北太平洋爆发性气旋的统计特征*

张树钦， 傅 刚

(中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象系，山东 青岛 266100)

北太平洋爆发性气旋的统计特征*

张树钦， 傅 刚**

(中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象系，山东 青岛 266100)

利用FNL (Final Analyses)全球格点资料，对2000—2015年冷季(10月至来年4月)发生于北太平洋(20°N～65°N, 110°E～100°W)的爆发性气旋进行了分析研究。依据爆发性气旋的空间分布特征和高时间分辨率的资料，将爆发性气旋定义修订为海表面中心气压(地转调整到45oN) 12 h平均加深率达到1 hPa/h以上的气旋。根据爆发性气旋最大加深率的大小，在强度上将其划分为4类：弱、中、强和超强。日本海、西北太平洋、中西太平洋、中东太平洋和东北太平洋为北太平洋爆发性气旋的5个多发区域，发生于各区域的爆发性气旋依次称之为：JOS (Japan-Okhotsk Sea)、NWP (Northwestern Pacific)、WCP (West-Central Pacific)、ECP (East-Central Pacific)和NEP (Northeastern Pacific)爆发性气旋。北太平洋爆发性气旋发生频数自西向东逐渐减少，呈现出“西多东少”的分布特征。爆发性气旋的统计特征因发生区域不同而呈现出较大差异，NWP爆发性气旋多发生于冬季和早春，而NEP爆发性气旋多发生于秋季和早春；相对于NEP爆发性气旋，NWP爆发性气旋发展较为剧烈，中心最低气压较低，爆发史长和发展史长较长。NWP爆发性气旋的移动路径多为西南-东北向，随着爆发强度的增强，其移动路径更趋于集中。NEP爆发性气旋的移动路径因生成位置的不同而呈现出较大差异，在中西太平洋和中太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径前期多为偏东向，后期折向西北；而在中东太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径多为西南-东北向。海洋暖流为NWP和NEP爆发性气旋的急剧发展提供了有利的海洋物理环境场。

北太平洋；爆发性气旋；统计分析；移动路径

爆发性气旋(Explosive Cyclone)，又称“气象炸弹(Meteorological Bomb)”[1]，具有中心气压迅速降低、气旋强度急剧增大的特点，其风速在极短的时间内可达到30 m·s-1以上[2]，常常会伴随着大风、强降水等恶劣天气，由于其生命周期短，多形成于中纬度海面上难以预报，被认为是最危险的天气系统之一。Sanders 和 Gyakum[3]首次将爆发性气旋定义为气旋中心气压在24 h内下降24 hPa以上，即气旋中心气压加深率大于1 hPa/h (定义为1个Bergeron①1Bergeron = (24 hPa/24 h)(sin(60°)/sin(φ),φ为气旋中心的纬度。，地转调整到60°N)快速发展的气旋。由于使用资料时间分辨率的提高，Yoshida和Asuma[4]将爆发性气旋定义中的时间间隔修改为12 h。考虑到爆发性气旋多发生于中纬度地区，Roebber[5]和Gyakum等[6]分别将爆发性气旋定义中的地转调整纬度修订为42.5oN和45oN。Sanders 和 Gyakum[3]对北半球爆发性气旋的气候学特征进行了分析，结果表明，爆发性气旋多发生于冷季，最大频数出现在1月份，且主要分布在太平洋和大西洋的西北部海域[5-6]。Lim和Simmonds[7]发现，西北太平洋是近年来全球爆发性气旋发生最密集的区域。Yoshida和Asuma[4]指出，西北太平洋爆发性气旋多集中在20°N～60°N、120°E～180°E的海域。Chen等[8]指出，日本海的东部和西北太平洋适宜于气旋的快速发展。研究表明，大尺度大气和海洋物理环境场对爆发性气旋的发生发展及空间分布具有重要影响，爆发性气旋多发生于高空急流出口区的左侧[3,9-11]、500 hPa槽的下游[12-15]及暖洋流和强SST梯度区域[3,16-20]。影响爆发性气旋急剧发展的因素主要有：大气的斜压性[10-12,21-22]、上层动力强迫[15,22-27]、潜热加热[28-31]和平流层位涡入侵[33-36]等。Sanders[12]在强度上将爆发性气旋划分成3类，即弱(1.0～1.2Bergerons)、中(1.3～1.8 Bergerons)和强(≥1.8 Bergerons)爆发性气旋，不同强度爆发性气旋的行为特征表现出明显的差异。Yoshida和Asuma[4]根据爆发性气旋生成和发展的位置，将西北太平洋爆发性气旋分为3类，第1类是生成于大陆、于日本海或鄂霍次克海发展的爆发性气旋；第2类是生成于大陆、于太平洋发展的爆发性气旋；第3类是生成于太平洋、于太平洋发展的爆发性气旋。统计结果表明，这3类爆发性气旋的多发季节、空间分布及平均爆发强度存在明显不同。

