近日，物理海洋教育部重点实验室在台风-海洋相互作用研究领域取得新进展，基于全球台风活跃海区的卫星观测海表面温度和再分析资料，揭示了台风尺寸对海表面降温的调制作用与机理，并提出台风尺寸调控台风强化的海气耦合新机制。研究工作以“Effect of Storm Size on Sea Surface Cooling and Tropical Cyclone Intensification in the Western North Pacific”（《台风尺寸对海表面降温以及海洋负反馈过程的影响研究》）和“Storm Size Modulates Tropical Cyclone Intensification Through an Oceanic Pathway in Global Oceans”（《台风尺寸调控台风强化的海气耦合机制》）为题，先后发表于Journal of Climate期刊。成果由实验室在读博士生刘宇皓为第一作者，管守德副教授为通讯作者，联合实验室多位成员以及国内外专家学者共同合作完成。

　　近四十年来，国内外台风路径预报取得了持续进步，但是在台风强度预报方面进展甚微，主要原因是对多尺度台风-海洋相互作用机理认知有限。台风尺寸是刻画台风大气涡旋特征的独立大气参数，是台风研究和预报中的重要参数之一。台风尺寸变化，可通过改变台风涡旋内核和外部区域的惯性稳定性影响台风的强度演变，是前人研究关注的重点。然而，从理论上来讲，台风尺寸还可能通过改变其向上层海洋的能量输入,调节海表面降温以及海洋向台风的热量输送，进而从海洋角度对台风强度产生影响，这是学界长期以来被忽视的一个科学问题。

图1：全球台风活跃海区（西北太平洋、东北太平洋、北大西洋、南印度洋、南太平洋）中（a-e）较小、（f-j）中等与（k-o）较大尺寸的台风对海表面降温的调制作用

　　本研究通过合成2004-2021年全球台风活跃海区的卫星观测数据，系统研究了台风尺寸对台风经过海洋时所引起的上层海洋热力学响应及其对台风强化的影响。研究发现，尺寸越大（小）的台风，向海洋输入能量越多（少），引起更大（小）、范围更广（小）的海表面降温（图1），且降温后的海表面温度的恢复时间也更长（短）。统计意义上，台风尺寸对海表面降温的影响与其移动速度对海洋的影响同样重要。进一步分析表明，由于尺寸更大（小）的台风引起降温更大（小），导致海洋向台风输送的热通量更小（高），因此不利于（有利于）台风强度发展，台风快速强化概率相应更低（高），这一过程便形成了一个台风尺寸影响台风强化的海气耦合机制（图2），且分析表明该机制在全球台风活跃海区具有普适性。

图2：全球台风活跃海区1-2级台风引起的(a)海表面降温、(b)热通量和(c)台风强化效率与台风尺寸的散点关系图。灰色阴影与虚线代表海表面降温、热通量与台风强化效率随台风尺寸的变化趋势

　　上述研究提出台风特征参量-台风尺寸通过海气相互作用影响台风强度演变的“海气耦合”新机制（Oceanic pathway），为台风动力学研究提供了新的视角，研究结果进一步丰富和完善了对台风-海洋相互作用的理论认知，对提高台风强度预报水平具有重要的科学意义。研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等共同资助。

文章引用：

LIU Y. -H., S. -D. Guan*, I. -I. Lin, W. Mei, F. -F. Jin, M. -Y. Huang, Y. -H. Zhang, W. Zhao, and J. -W. Tian, 2023: Effect of Storm Size on Sea Surface Cooling and Tropical Cyclone Intensification in the Western North Pacific. Journal of Climate, 36, 7277-7296, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0949.1.

LIU Y. -H., S. -D. Guan*, I. -I. Lin, W. Mei, F. -F. Jin, P. Liu, and J. -W. Tian, 2025: Storm Size Modulates Tropical Cyclone Intensification through an Oceanic Pathway in Global Oceans. Journal of Climate, 38, 891-908,https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0398.1.