氣候變暖下 全球強台風增強 路徑“北移”

本期觀點:

■近年來，西北太平洋夏秋季熱帶氣旋呈顯著減少的變化趨勢。

■在海洋變暖和氣候變暖的雙重影響下，1970年以來，全球強台風強度增強，西北太平洋熱帶氣旋生命史的最大強度年平均水平也呈現增加趨勢，特別是1977年以來，登陸東亞和東南亞的台風強度增加了12%至15%。

■過去幾十年來，大部分海域上的台風活動位置都存在向兩極移動的趨勢，西北太平洋海域尤為明顯。我國台風災害的影響範圍向北擴展，北方地區台風災害風險增大。

■受人類溫室氣體排放導致的全球氣候系統增暖影響，強台風自1980年以來在大部分海域都出現了顯著的季節性提前，西北太平洋地區最為明顯。

■強台風從秋季提前至夏季之後，台風和季風暴雨疊加發生複合災害的風險大幅提升，需要不斷提升針對這類複合災害事件的預報預警和應對能力。
本期嘉賓：

中國科學院院士 談哲敏,中國海洋大學教授 宋豐飛,

南京信息工程大學教授 趙海坤,國家氣候中心正研級高級工程師趙珊珊

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采訪人：本報記者 吳鵬

今年盛夏，第5號台風“杜蘇芮”殘餘環流北上給華北、東北等地造成嚴重災害損失。隨後，第6號台風“卡努”在8月11日23時左右登陸遼寧省莊河市，生命史長達15天，遠高於西北太平洋台風6.2天的平均生命史。“卡努”進入東海後路徑發生了兩次大角度急轉，給我國東北地區帶來明顯降水……

在全球變暖背景下，西北太平洋和南海熱帶氣旋活動規律發生了明顯改變，台風似乎越來越不按常理“出牌”。摸清台風的變化規律特征、找出其背後的驅動機制，並預估其對我國產生的影響，制定應對之策，已經成為防災減災的一個重要課題。

西北太平洋台風數量減少 強度增強

西北太平洋是全球熱帶氣旋活動最為頻繁的區域。近年來，西北太平洋夏秋季熱帶氣旋呈現顯著減少的趨勢。1951年至2017年，西北太平洋共生成熱帶氣旋1753個，平均每年26.2個，下降幅度為平均每年0.07個。在全球變暖的背景下，為何西北太平洋生成的熱帶氣旋會減少呢？

“在人類活動和自然氣候變率等因素的影響下，太平洋以及印度洋海表溫度變化導致大尺度環流變化，其中垂直風切變增強和低層渦度變化可能是台風數量減少的主要原因。”趙海坤說，有研究表明北大西洋海表溫度升高，通過沃克環流的變化，對西北太平洋熱帶氣旋生成減少的影響也非常重要。與熱帶氣旋有緊密聯系的天氣系統，比如季風槽、洋中槽和副熱帶高壓的變化，通過垂直風切變、能量轉化等對熱帶氣旋的年代際變化也起到了直接作用。

需要注意的是，在台風數量減少的同時，其強度卻在增強。

1970年以來，全球強台風強度增強，且趨於頻繁，給全球許多地區造成重大災害。其中，西北太平洋東經140°以西形成的強熱帶氣旋比例增加了16%至20%，頻率幾乎翻倍，1998年至2015年東亞沿海地區強熱帶氣旋的生成數量明顯增加。

此外，1961年以來，西北太平洋熱帶氣旋生命史的最大強度年平均值也呈現增強趨勢，1980年以後尤其顯著。同時，熱帶氣旋達到最大強度的位置向北移動，導致登陸日本、朝鮮半島和中國東北部地區的熱帶氣旋平均強度有所增強，特別是1977年以來，登陸東亞和東南亞的台風強度增強 了12%至15%。

海洋溫度越高，海表下的溫暖水域越深，就可以給台風提供更多的能量。不僅如此，它的“壽命”也在增加——在中國、日本及東南亞國家登陸的台風，初步結果表明其衰減速度都在減慢，也就是更抗“衰老”。因此，如果不遏制全球變暖，台風壽命將延長，破壞力也將大大增強。

