台风降雨与台风本身的强度有关,强度大的台风产生的降雨通常较强。此前的研究表明,台风强度与降雨率呈正相关。
但通过研究分析,台风中心到不同距离之间的降雨情况变化仍有细微差别:台风中心附近的降雨率在近20年明显减弱,并且台风强度越大,内核区域平均降雨率减弱趋势越明显。
基于卫星降雨资料和理想模式模拟结果,广东海洋大学南海海洋气象研究院徐建军教授的课题组分析了1999年至2018年全球热带气旋降雨率变化,发现近20年来台风平均降雨率(包括台风的内核和外部区域)约增加了8%,平均每10年增速约为每小时0.11毫米(正负0.05毫米),另一方面,台风内核区域的降雨率却减弱了24%。
为了进一步验证这个结果,课题组采用了其他数据集和模式进行验证,虽然降雨率线性趋势的径向梯度有所不同,但结果均显示台风内核区域降雨率呈现明显减弱的趋势。
广东海洋大学博士涂石飞解释,课题组研究了过去20年全球台风降雨率的变化,因为没有关于未来大气稳定性如何变化的确切证据,目前尚不清楚内核区域降雨率的减弱是否会继续。随着全球地表温度的升高,如果大气稳定性减弱或基本保持不变,则未来台风降雨率可能会随着绝对含水量的增大而增强。但是,如果大气稳定性随着全球变暖增强,台风的内核区域降雨率将来可能会持续减弱。因此,应做出更多努力,以提高模式对台风降雨率的模拟或预测能力。
降雨率减弱与大气稳定性增强有关
徐建军认为,内核区域降雨率近20年减弱了24%,很大可能与近年来大气稳定性增强有关,并且这个减弱趋势几乎对于所有的台风强度以及所有海盆均有体现,台风内核区域的降雨率减弱是一个全球性的现象。
研究表明,大气稳定性的增加,导致台风眼墙区域的垂直上升速度减弱,从而降低了内核区域的降雨率。另一方面,海温的增加导致水汽含量增加,从而导致外围区域的降雨率增加。
涂石飞介绍,台风的内核和外围区域的降雨因其形成过程不同而有所差异。内核区域强劲的上升运动导致更多的对流性降雨形成,而层云降雨主要是在台风外围区域,垂向运动相对较弱。大气稳定度的增加会抑制台风内核区域的上升运动,从而使台风降雨率减弱。另一方面,大气中水汽含量随表面温度的升高而增加,为台风外围区域的降雨率增强提供了有利条件。
挑战传统台风降雨增多观点
“这项研究挑战了传统的台风降雨增多的观点。”徐建军表示,之前针对台风降雨的研究,多是把台风当作一个整体进行研究,因此才有台风强度与降雨率呈正相关的结论,但如果对台风进行“解剖”,就会发现不同距离,降雨也会有增强与减弱的变化。
课题组认为,此次开展这项研究,创新性地运用观测领域高分辨率的资料,对台风内部进行分析描述,这一成果将对以后开展区域台风预报模式及台风气候变化研究具有重要的指导意义。
徐建军还提出了自己的观点:目前的一些研究结果可能过度强调台风的破坏性和严重性,出现这样的结果,正是因为研究手段单一和研究资料稀少。随着高分辨率资料以及卫星观测资料的运用,未来,对台风各圈层的观测和研究将会越来越精细化。