基于引潮力的西北太平洋热带气旋特征研究

李俊杰,范伶俐,曹宁

摘要 利用中国气象局提供的西北太平洋台风最佳路径数据集、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析资料、美国国家航空航天局（NASA）的HORIZONS系统天文资料，采用统计学方法，分析了1949—2019年西北太平洋生成的热带气旋路径上各节点所受引潮力，并诊断引潮力与大气环流之间的关系。结果表明：1）向上垂直引潮力越大，热带气旋生成数越多、增强速度越快，同时向西移速增大。水平引潮力方位角与热带气旋前进方向接近时，垂直引潮力增强的效果更明显。2）在西北太平洋热带气旋活跃期（7—10月），向上的垂直引潮力有利于大气的上升运动，导致对流层中层（高层）辐合（辐散），形成有利于热带气旋发展的环流配置结构。

关键词 热带气旋;引潮力;强度;移动速度

天气系统是复杂的非线性系统，洛伦兹早在1963年提出了“蝴蝶效应”，认为微小的变化能在非线性系统的长期发展中演化出巨大的连锁效应。日、月引潮力是由于日地、地月公转而形成的力，其作用于海洋，就形成了潮汐。引潮力也能改变大气运动状态，李国庆和宗海锋（2007）发现地球大气的纬向风速场、地球位势高度场、日长（地球自转一周所需时间）都有27.3 d和13.6 d的周期振荡，该震荡周期与月球相位变化周期高度相关。天体引潮力相对于大气中其他作用力虽较小，但也可以通过大气内部的作用，触发不稳定状态或增强、减弱某些大气活动，进而对天气过程造成影响，某些气象灾害、海洋灾害与引潮力的变化有较密切的相关性（韩延本等，2002）。

热带气旋（Tropical Cyclone，TC）是生成于热带或副热带的一种强大的天气系统，一直是备受关注的自然灾害之一（Camargo et al.，2010;何洁琳等，2012）。西北太平洋是台风高发区，中国是沿岸国家乃至世界上少数几个受台风灾害影响最严重的国家之一（陆晓婕等，2018），台风登陆的地点几乎遍及我国整个东部和南部沿海（李泽椿等，2020）。台风的破坏力极大，每年给我国造成很大的损失（周伟灿等，2015），如2012年台风“海葵”给浙江省带来的直接经济损失就超过了50亿元人民币（吴海英等，2015）。任振球（1975）研究日、月引潮力与台风强度变化的关系，得到在朔望时刻特定区域内的台风强度会增强或不减弱的结论。陈广叙（1989）发现华南台风的“北翘”与引潮力有关，台风路径在一定程度上受引潮力影响。Carpenter et al.（1972）指出在朔望时，台风生成和活动更加频繁。目前对于热带气旋生成、加强、移动等方面的研究已较为成熟，但从天体引潮力角度探究日、月引潮力对热带气旋的影响并不多见。研究日、月引潮力对热带气旋的影响，探索引潮力对热带气旋的影响规律，有利于提高热带气旋预报的准确度。

1 资料和方法

资料包括：1）热带气旋资料来自上海台风研究所制作的最佳路径数据集（Ying et al.，2014;Lu et al.，2021），包括1949—2019年西北太平洋海域热带气旋每6 h的位置和强度。2）环流分析使用1950—2019年各年7—10月欧洲中期数值预报中心（ECMWF）的ERA5再分析资料，范围为100°～180°E、0°～50°N的西北太平洋区域，空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为1 h。3）天文资料来自美国国家航空航天局喷气推进实验室（NASA， Jet Propulsion Laboratory）的HORIZONS系统，包含太阳、月球的赤道坐标、地心黄道坐标和距离等资料，时间范围为1949—2019年，每1 h一次。

2 方法

2.1 引潮力的计算

引潮力是指地球上单位质量物体受到的来自月球的万有引力和围绕地月质心旋转受到的离心力的合力（王琳琳等，2021）。前者需计算目标点到月球距离，根据万有引力定律即可得到月球对该点的万有引力，其方向指向月心;后者大小与月球对地心处单位质量物体的万有引力相同，方向由月心指向地心。同理，太阳对地球也产生引潮力，日、月两者形成的引潮力共同作用于地球上的物体。

月下点是指某一时刻地心与月心连线，在靠近月球一侧，与地球表面相交的点，因为月球形成的引潮力沿地月连线呈轴对称分布，因此在地表上任意一点受到来自月球的引潮力，是该点与月下点的地心夹角的函数。令目标点P经度为λ，纬度为;月下点经度为λm，纬度为m，则由几何关系可推导出两点间地心夹角α为：

α=cosφ·cosφm·cos（λ-λm）+sinφ·sinφm。（1）

令点P到月心距离为d，地心至月心距离为r，地球半径为R，则点P处的惯性离心力f为：

f=GMmr2。（2）

点P受到月球的万有引力h为：

h=GMmd2。（3）

其中：G为引力常数;Mm为月球质量。

通过余弦定理可得：

d2=r2+R2-2Rrcosα。（4）

对式（2）与（3）中两力进行水平和垂直方向上的分解再合成，可得到分解后的引潮力F：

Fh=GMmsinαrd3-1r2，

Fv=-GMmd2+R2-r22d3R+cosαr2。（5）

水平引潮力为正值时指向月下点，为负值时指向地心月心连线在地表上远离月球一侧的交点，即月下点关于地心的对称点。水平引潮力方向使用两点间方位角公式计算：

θ=atan2（sin（λ-λm）·cosφm，cosφ·sinφm-sinφ·cosφm·cos（λ-λm））。（6）

其中：atan2為编程语言计算方位角的函数。

同理，得到太阳对地球产生的引潮力，并计算日、月两者引潮力的合力，得到最终的引潮力。

2.2 月相的计算

月相指从地球上看到月球被照亮部分的变化情况（赵君亮，2008）。计算时定义为月球与太阳的地心黄经（下文简称黄经）差值，单位为度。月相0°时为朔（新月）;90°时为上弦月;180°时为望（满月）;270°时为下弦月;360°为朔，以此循环，周期约为29.5 d，一次循环称为一个朔望月。朔望时引潮力较大。