过去研究多采用Sanders 和 Gyakum[3]给出的爆发性气旋定义，但统计表明爆发性气旋多发生于中纬度地区[3-6]，许多学者质疑把气旋中心气压加深率地转调整到60°N/S的合理性。近年来对爆发性气旋的研究多局限在西北太平洋海域，对整个北太平洋特别是东北太平洋爆发性气旋的研究甚少，且所使用资料的空间和时间分辨率较低，统计的年限较短，难以给出详细的北太平洋爆发性气旋的统计特征。北太平洋爆发性气旋的空间分布特征是怎样的？不同区域的爆发性气旋的统计特征存在哪些差异？以上问题都亟待研究。开展对北太平洋爆发性气旋的系统研究，对深入认识该海域气旋的运动规律，减少和防止爆发性气旋带来的灾害，保障海上经济和军事活动安全具有重要意义。

本文使用美国国家环境预报中心NCEP (National Centers for Environmental Prediction)的FNL (Final Analyses)全球格点再分析资料，对2000—2015年冷季(10月至来年4月)发生于北太平洋(20°N～65°N, 110°E～100°W)的爆发性气旋进行了详细分析；在前人研究的基础上对Sanders 和 Gyakum[3]的爆发性气旋定义进行了修订。使用动态聚类方法，把爆发性气旋的强度分成弱、中、强和超强4类。统计表明，北太平洋海域爆发性气旋有5个多发区域，且不同区域爆发性气旋的统计特征有一定差异。

1 资料和方法

本文使用美国国家环境预报中心提供的FNL全球格点资料，包括海表面气压、位势高度、气温、经向和纬向风分量、相对湿度、垂直速度等26个变量，水平分辨率为1°×1°，垂直分为26层，每天4个时次00、06、12和18 UTC有资料，下载地址为：http://rda.ucar.edu/datasets/ds083.2。

使用FNL再分析资料以1 hPa为间隔绘制海表面气压分布图统计爆发性气旋。本文只关心发生在海上的气旋，对生命周期短于12 h的气旋不予统计。本文根据爆发性气旋中心海表面气压加深率大小分别定义了以下几个重要概念：(1)初始生成时刻：低压系统中至少出现一条闭合的海表面气压等压线时刻。对于在研究区域外形成后移入研究区域内并发展成为爆发性气旋的低压系统，将其在研究区域内海表面中心气压最大时刻作为初始生成时刻。(2)最大加深率时刻：气旋中心海表面气压加深率达到最大的时刻。(3)中心气压最低时刻：气旋中心海表面气压降至最低的时刻。对在移出研究区域前其中心气压仍未降到最低的气旋，本文将其在研究区域内的最后时刻定义为中心气压最低时刻。

2 爆发性气旋定义的修订

本文依据Sanders 和 Gyakum[3]的爆发性气旋定义进行统计，发现2000—2015年冷季在北太平洋共有761个爆发性气旋。分析发现761个爆发性气旋的最大加深率时刻的气旋中心(称为最大加深位置*最大加深位置：最大加深率时刻气旋中心所处的位置。)纬度(见表1(a))集中分布在35°N～50°N(占84.4%)之间，30°N以南和55°N以北个例较少(占2.2%)，最大加深位置的平均纬度为42.7°N，可见北太平洋爆发性气旋多发生在中纬度海洋上。Sanders 和 Gyakum[3]爆发性气旋定义中的地转调整纬度为60°N，与大多数爆发性气旋爆发性发展时的中心纬度有偏差，因此将爆发性气旋定义中的地转调整纬度由60°N，修改为45°N是合理的。由于使用的FNL资料的时间分辨率是6 h，选择12 h时间间隔不仅是可行的，而且更有利于细致地刻画爆发性气旋的演变和发展过程。因此本文给出修订后的爆发性气旋的定义如下：

(1)

