在全球變暖的未來臺風會變得更強更大嗎？
清華大學地學中心林巖鑾副教授在《自然-通訊》以第一作者發(fā)表論文
首次發(fā)現(xiàn)相對海溫是控制臺風大小的主要因素
清華新聞網(wǎng)3月13日電 日前，清華大學地球系統(tǒng)科學研究中心林巖鑾副教授研究發(fā)現(xiàn)，相對海溫而不是傳統(tǒng)認為的絕對海溫是控制臺風大小的主要因素，這意味著在全球變暖的未來，臺風的強度會增加，但臺風不會變大。3月12日，林巖鑾以第一作者和通訊作者在《自然-通訊》（Nature Communications）上，發(fā)表了題為“相對海溫控制臺風降水面積”（ Tropical cyclone rainfall area controlled by relative sea surface temperature）的研究論文。美國普林斯頓大學的趙明研究員和紐約石溪大學的張明華教授是該論文的合作者。
臺風是地球上造成巨大破壞的主要自然災(zāi)害之一。目前對臺風的研究主要集中在臺風的強度，也就是最大風速上。但臺風的破壞力不僅受其強度影響，臺風的降水或大風的范圍，也就是臺風大小，也是影響臺風破壞力的一個主要因子。例如，颶風桑迪（Sandy）在美國東海岸登陸時，雖然強度只有一級（其最大風速為35米/秒），但其帶來的經(jīng)濟損失卻高達500億美元，位列美國有史以來第六位。其主要原因是桑迪的大風半徑（風速>17米/秒）達到了驚人的1610公里，這帶來了大范圍高達3米的風暴潮。雖然科學家對臺風的形成以及維持機理已經(jīng)有比較好的理解，但什么因素影響臺風的大小至今仍然是謎。隨著數(shù)值預(yù)報的進步，臺風強度和路徑的預(yù)報也有了很大進步，但臺風的大小目前依然基本無法預(yù)報。
臺風大小的觀測也非常困難，目前各國臺風中心只發(fā)布臺風位置和強度的信息，而沒有臺風大小的信息。林巖鑾及其合作者利用20多年的衛(wèi)星觀測資料和最佳臺風路徑資料，結(jié)合多種圖像處理方法，在分析了兩千多個臺風降水范圍后，發(fā)現(xiàn)臺風降水范圍（度量臺風大小的一個重要指標）和臺風強度沒有明顯的關(guān)系，而主要受臺風所處環(huán)境的相對海溫（臺風所處環(huán)境的海溫減去熱帶平均海溫，在未來全球變暖情景下，海溫增加在空間上是比較均一的，因此相對海溫基本不變）控制。
上圖顯示臺風降水范圍和臺風強度（橫軸）和相對海溫（縱軸）的關(guān)系，可以看到臺風降水范圍基本不隨臺風強度變化，但隨相對海溫增加有明顯的變大。
這背后的主要原因是在熱帶海洋地區(qū)，在相對海溫高的地方，由于對流發(fā)展導(dǎo)致大氣中層相對比較潮濕。當臺風移入一個相對海溫高的區(qū)域后，臺風的降水范圍在大氣中層相對濕度高的環(huán)境下會向外擴張，臺風也隨之變大。反之，當臺風移入一個相對海溫低的區(qū)域后會趨于縮小。這也是為什么西北太平洋的臺風要比東太平洋的臺風大的一個主要原因。
50公里分辨率的全球氣候模式也模擬出了臺風降水范圍對相對海溫的依賴性。氣候模式模擬實驗證實臺風降水范圍在全球平均變暖兩度和四度的情況下基本不變。林巖鑾等人的研究揭示了在未來全球變暖的情況下，臺風的強度有所增加，但臺風的大小基本不變，因為雖然全球溫度升高了，但相對海溫基本不變（比如每個地方都增加兩度，相對增加等于零）。同時，未來臺風帶來的洪澇破壞將主要來自于臺風強度和降水強度的增加，而不是來自于臺風降水范圍的增加。
附 文獻鏈接：
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：地學中心 編輯：蕾蕾