全球海溫升高致台風“北漂”

從2018年的“雨王”台風“溫比亞”到2019年的台風“利奇馬”，再到2020年的台風“巴威”“美莎克”和“海神”，近年來頻頻北上的台風給北方地區造成嚴重危害。

研究發現，過去幾十年來，大部分海域的台風活動範圍都存在向兩極移動的趨勢，尤其是西北太平洋海域。1979年至2018年，西北太平洋上台風的整體活動範圍每十年平均向北移動約78±31公裏。不僅台風的平均生成位置北移，台風達到生命周期中最大強度的平均位置也明顯北移。

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與2001—2010年相比，2011—2020年7月我國熱帶氣旋災害損失表現為“北增南減”的分布特征，8月大部分地區熱帶氣旋災害損失增加，9月北方及南方內陸地區熱帶氣旋災害損失增加，東南部地區減少。

“總體來看，我國台風災害的影響範圍向北擴展，北京、內蒙古、吉林和黑龍江僅在2011—2020年遭受台風災害，2001—2010年則沒有，表明近10年北方地區台風災害風險增大。這些地區的基礎設施條件在應對台風災害方面相對薄弱，面對台風災害風險的挑戰更大，需要進一步提升台風應對能力。”趙珊珊說。

大尺度環境引導氣流的方向和強度是決定台風路徑和移動速度的主要因素。由全球變暖導致的海溫變化，會導致引導氣流發生變化，從而使台風路徑偏北。談哲敏認為，東太平洋長期變冷和西太平洋長期變暖（拉尼娜型海溫趨勢），以及西太平洋副熱帶高壓的東撤北移是導致台風路徑發生變化的主要原因，而台風路徑變化則是決定台風生命史過程中不同階段位置相對變化的關鍵因素。這種東太平洋變冷和西太平洋變暖的趨勢主要是受全球變暖和太平洋年代際振蕩（IPO）的共同影響——全球變暖有利於形成拉尼娜型海溫趨勢，再疊加IPO在2000年左右的位相轉變導致東太平洋進一步變冷。但受限於觀測資料的長度，全球變暖和內部變率這兩種因素的相對貢獻難以區分。因此，完全厘清台風活動北移趨勢的根本原因尚需進一步研究。

強台風季節提前 加重夏季極端降水

多年統計數據分析顯示，強台風在秋季最為頻繁，然而近些年來它們卻越來越多地在夏季發生，比如今年的“杜蘇芮”、2021年的“煙花”以及2020年給浙江溫州帶來巨大經濟損失的強台風“黑格比”。

“強台風自1980年以來在大部分海域都出現了顯著的季節性提前，在北半球和南半球分別每十年提前了3.7天和3.2天。”宋豐飛說，這種現象在台風最為活躍的西北太平洋地區最為明顯，而且僅出現在強台風上，其他弱台風表現並不明顯。

那麼， 導致出現這種變化的原因是什麼？

研究顯示，相比於人為氣溶膠、火山爆發和太陽活動等因素的貢獻，人類溫室氣體排放導致的全球氣候系統增暖對超強台風季節提前起到主導作用。

宋豐飛指出，台風快速增強是由於強台風區別於其他弱台風之間的關鍵物理過程，強台風在其生命周期內通常會至少經歷一次快速增強過程。數據證實，台風的快速增強過程同樣出現了顯著的季節性提前趨勢，而快速增強過程的季節提前與大尺度海洋有利條件的季節性前移聯系緊密，最近幾十年，大尺度海洋有利條件的季節性前移主要是外強迫驅動所致，且溫室氣體強迫起到最重要的作用。

受季風或其他因素影響，夏天極端暴雨事件原本就比較多，而強台風從秋季提前至夏季之後，台風和季風暴雨疊加發生複合災害的風險大大提升。以我國華南地區為例，季風造成的極端降雨峰值在6月，而強台風造成的極端降雨峰值在10月。過去幾十年，每年6月至10月期間該地區的極端降雨總量快速增加，這種不同因子造成的極端降雨重合可能會帶來更多更嚴重的自然災害，給現有防災減災體系帶來巨大挑戰。