式中：P为气旋的中心气压；φ为气旋的中心纬度；下标t-6和t+6分别表示6 h前和6 h后变量。Sanders 和 Gyakum[3]给出的爆发性气旋的定义式中的地转调整纬度由60°N修订为45°N，时间间隔由24 h修订为12 h。上式表明，在12 h内气旋中心气压的平均加深率达到1 hPa/h以上就称为爆发性气旋。本文根据修订后的爆发性气旋定义对北太平洋爆发性气旋进行了重新统计，发现有783个爆发性气旋最大加深位置的纬度集中分布在35°N～50°N (占80.6%)之间(见表1(b))，平均纬度为43.3°N。

虽然利用修订的爆发性气旋定义比利用Sanders 和 Gyakum[3]的爆发性气旋定义统计的爆发性气旋多22例，但分析发现，利用新修订的爆发性气旋定义统计的爆发性气旋有98例是在短时间内快速发展的个例。因此相对于Sanders 和 Gyakum[3]的爆发性气旋定义，修订后的爆发性气旋定义有利于识别在短时间内快速发展的爆发性气旋个例。

表1 爆发性气旋最大加深位置的南北向分布

(b)

注：频数为5个纬度带内爆发性气旋发生个数之和。(a) 根据Sanders 和 Gyakum[3]的爆发性气旋定义；(b) 根据修订的爆发性气旋定义。

The frequency shows the sum of maximum deepening positions within 5olatitudes bins. (a) According to the definition of explosive cyclone given by Sanders and Gyakum[3]; (b) According to the modified definition of explosive cyclone in present study.

3 爆发性气旋的分类

3.1 强度分类

图1为爆发性气旋频数随最大气旋中心气压加深率分布的直方图。从图中可以看出，气旋频数随着其加深率的增大而减少，且在1.3、1.8和2.3 Bergerons处急剧减小，呈现出“四级阶梯状”的特征。统计发现了一些超级强烈的爆发性气旋个例，最大中心气压加深率达3.07 Bergerons，其发展剧烈程度远远超过了Sanders[12]所定义的强爆发性气旋。由此可见，Sanders[12]在强度上将爆发性气旋分为3类，没有考虑到发展极为剧烈的个例，结合最大加深率频数“四级阶梯状”减小的特征，将爆发性气旋在强度上分为4类更为合理。本文利用K均值动态聚类方法[37]确定了4类爆发性气旋的强度分布区间(见表2)，分别是：弱爆发性气旋：1.00～1.29 Bergerons，中爆发性气旋：1.30～1.69 Bergerons，强爆发性气旋：1.70-2.29 Bergerons，超强爆发性气旋：大于等于2.3 Bergerons。

最大加深率(间隔为0.1 Bergeron)Maximum deepening rate

表2 爆发性气旋的强度分类

3.2 区域分布

本文采用Cressman[38]提出的权重计算法，对最大加深位置的空间分布进行平滑，其计算公式如下：

Wi,j=0(ri,j≥R)。

(2)

式中：Wi,j为权重；i和j为设定的网格点；R为平滑半径；ri,j为气旋中心与网格点(i,j)的距离，网格分辨率设定为1°×1°，平滑半径R为5°。北太平洋爆发性气旋最大加深位置在空间分布上存在5个多发区域(见图2)，分别位于日本海中部、西北太平洋海域、北太平洋中西部海域、北太平洋中东部海域和东北太平洋海域，在其区域发生的爆发性气旋依次称之为JOS (Japan-Okhotsk Sea)爆发性气旋、NWP (Northwestern Pacific)爆发性气旋、WCP (West-Central Pacific)爆发性气旋、ECP (East-Central Pacific)爆发性气旋和NEP (Northeastern Pacific)爆发性气旋。JOS和NWP爆发性气旋是以日本岛、千岛群岛和堪察加半岛为分界，其余各区域爆发性气旋分界线的划分原则：一是分界线尽量简单，有利于对各类爆发性气旋的识别；二是分界线处于最大加深位置的稀疏区域，其分界线的具体位置见图2。

(细实线为利用Cressman[43]权重计算法平滑(平滑半径为5个经纬度)的最大加深位置频数的空间分布；粗虚线为不同的爆发性气旋发生区域的分界线。The thin-solid contour is the smoothed frequency (3 intervals) of maximum deepening position by using Cressman[43] weighted method with the radius of 5 latitude and longitude. The boundaries of explosive cyclones for Vatious region are drawn in thick-dash line.)

