的變化，發現在暖年、正常年、冷年與MJO對流活躍、不活躍相位的六種組合背景下，總擾動數量(TCd+TCn)是大致不變的(每100天的數量約為31個)；當低頻背景場由不利趨向有利時，TCd變多而TCn變少，導致PTcG增加(23%至44%)。至於擾動在ER背景場的變化，由負到正渦度場，TCd與TCn都變多，但PTcG 也增加(23%至41%)。若將低頻背景場與ER渦度場合併考量，ER正(負)渦度值會進一步提高(降低)各低頻背景場的PTcG；比較TCd與TCn在ER波段與低頻(以30天滑動平均代表季內至年際變化)渦度場之間的關係，發現有109個TCd和110個TCn發生於低頻場與ER渦度皆為正值的背景，PTcG為50%，較氣候平均值明顯提高；相對於低頻場與ER渦度皆為負值的背景，PTcG不到5%。
我們進一步針對ER進行合成分析，探討ER結構與熱帶氣旋生成(tropical cyclone genesis, TCG) 間的可能關聯。結果顯示不論TCd或TCn，ER的波長皆為6000-7000公里(波數六至七)，水平結構為東北-西南傾斜，垂直結構向西傾斜且為第一斜壓模結構。以位於ER正渦度之TCd中心合成的ER結構具有強對流耦合特性；而位於ER正渦度之TCn合成結果也有類似但較弱的ER結構。以位於ER負渦度之TCd中心的合成結果顯示，TCd處於ER反氣旋式環流西側的南風區，ER本身呈現低層輻合區落後正渦度區、較接近線性理論結構；位於ER負渦度之TCn的合成結果則在反氣旋式環流內，對流微弱、ER垂直結構為低層輻散、高層輻合，是非常不利擾動持續發展的環境。ER與擾動之間的相互作用還需要進一步的分析與討論。

關鍵字

熱帶氣旋生成 ； 低頻背景場 ； 赤道羅士比波 ； 已發展擾動 ； 未發展擾動 ； 合成分析

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Tropical cyclone genesis ； low frequency background field ； equatorial Rossby wave ； developed and nondeveloped disturbances ； composite analysis

參考文獻

Aiyyer, A., A. Mekonnen, and C. J. Schreck, 2012: Projection of tropical cyclones on wavenumber-frequency-filtered equatorial waves. J. Climate, 25, 3653−3658.

Camargo, S. J., and A. H. Sobel, 2005: Western North Pacific tropical cyclone intensity and ENSO. J. Climate, 18, 2996−3006.

Chan, J. C. L., J. E. Shi, and C. M. Lam, 1998: Seasonal forecasting of tropical cyclone activity over the western North Pacific and the South China Sea. Wea. Forecasting, 13, 997–1004.

Chang, C.-P., J. M. Chen, P. A. Harr, and L. E. Carr, 1996: Northwestward‐propagating wave patterns over the tropical western North Pacific during summer. Mon. Wea. Rev., 124, 2245−2266.

Chen, T.-C., S.-Y. Wang, and M.-C. Yen, 2006: Interannual variation of the tropical cyclone activity over the western North Pacific. J. Climate, 19, 5709–5720.