清華新聞網(wǎng)10月7日電 9月27日，清華大學(xué)水利系單楷越博士（獨(dú)立第一作者）與南方科技大學(xué)余錫平講席教授（通訊作者）、中國(guó)海洋大學(xué)宋豐飛教授（通訊作者）、清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系林巖鑾教授和美國(guó)夏威夷大學(xué)朱保信（Pao-Shin Chu）教授合作在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)特征研究領(lǐng)域取得創(chuàng)新成果，利用最新的觀(guān)測(cè)資料和氣候模式數(shù)據(jù)，揭示了全球范圍超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)在最近幾十年呈現(xiàn)顯著的季節(jié)提前現(xiàn)象，并證明了全球變暖是該現(xiàn)象的主要驅(qū)動(dòng)因子。
隨著全球氣候系統(tǒng)增暖，以臺(tái)風(fēng)（颶風(fēng)、熱帶氣旋）為代表的極端天氣事件活動(dòng)特征發(fā)生變化，為人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。過(guò)去幾十年間，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度整體增加，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)事件趨頻趨重等現(xiàn)象已經(jīng)引起國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注。
研究發(fā)現(xiàn)，全球范圍內(nèi)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)間呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)提前趨勢(shì)（圖1）。從多年平均的統(tǒng)計(jì)規(guī)律看，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)在秋季最為頻繁，然而近些年來(lái)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)越來(lái)越多地在盛夏發(fā)生。今年7月給京津冀地區(qū)帶來(lái)嚴(yán)重影響的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”便是其中一個(gè)例子。研究進(jìn)一步指出，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)從秋季前移到夏季，與夏季風(fēng)導(dǎo)致的極端暴雨事件相遇發(fā)生復(fù)合災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)大大提升，并在我國(guó)華南地區(qū)和美國(guó)墨西哥灣地區(qū)分別找到了有力證據(jù)。這種復(fù)合災(zāi)害事件造成的破壞性影響遠(yuǎn)超任何一個(gè)單獨(dú)的災(zāi)害事件，給現(xiàn)有防災(zāi)減災(zāi)體系帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
圖1.全球超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)季節(jié)提前。（a）北半球（b）南半球，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)數(shù)量季節(jié)分布（線(xiàn)圖）和變化趨勢(shì)（條形圖）；（c）超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)季節(jié)變化空間分布（秋-夏）
研究發(fā)現(xiàn)，該季節(jié)提前現(xiàn)象僅出現(xiàn)在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)事件中，弱臺(tái)風(fēng)事件的季節(jié)分布并無(wú)顯著變化（圖2）。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)與弱臺(tái)風(fēng)事件之間的差異表現(xiàn)，為研究團(tuán)隊(duì)探究超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)季節(jié)提前的背后機(jī)制提供了思路。臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)是超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)區(qū)別于其他弱臺(tái)風(fēng)的關(guān)鍵物理過(guò)程，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)在其生命周期內(nèi)通常都會(huì)至少經(jīng)歷一次快速增強(qiáng)過(guò)程，即在24小時(shí)內(nèi)臺(tái)風(fēng)最大持續(xù)風(fēng)速增加18m/s。數(shù)據(jù)分析結(jié)果證實(shí)，臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)過(guò)程確實(shí)同樣出現(xiàn)顯著的季節(jié)提前趨勢(shì)。研究團(tuán)隊(duì)全面分析影響臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)過(guò)程的大氣和海洋要素季節(jié)變化特征，結(jié)果表明，有利于臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)的大氣要素并無(wú)明顯季節(jié)變化，而與海溫緊密相關(guān)的臺(tái)風(fēng)潛在強(qiáng)度和海洋熱含量等海洋要素均呈現(xiàn)顯著的季節(jié)提前現(xiàn)象（圖3）。為明晰上述海洋要素的季節(jié)提前現(xiàn)象中人類(lèi)活動(dòng)與氣候系統(tǒng)的自然變率的相對(duì)貢獻(xiàn)大小，研究團(tuán)隊(duì)基于最新氣候模式的全強(qiáng)迫和單獨(dú)強(qiáng)迫試驗(yàn)開(kāi)展歸因分析，發(fā)現(xiàn)人類(lèi)溫室氣體排放導(dǎo)致的全球氣候系統(tǒng)增暖對(duì)于超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)季節(jié)提前起到主導(dǎo)作用。
圖2.不同強(qiáng)度等級(jí)臺(tái)風(fēng)的季節(jié)變化趨勢(shì)。（a）北半球（b）南半球，發(fā)生時(shí)間變化趨勢(shì)與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度等級(jí)的關(guān)系
圖3.有利于臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)的海洋要素季節(jié)提前。（第一行）觀(guān)測(cè)，（第二行）外強(qiáng)迫和（第三行）溫室氣體強(qiáng)迫下的高分位數(shù)臺(tái)風(fēng)潛在強(qiáng)度（左列）與海洋熱含量（右列）季節(jié)分布（線(xiàn)圖）和變化趨勢(shì)（條形圖）
研究成果以“全球變暖背景下超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的季節(jié)提前”（Seasonal Advance of Intense Tropical Cyclones in a Warming Climate）為題發(fā)表于《自然》（Nature）正刊的研究論文欄目。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06544-0
供稿：水利系
題圖設(shè)計(jì)：曾儀
編輯：李華山
審核：郭玲