4 统计特征

随着爆发性气旋爆发强度的增强，各区域的爆发性气旋频数均呈现减少趋势(见表3)。爆发性气旋多为弱和中爆发性气旋，强和超强爆发性气旋较少，且强和超强爆发性气旋多发生于西北太平洋。NWP爆发性气旋发生频数最多(274例)，其次为WCP爆发性气旋(166例)，再次为ECP和NEP爆发性气旋(120例)，JOS爆发性气旋发生频数最少(103例)。因此，除JOS爆发性气旋外，在北太平洋，爆发性气旋发生频数自西向东逐渐减少，呈现出“西多东少”的分布特征。由于NWP爆发性气旋发生频数最多，而过去关于NEP爆发性气旋的研究甚少，因此在下文中将重点分析NWP和NEP爆发性气旋的统计特征。

表3 不同区域和强度爆发性气旋的频数及其百分比

Note:①Frequency;②Percentage

图3为NWP和NEP爆发性气旋频数随最大气旋中心气压加深率分布的直方图，NWP和NEP爆发性气旋最大加深率频数均随着加深率的增大而减少，但NEP爆发性气旋减少较为迅速。NWP和NEP爆发性气旋最大加深率的最大值分别为3.07和2.97 Bergerons，说明在西北太平洋和东北太平洋均有发展超级强烈的个例。NWP爆发性气旋最大加深率的平均值为1.44 Bergerons，大于NEP爆发性气旋最大加深率的平均值(1.34 Bergerons)，且NWP爆发性气旋中的强和超强爆发性气旋的个数较多(58例，占21.2%，见表3)，而NEP爆发性气旋中的强和超强爆发性气旋的个数较少(13例，占10.8)。由上分析可知，总体上NWP爆发性气旋的爆发强度要大于NEP爆发性气旋的爆发强度。

图3 爆发性气旋频数随最大气旋中心气压加深率分布的直方图

分析NWP和NEP爆发性气旋月际频数的变化特征(见图4)可知，NWP爆发性气旋月际频数存在两个峰值，分别在12和3月，从10—12月月际频数迅速增大，从12—3月月际频数变化幅度较小且频数较大，而从3—4月月际频数急剧减少。NEP爆发性气旋月际频数也存在两个峰值，但分别在10和3月，从10—2月月际频数逐渐减少，从2—3月其月际频数增幅较大，而从3—4月其月际频数急剧减少。由此可见，NWP爆发性气旋多发生于冬季和早春，而NEP爆发性气旋多发生于秋季和早春，即NWP和NEP爆发性气旋的多发季节存在明显差异。

图4 爆发性气旋的频数随月份分布的直方图

NWP爆发性气旋中心最低气压频数峰值位于965～970 hPa(见图5(a))，呈现出类似正态分布的特征，而NEP爆发性气旋主要存在两个峰值，分别位于975～980 hPa和960～965 hPa(见图5(b))。NWP爆发性气旋中心最低气压主要分布于955～980 hPa (占76.3%)，平均值为965.1 hPa，有约76.6%的个例的中心气压在975 hPa以下。NEP爆发性气旋中心最低气压主要分布在960～985 hPa(占78.3%)之间，平均值为971.9 hPa，有约75.8%的个例的中心气压在980 hPa以下。由上分析可知，NWP爆发性气旋中心最低气压的主要分布区间及平均值均低于NEP爆发性气旋。总体而言，NWP爆发性气旋中心最低气压要低于NEP爆发性气旋，也即NWP爆发性气旋可发展至更强。

NWP爆发性气旋发展史长(从初始生成时刻至中心气压最低时刻的时长)频数峰值位于2.00～2.25 d(见图6(a))，呈现偏正态分布的特征，其发展史长主要分布于1.50～3.75 d(占83.9%)，平均值为2.63 d。NEP爆发性气旋发展史长频数峰值位于1.00～1.25 d(见图6(b))，随着发展史长的增加，其频数呈减少的趋势，发展史长主要在0.50～2.75 d(占83.3%)，平均值为1.85 d。NWP和NEP爆发性气旋爆发史长(中心气压加深率大于1 Bergeron的时长)频数均随着时间的增加而减少(图略)，但NEP爆发性气旋频数减少较迅速。NWP爆发性气旋爆发史长多在1.25 d以下(占82.5%)，平均值为0.97 d；NEP爆发性气旋爆发史长多在0.75 d以下(75.8%)，平均值为0.74 d。由上分析可知，NWP爆发性气旋的发展史长和爆发史长的平均值均长于NEP爆发性气旋，总体而言，NWP爆发性气旋的发展史长和爆发史长均长于NEP爆发性气旋。

