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南海台风引起海表温度和叶绿素响应的合成研究

王云涛   2020-10-09

      近日,我室王云涛副研究员在国际期刊Journal of Geophysical Research-Ocean上发表论文——南海台风引起海表温度和叶绿素响应的合成研究。台风作为影响上层海洋的剧烈动力过程,能够引起海表温度、叶绿素复杂的响应,通过合成分析,能够较为全面的实现对台风影响的评估。

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图1. 南海台风的(a)轨迹(颜色代表该位置在台风生命周期所处的阶段),(b)点位经过次数(假设所有台风半径300公里),(c)风速、移动速度随台风生命周期的变化,(d)不同月份台风等级的数目统计。

 

      文章利用2002年9月至2018年8月的卫星遥感数据和台风轨迹数据(图1),研究了台风点位周边海表温度和叶绿素对台风过程的响应。借鉴中尺度涡分析中常用的合成方法,针对每6小时一次的台风站点数据,将站点周边300公里范围的前后31天数据去除对应的气候态,得到温度和叶绿素异常数据,通过空间平均获得台风前后温度和叶绿素变化的时间序列(图2)。结果显示,温度对台风的响应起始于台风过境前3天,并在台风后2天降温达到最大,之后逐步恢复气候态;叶绿素在台风过境时开始增加,并在3~5天后达到峰值,之后快速降低恢复至气候态。文章同时发现台风响应自中心向外缘呈现出线性衰减的特征,风速较高且移速较慢的台风能够引起更显著的海洋响应,台风引起的降温具有普适性,但台风在南海北部陆坡区域更易引起叶绿素的降低。文章利用所得到的结果,评估了南海单个台风和台风长期积累各自引起的响应效应,定量刻画了南海上层海洋对台风响应的空间分布特征。

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图2. 台风引起(a)温度异常和(b)叶绿素异常的时间序列,垂直实线代表台风经过时刻,水平虚线分别表示台风前后温度和叶绿素异常的均值。


      该研究为全面评估台风对边缘海和开阔大洋上层海洋的影响提供了通用的方法,具有较为广泛的适用性和良好的科学应用前景。获得国家自然科学基金(41806026,41890805)和中国科学院先导科技专项B(XDB42000000)的资助。 

论文: Wang, Y. (2020) Composite of typhoon induced sea surface temperature and chlorophyll-a responses in the South China Sea, J. Geophys.  Res.: Oceans, 125, e2020JC016243, doi: 10.1029/2020JC016243.