一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法

技术领域

本发明涉及水文、海洋技术领域，特别是一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法。

背景技术

台风是热带海洋-大气中形成的具有高温低压中心结构的涡旋，伴随着强烈的海-气相互作用的天气事件。西行台风是指在菲律宾群岛附近的洋面生成后一直向西移动，经菲律宾群岛或中国台湾以南的巴士海峡进入南海地区，并且在中国华南沿海、海南省或越南附近登陆的台风。南海大部分海区都处在热带地区，蒸发量大导致海水层化现象，阻碍了营养盐从次表层向表层的输送，海洋上层海水全年都呈现寡营养的状态。台风引起的水体强烈的混合，导致上层海洋与次表层海水之间的能量和物质交换增加，对当地的远洋渔业、海洋运输、海上作业等生产部门的经济和社会效应都有很大的影响。

通过对不完整的资料的分析和研究，人们认识到台风引起的海表温度下降幅度一般在 1～6℃之间，而且较大的降温位置主要在台风的右侧，与海表温度下降对应的是混合层加深也具有同样的右偏性(Price，1981；李薛等，2014)；并且在台风过后的一段时间内(5天及以上)，上层海洋对台风的响应依然存在，而海表温度的降低对台风的成长以及进一步的热量输送会产生影响，这就形成了负反馈(Black,1983；Jiang et al,2008；Zhu andZhang,2006)。但由于观测资料不完整很难做到全面的分析台风对上层海洋影响的情况，对该变化的原理和机制进行更深入具体的比较和分析的难度极大。

有关台风对上层海洋的影响研究，研究区域多集中在西北太平洋等大洋区域。台风盛行时期，由于较为恶劣的气候环境的影响，收集数据资料的难度较大，所以多数研究都是针对台风个例的分析(Jiang et al,2008；李薛等，2014)。然而有关南海上层海洋对台风的响应的统计特征鲜有研究。因此，研究南海对西行台风的响应的统计特性是认识台风对海表温度影响的重要手段。

所以研究南海对西行台风的响应的统计特性，可以使人们更加清楚的了解西行台风对南海表面温度的影响，有利于海洋环境动力和海洋生态等进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法，采用该方法可以统计出西行台风过境后南海海表温度的变化特征，提炼出响应过程的共性，促进人们对台风影响的认识，更好的为海洋渔业、海洋运输等行业服务。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法，包括以下步骤：

步骤1、从台风数据网站获取台风最佳路径数据，提取台风最佳路径数据集中经过南海区域的所有西行台风；其中，台风最佳路径数据包括台风中心位置、中心气压值以及最大风速；

步骤2、获取各个西行台风过境前后的海表面温度SST的日平均数据，对西行台风产生前的N天温度数据进行平均得到台风前平均海表温度数值SSTm；然后，将西行台风过后M 天的SST的日平均数据逐天减去台风前平均海表温度数值SSTm得到M个海表温度异常值SSTA，根据SSTA绘制SSTA图；

步骤3、根据步骤2得到的SSTA图，对提取的所有西行台风进行统计并制作路径降温的台风信息统计表，台风信息统计表包括台风编号、台风名称、最低气压、最大风速、降温位置和最大降温幅度，通过台风信息统计表找出台风过境后海表温度出现的变化的特征，该特征包括小于等于-2℃的SSTA、降温的幅度、降温中心出现的位置与台风路径的关系；

步骤4、通过SSTA图和路径降温的台风信息统计表中的信息进一步找出南海对西行台风的响应的共性，共性包括降温的幅度及降温中心位置与台风强度、最大风速、中心气压值的关系。

作为本发明所述的一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法进一步优化方案，步骤3中降温中心出现的位置分为三类：降温中心位于西行台风路径右侧、降温中心位于西行台风路径中间、降温中心位于西行台风路径左侧。

作为本发明所述的一种考察南海对西行台风的响应的统计特性的方法进一步优化方案， N取2。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

(1)本发明利用中国气象局热带气旋资料中心(上海台风研究所)的最佳台风路径资料，与卫星微波扫描辐射计获取的海表面温度(SST)数据，通过研究西行台风最佳路径与海表温度之间的相关性，提供了一种通过分析海表温度状况，考察南海西行台风的影响；

(2)采用本发明提供的技术方案可以获得西行台风过后南海表面温度异常值，对温度异常值的分析研究可以进一步了解和研究特殊类型台风引起的影响；

(3)本发明填补了西行台风对南海区域海表温度影响的统计分析的空白；

(4)本发明具有快速和简单易实现等优势，适合于实际应用。

附图说明

图1是本发明流程图。

图2是1998-2018年穿过南海的西行台风最佳路径。

图3是台风Nalgae过境后南海SST六天的变化；其中，(a)-(f)分别为过境后1-6天的SST变化，(g)为颜色指示条。

图4是西行台风过境后引起SST变化的类型；其中，(a)是研究区域无明显降温的西行台风实例--2018年33号台风Usagi，(b)是降温位置出现在台风路径右侧的西行台风实例--2009年23号台风Mirinae，(c)是降温位置出现在台风路径左侧的西行台风实例--2009年19号台风Parma，(d)是降温位置中心出现在台风路径附近实例--2005年22号台风Kaitak，(e)是颜色指示条。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所为本发明的方法原理图，本发明利用中国气象局热带气旋资料中心(上海台风研究所)的最佳台风路径资料，与卫星微波扫描辐射计获取的海表面温度(SST)数据；选取中国南海地区为研究区域，通过对比西行台风过境前后的海表温度的变化，考察西行台风对南海SST的影响。

实施例：选取中国南海地区为研究区域，利用本发明提出的技术方案考察南海对西行台风的响应的统计特性，具体步骤如下：

1、获取1998-2018年中国气象局热带气旋资料中心提供的台风最佳路径数据(包括台风中心位置、中心气压值以及最大风速)，提取其中经过南海区域的所有西行台风，如图2所示；

2、获取各个西行台风过境前后的南海(5°～25°N,104°～125°E)海表面温度(SST)的日平均数据，对台风产生前的2天温度数据进行平均；然后，用台风过后1-6天的SST数据分别减去台风前平均SST数值得到海表温度异常值SSTA并画出画出南海区域的SSTA分布图,如图3所示(以2011年22号台风Nalgae为例)；图3中的(a)-(f)分别为过境后1-6天的SST变化，图3中的(g)为颜色指示条。

3、用上述步骤2方法对提取的所有西行台风进行统计，通过统计我们发现可以根据过境后海表温度的变化把南海西行台风分为两大类：一类为研究区域无明显降温，如图4中所示的生成于2018年11月17日的33号台风Usagi；另一类为海表面出现明显降温的，即SSTA ≤-2℃。根据降温出现的位置可以分为三小类：以2009年23号台风Mirinae为代表的降温位置出现在台风路径右侧的西行台风；以2009年19号台风Parma为代表的降温位置出现在台风路径左侧的西行台风；以2005年22号台风Kaitak为代表的降温位置中心出现在台风路径附近。图4中的(a)是研究区域无明显降温的西行台风实例--2018年33号台风Usagi，图4中的(b)是降温位置出现在台风路径右侧的西行台风实例--2009年23号台风Mirinae，图4中的(c)是降温位置出现在台风路径左侧的西行台风实例--2009年19号台风Parma，图4中的(d)是降温位置中心出现在台风路径附近实例--2005年22号台风Kaitak，图4中的(e)是颜色指示条。

4、通过统计的图表中的信息进一步找出南海对西行台风的响应的共性，分析降温的幅度及降温中心位置与台风强度、最大风速、中心气压值、台风中心移动速度等的关系。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。