图5 爆发性气旋频数随中心最低气压分布的直方图

图6 爆发性气旋频数随发展史长分布的直方图

分析NWP爆发性气旋初始生成位置*初始生成位置：在初始生成时刻气旋中心的位置。、最大加深位置和中心气压最低位置*中心气压最低位置：在中心气压最低时刻气旋中心的位置。随纬度的分布特征(见表4)及其移动路径的空间分布特征(见图7)发现，NWP爆发性气旋初始生成位置主要分布在25°N～40°N(占78.1%)，即多在中国东南部海域和日本岛的南部海域生成，少量个例生成于东北亚大陆和日本海。最大加深位置主要分布在35°N～50°N(占81.8%)，即NWP爆发性气旋主要在日本岛的东部、东北部海域及勘察加半岛的南部海域爆发性发展。中心气压最低位置主要分布于40°N～55°N(占84.7%)，即在堪察加半岛东南部海域和阿留申群岛附近海域其中心气压降至最低。在中国东南部海域和日本岛南部海域生成的爆发性气旋，其移动路径多为西南-东北向；而在东北亚大陆和日本海生成的爆发性气旋，其移动路径多为东偏北方向。多数NWP爆发性气旋在生成后，经历较短的时间和较短的路径后即进入爆发性发展时期；而在其爆发性发展后，通常移动较长的距离，许多爆发性气旋可移至中太平洋甚至中东太平洋海域。

NWP爆发性气旋的空间分布特征因其爆发强度的不同而呈现出一定差异，弱爆发性气旋的最大加深位置在日本岛东部海域和堪察加半岛南部海域均有分布，而中、强和超强爆发性气旋的最大加深位置则主要分布于日本岛东部海域。一些弱爆发性气旋和少量中爆发性气旋生成于东北亚大陆和日本海，其移动路径为东偏北向；而强和超强爆发性气旋则集中生成于中国的东部海域和日本岛的南部海域，其移动路径为西南-东北向。因此，随着NWP爆发性气旋爆发强度的增强，其初始生成位置和最大加深位置的分布更加集中，且移动路径更趋于集中。

西北太平洋暖流黑潮及黑潮延伸体流经日本岛的东部海域，随着NWP爆发性气旋爆发强度的增强，其最大加深位置趋向于集中在黑潮及黑潮延伸体区域，Chen和Kuo[13]在对西北太平洋爆发性气旋的统计研究中发现了类似的现象。西北太平洋暖流黑潮及黑潮延伸体使得日本岛东部海域海表面温度较高，海气温差较大，有利于海洋向大气输送大量的感热和潜热，增强了大气的斜压性，并增加了潜热释放，为NWP爆发性气旋的迅速发展提供了有利条件[13-14]。

表4 NWP爆发性气旋的初始生成位置、最大加深位置和中心气压最低位置的南北向分布图

Note:①Frequency of IFP;②Frequency of MDP;③Frequency of MCP

(“□”为初始生成位置，“●”为最大加深位置，“△”为中心气压最低位置。(a) 弱爆发性气旋；(b) 中爆发性气旋；(c) 强爆发性气旋；(d) 超强爆发性气旋。“□”: IFP； “●”:MPP；“△”:MCP.(a) Weak explosive cyclones； (b) Moderate explosive cyclones； (c) Strong explosive cyclones； (d) Super explosive cyclones.)

图7 NWP爆发性气旋的移动路径

Fig.7 Moving tracks of NWP explosive cyclones

分析NEP爆发性气旋初始生成位置、最大加深位置和中心气压最低位置随纬度的分布特征(见表5)及其移动路径的空间分布特征(见图8)可知，NEP爆发性气旋初始生成位置主要分布在35°N～50°N(占66.7%)，即主要生成于中西太平洋、中太平洋和中东太平洋海域。最大加深位置主要分布在40°N～55°N(占81.7%)，即在东北太平洋海域其发展最为迅速。中心气压最低位置主要分布在45°N～60°N(占90.8%)，即在移动到阿拉斯加湾及美国和加拿大西海岸其中心最低气压降至最低。在中西太平洋和中太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径前期多为偏东向，后期折向西北，在其爆发性发展前，移动路径较长；而在中东太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径多为西南-东北向。多数NEP爆发性气旋在爆发性发展后，其中心气压迅速降至最低，移动路径较短。

