西北太平洋，这块全球热带气旋（俗称台风）最活跃的海域，近年来频频遭受更强、更猛烈的台风侵袭，给沿海地区的生命财产安全带来了严重威胁。近日第11号台风“摩羯”在菲律宾以东洋面生成，进入南海后在短短两日内迅速加强为超强台风（图1），并于9月6日下午以超强台风级别在海南文昌登陆，中央气象台连续发布台风红色预警。因此，认识和预报这些“风暴巨兽”增强速率的驱动因素一直是大气科学领域的一大难题。近日，一项题为《Unveiling the dominant factors controlling the long-term changes in Northwest Pacific tropical cyclone intensification rates》的研究着眼于这一难题，为我们揭开了西北太平洋海域台风增强率长期变化背后的神秘面纱。
图1 2024年9月5日10点45分台风摩羯云图（来自网络）
该研究利用美国夏威夷大学Yuqing Wang教授研究团队最新提出的基于能量学的台风增强动力系统模型（energetically based dynamical system model；EBDS），深入剖析了最近几十年台风增强率显著增加的主导因素。研究结果显示，EBDS方程中的环境动力效率，主要由垂直风切变和高层辐散所贡献，在强台风的增强阶段中占据了主导作用。这意味着，当气旋达到台风强度后，外部环境动力因子对其强度的影响远超台风内部动力作用和海温的影响。在弱台风阶段，增强率的长期增加则主要由最大潜在强度（MPI）驱动，而MPI与海表温度密切相关。这一发现为理解不同强度阶段的台风增强机制提供了全新视角。研究团队通过进一步的分析，首次定量揭示了全球变暖对台风增强率长期变化的主导作用，并阐明了气候内部变率在此过程中的次要地位。
该研究不仅为理解西北太平洋地区台风增强率的长期变化提供了科学依据，也为预估未来台风强度的变化趋势提供了重要参考。随着全球变暖的加剧，海表温度的增加将进一步推高MPI，预计未来弱强度阶段的台风增强率将大幅上升，而在强阶段的变化可能更需关注环境动力因子的变化（如垂直风切变）。
本研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目（42288101）、国家自然科学基金面上项目（42075015）和上海市科委项目（23DZ1204703）的联合支持。上述成果以“Unveiling the dominant factors controlling the long-term changes in Northwest Pacific tropical cyclone intensification rates”为题于今年8月在《Geophysical Research Letters》发表。论文第一作者为复旦大学大气与海洋科学系博士后宋轲新，复旦大学大气与海洋科学系占瑞芬教授为通讯作者，合作者包括美国夏威夷大学王玉清教授。
论文信息：
Song, K., Zhan, R., & Wang, Y. (2024). Unveiling the Dominant Factors Controlling the Long-Term Changes in Northwest Pacific Tropical Cyclone Intensification Rates. Geophysical Research Letters, 51(15), e2024GL108344. https://doi.org/10.1029/2024GL108344