相对于NWP爆发性气旋，NEP爆发性气旋初始生成位置、最大加深位置和中心气压最低位置的空间分布均偏北。NEP爆发性气旋的移动路径因其生成位置的不同而呈现出较大差异。统计还发现，在不同区域生成的NEP爆发性气旋的生成原因也有较大差异。生成于中西太平洋和中太平洋海域的爆发性气旋多是由此海域发展成熟的气旋分裂而形成，而在中东太平洋海域生成的爆发性气旋，则多是在附近海域生成。NEP爆发性气旋的最大加深位置主要分布在阿拉斯加暖流区域，海洋对大气感热和潜热的输送，为其急剧发展创造了有利条件。还发现NEP爆发性气旋的中心气压最低位置主要分布在美国和加拿大西海岸，陆上没有个例。

表5 同表4，NEP爆发性气旋

Note:①Frequency of IFP;②Frequency of MDP;③Frequency of MCP

图8 同图7，NEP爆发性气旋

5 结论

本文对2000—2015年冷季发生于北太平洋的爆发性气旋的统计特征进行了分析，主要结论如下：

(1) 依据爆发性气旋的空间分布特征和所使用的FNL资料，将爆发性气旋定义修订为在12 h时内海表面中心气压(地转调整到45oN)的平均加深率达到1 Bergeron以上的气旋。

(2) 依据爆发性气旋中心气压最大加深率的大小，在强度上划分为4类，分别为弱(1.00～1.29 Bergerons)、中(1.30～1.69 Bergerons)、强(1.70～2.29 Bergerons)和超强(≥2.30 Bergerons)爆发性气旋。在北太平洋海域有5个爆发性气旋的多发区域，分别位于日本海、西北太平洋、中西太平洋、中东太平洋和东北太平洋海域，各区域的爆发性气旋依次命名为 JOS、NWP、WCP、ECP和NEP爆发性气旋。

(3) 根据本文修订的爆发性气旋定义，统计发现2000—2015年冷季北太平洋共有783例爆发性气旋，其多为弱和中爆发性气旋，强和超强爆发性气旋相对较少；北太平洋爆发性气旋发生频数自西向东逐渐减少，呈现出“西多东少”的分布特征。NWP与NEP爆发性气旋的统计特征表现出明显差异，NWP爆发性气旋多发生于冬季和早春，而NEP爆发性气旋多发生于秋季和早春；相对于NEP爆发性气旋，NWP爆发性气旋发展较为剧烈、最低中心气压较低、爆发史长和发展史长较长。

(4) NWP爆发性气旋的移动路径多为西南-东北向，随着其爆发强度的增强，其移动路径更趋于集中。NEP爆发性气旋的空间分布较NWP爆发性气旋偏北，由于NEP爆发性气旋生成位置的不同，其移动路径和成因呈现出较大差异。在中西太平洋和中太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径前期多为偏东向，后期折向西北，且多是由此海域发展成熟的气旋分裂而形成；而在中东太平洋海域生成的NEP爆发性气旋，其移动路径多为西南-东北向，且多是在附近海域生成。NWP和NEP爆发性气旋主要集中在海洋暖流区。

[1] Rice R B. Tracking a killer storm [J]. Sail, 1979, 10: 106-107.

[2] Schneider R S. Large-amplitude mesoscale wave disturbances within the intense midwest extratropical cyclone of 15 December 1987 [J]. Weather and Forecasting, 1990, 5: 533-558.

[3] Sanders F, Gyakum J R. Synoptic-dynamic climatology of the “Bomb” [J]. Mon Wea Rev, 1980, 108: 1589-1606.

[4] Yoshida A, Asuma Y. Structures and environment of explosively developing extratropical cyclones in the Northwestern Pacific region [J]. Mon Wea Rev, 2004, 132: 1121-1142.

[5] Roebber P J. Statistical analysis and updated climatology of explosive cyclones [J]. Mon Wea Rev, 1984, 112: 1577-1589.

[6] Gyakum J R, Anderson J R, Grumm R H, et al. North Pacific cold-season surface cyclone activity: 1975—1983 [J]. Mon Wea Rev, 1989, 117: 1141-1155.

[7] Lim E P, Simmonds I. Explosive cyclone development in the southern hemisphere and a comparison with northern hemisphere events [J]. Mon Wea Rev, 2002, 130: 2188-2209.

[8] Chen S J, Kuo Y H, Zhang P Z, et al. Climatology of explosive cyclones off the East Asian coast [J]. Mon Wea Rev, 1992, 120: 3029-3035.

[9] Keyser D, Shapiro M A. A review of the structure and dynamics of upper-level frontal zones [J]. Mon Wea Rev, 1986, 114: 452-499.

[10] Wash C H, Peak J E, Calland W E, et al. Diagnostic study of explosive cyclogenesis during FGGE [J]. Mon Wea Rev, 1988, 116: 431-451.

[11] 李长青, 丁一汇. 西北太平洋爆发性气旋的诊断分析 [J]. 气象学报, 1989, 47: 180-190. Li Chang-Qing, Ding Yi-Hui. A diagnostic study of an explosively deepening ocean cyclone over the Northwest Pacific [J]. Acta Meteorologica Sinica, 1989, 47: 180-190.

[12] Sanders F. Explosive cyclogenesis in the West-Central North Atlantic Ocean, 1981-1984. Part I: Composite structure and mean behavior [J]. Mon Wea Rev, 1986, 114: 1781-1794.

[13] Chen T C, Chang C B, Perkey D J. Numerical study of an AMTEX ’75 oceanic cyclone [J]. Mon Wea Rev, 1983, 111: 1818-1829.

[14] Chen T C, Chang C B, Perkey D J. Synoptic study of a medium-scale oceanic cyclone during AMTEX ’75 [J]. Mon Wea Rev, 1985, 113: 349-361.

[15] Lupo A R, Smith P J, Zwack P. A diagnosis of the explosive development of two extratropical cyclones [J]. Mon Wea Rev, 1992, 120: 1490-1523.

[16] Davis C A, Emanuel K A. Observational evidence for the influence of surface heat fluxes on rapid maritime cyclogenesis [J]. Mon Wea Rev, 1988, 116: 2649-2659.

[17] Kuo Y H, Reed R J, Low-Nam S. Effects of surface energy fluxes during the early development and rapid intensification stages of seven explosive cyclones in the Western Atlantic [J]. Mon Wea Rev, 1991a, 119: 457-476.

[18] Kuo Y H, Shapiro M A, Donall E G. The interaction between baroclinic and diabatic processes in a numerical simulation of rapidly intensifying extratropical marine cyclone [J]. Mon Wea Rev, 1991b, 119: 368-384.

[19] Kuwano-Yoshida A, Asuma Y. Numerical study of explosively developing extratropical cyclones in the Northwestern Pacific region [J]. Mon Wea Rev, 2008, 136: 712-740.

[20] Kuwano-Yoshida A, Enomoto T. Predictability of explosive cyclogenesis over the Northwestern Pacific region using ensemble reanalysis [J]. Mon Wea Rev, 2013, 141: 3769-3785.

[21] 谢甲子, 寇正, 王勇. 西北太平洋地区一次爆发性气旋的诊断分析 [J]. 暴雨灾害, 2009, 28: 251-276. Xie Jia-zi, Kou Zheng, Wang Yong. Diagnostic analysis of an explosive cyclone over Northwest Pacific area [J]. Torrential Rain and Disasters, 2009, 28: 251-276.

[22] Manobianco J. Explosive east coast cyclogenesis over the West-Central North Atlantic Ocean: A composite study derived from ECMWF operational analyses [J]. Mon Wea Rev, 1989, 117: 2365-2383.

[23] Uccellini L W, Kocin P J, Petersen R P. The President’s day cyclone of 18～19 February 1979 [J]. Mon Wea Rev, 1984, 112: 31-35.

[24] Uccellini L W. The possible influence of upstream upper-level baroclinic processes on the development of the QEⅡ storm [J]. Mon Wea Rev, 1986, 114: 1019-1027.

[25] Hoskins B J, Mcintyre M E, Robertson A W. On the use and significance of potential vorticity maps [J]. Quart J Roy Meteor Soc, 1985, 111: 877-946.

[26] Rogers E, Bosart L F. An investigation of explosively deepening oceanic cyclones [J]. Mon Wea Rev, 1986, 114: 1577-1589.

[27] Hirschberg P A, Fritsch J M. A study of the development of extratropical cyclones with an analytic model. Part II: Sensitivity to tropospheric structure and analysis of height tendency dynamics [J]. Mon Wea Rev, 1994, 122: 2312-2330.

[28] Anthes R A, Kuo Y H, Gyakum J R. Numerical simulations of a case of explosive marine cyclogenesis [J]. Mon Wea Rev, 1983, 111: 1174-1188.

[29] Emanuel K A, Fantini M, Thorpe A J. Baroclinic instability in an environment of small stability to slantwise moist convection. Part I: Two-dimensional models [J]. J Atmos Sci, 1987, 44: 1559-1573.

[30] Mullen S L, Baumhefner D P. Sensitivity of numerical simulations of explosive oceanic cyclogenesis to changes in physical parameterizations [J]. Mon Wea Rev, 1988, 116: 2289-2329.

[31] Whitaker J S, Davis C A. Cyclogenesis in a saturated environment [J]. J Atmos Sci, 1994, 51: 889-907.

[32] 赵其庚, 仪清菊, 丁一汇. 一个温带海洋气旋爆发性发展的动力学分析 [J]. 海洋学报, 1994, 16: 30-37. Zhao Qi-Geng, Yi Qing-Ju, Ding Yi-Hui. Dynamic analysis of an rapidly developing extratropical marine cyclone [J]. Acta Oceanologica Sinica, 1994, 16: 30-37.

[33] Bosart L F, Lin S C. A diagnostic analysis of the Presidents’ Day storm of February 1979 [J]. Mon Wea Rev, 1984, 112: 2148-2177.

[34] Uccellini LW, Keyser D. The President’s day cyclone of 18～19 February 1979: Influence of upstream trough amplification and associated tropopouse folding on rapid cyclogenesis [J]. Mon Wea Rev, 1985, 113: 962-988.

[35] Zehnder J, Keyser D. The influence of interior gradients of potential vorticity on rapid cyclogenesis [J]. Tellus, 1991, 43A: 198-212.

[36] Reader M C, Moore G W K. Stratosphere-troposphere interactions associated with a case of explosive cyclogenesis in the Labrador Sea [J]. Tellus, 1995, 47A: 849-863.

[37] 胡基福. 气象统计原理与方法 [M]. 青岛: 青岛海洋大学出版社, 1996: 117-120. Hu Ji-Fu. Principles and Methods of Meteorological Statistics [M]. Qingdao: Qingdao Ocean University Press, 1996: 117-120.

[38] Cressman G P. An operational objective analysis system [J]. Mon Wea Rev, 1959, 87: 368-375.

责任编辑 庞 旻

Statistical Features of Explosive Cyclones over the Northern Pacific

ZHANG Shu-Qin, FU Gang

(Department of Marine Meteorology, College of Oceanic and Atmospheric Sciences, Ocean University of China,Qingdao 266100, China)

The climatological features of explosive cyclones (ECs) over the Northern Pacific (20°N～65°N, 110°E～100°W) during the recent 15 cold-seasons from October 2000 to April 2015 are analyzed by using Final Operational Global Analysis (FNL) data. According to the meridional distribution of maximum deepening rate position and the temporal resolution of FNL data, the definition of EC is modified into a cyclone whose central sea level pressure decrease normalized at 45oN is greater than 12 hPa within 12 h. These ECs are classified into four categories according to their intensities: weak, moderate, strong and super ECs. Additionally, according to the five high occurrence number centers of the maximum deepening rate position, ECs are further classified into five regions: the Japan-Okhotsk Sea (JOS), the Northwestern Pacific (NWP), the West-Central Pacific (WCP), the East-Central Pacific (ECP), and the Northeastern Pacific (NEP). The statistical analyses show that the occurrence number of ECs decreases eastward over the Northern Pacific. The features of ECs are strongly related to their explosive-developing regions. NWP ECs are most frequent in winter and early spring season, while NEP ECs mainly occur in autumn and early spring season. Comparing with NEP ECs, NWP ECs exhibit stronger intensification rate, lower minimum central sea level pressure, longer developing and explosive-developing lifetimes. The tracks of NWP ECs are typically northeastward direction and their tracks show more uniform characteristics with intensity. The direction of moving tracks for NEP ECs is depended on their formation regions. Those NEP ECs originating from the West-Central Pacific and Central Pacific usually move eastward in early stage and turn to northeastward in later stage. While those NEP ECs forming over the East-Central Pacific usually move northeastward. The warm oceanic current provides favorable environmental conditions for the rapid development of ECs.

Northern Pacific; explosive cyclone; statistical analyses; tracks

国家自然科学家基金项目(41275049)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China (41275049)

2016-12-25；

2017-04-02

张树钦(1988-)，男，博士生。 E-mail: zhangshuqin1234@126.com

** 通讯作者：E-mail：Fugangouc@qq.com

P732

A

1672-5174(2017)08-013-10

10.16441/j.cnki.hdxb.20160426

张树钦， 傅刚. 北太平洋爆发性气旋的统计特征[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2017, 47(8): 13-22.

ZHANG Shu-Qin, FU Gang. Statistical features of explosive cyclones over the Northern Pacific[J]. Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(8): 13-22.