2.3 频率校正

各类天文变量，都有自己的频率分布特征，如，水平引潮力指向北边时，热带气旋出现的概率较小，而指向其他方向时概率更大，若单纯统计在各个方向发生的事件数，会由于概率差别大导致事件数相差太多。因此，为了便于各个方向上的比较，将各方向上的事件数除以该方向的频率，以消除概率的影响。具体方法为：将某天文变量的取值范围[a，b]，等组距分为n组，统计该变量出现在各组的频率;接着，按照相同分组，统计发生于各组的热带气旋事件数;然后，将热带气旋事件数除以这个天文变量在该组的出现频率，再除以组数n，得到各组中出现的热带气旋的相对事件数。在此基础上，进行相互比较。

3 引潮力特征

分析引潮力的特征，是研究引潮力与热带气旋关系的基础。地球表面上受到的引潮力，是来自太阳和月亮两者引潮力的合力（李启成等，2008）。图1为地月位置示意，其中角η为黄白交角，在4°51′至5°9′之间变化。由于地球自转，长时间下引潮力大小和方向在纬向上分布都是均匀的，而由于黄赤交角、黄白交角、月球轨道进动等原因，使引潮力在经向上分布不均，形成如低纬地区引潮力比高纬地区更大、高纬地区引潮力总是指向偏南方向等现象。

图2为1949—2019年8—9月西北太平洋所有热带气旋平均位置（134.3°E，20.7°N）处引潮力变化情况，热带气旋平均位置是指1949—2019年所有西北太平洋热带气旋路径节点的均值。图2a为3 d内引潮力大小变化情况，图2b为其对应的引潮力方位角和高度角。由图2a可见引潮力及其水平、垂直分量的大小变化都有约0.5 d的周期（半日潮），其周期约为半个太阴日（约12小时25分）。图2b可见，当引潮力方位角偏北时，引潮力高度角变大，使垂直引潮力增大。这是因为，月球赤纬（纬度在天球上的投影）随时间变化存在两个周期，一是约13.7 d，是月球在南北半球上空经向运动的周期;二是约18.6 a，是月球在经向运动中达到最大值的变化周期，其赤纬的极大值范围在18.60°～28.5°。月球赤纬极大值范围与热带气旋活动区域纬度接近，当月球赤纬大于热带气旋所处纬度时，月球位于热带气旋偏北方上空，引潮力方位角偏北，此时月球已接近其赤纬极值，不能再继续向北运动，因此月球位于热带气旋偏北方高仰角的位置，或者说热带气旋离月下点较近。故引潮力方位角相对于热带气旋偏北时，月球对于热带气旋的高度角较大，使得垂直引潮力也较大。由图2c可见，8—9月引潮力有周期为半个朔望月的变化（约14.75 d），朔望时，引潮力有极大值。

4 热带气旋生成

4.1 月相与热带气旋生成数的关系

对1949—2019年在西北太平洋生成的热带气旋进行统计，得到多年平均的各月热带气旋生成数分布（图3）。其中，热带气旋生成最少为2月，仅0.35个/a;最多为8月，为7.21个/a。7—10月占全年热带气旋生成的绝大部分，是热带气旋生成盛期。

图4为1949—2019年经频率校正后的热带气旋生成数与月相的统计关系，0°表示朔（新月），180°表示望（满月）。由图4a可见，在月相尚未到新月之前，热带气旋生成数逐渐增加，新月时生成数骤减，月相为10°时生成数最少;月相略小于180°、270°时存在极小值，月相约290°时出现最大值。望-朔（月相180°～360°）期间，热带气旋生成数比朔-望（月相0°～180°）更多。图4b是将180°～360°重叠至180°～0°后的结果，图中可见，月相为100°～110°时，热带气旋生成数最少，而上（下）弦月附近（月相为140°～150°），热带气旋生成数最多。

一般认为，引潮力在新月与满月时达到最大，上（下）弦月时最小（李松龄和陈征宙，2010），但在新月或满月时，面向月球或背向月球方向的地方，所受引潮力的垂直方向上的分量最大，而与月球方向垂直的地方，其引潮力垂直方向分量最小（刘全稳等，2001）。因此要讨论引潮力对热带气旋生成的影响，不能只使用月相来代表引潮力。

4.2 引潮力与热带气旋生成的关系

对1949—2019年的热带气旋生成时受到的引潮力进行统计，各热带气旋的生成位置与时间，均采用热带气旋最佳路径数据集中该热带气旋路径的第一个节点表示。同时以所有热带气旋生成点的平均位置，作为计算引潮力频率校正的地点。将引潮力分解为垂直分量和水平分量，垂直分量，向上为正，用方位角表示水平引潮力的指向，同时还引入引潮力未分解时的高度角，从引潮力大小（垂直和水平分量）、方位和高度角四个维度来分析热带气旋生成数与引潮力的关系。

图5a为热带气旋生成数与垂直引潮力的关系，当垂直引潮力为负值，即垂直引潮力方向向下时，生成数先升后减，在约-0.5 μN处有生成数极大值，之后减至0;当引潮力为0～0.6 μN时，生成数变化不大，0.6～1.1 μN随着引潮力增加，生成数也持续增加，大于1.2 μN后热带气旋生成数逐渐减少。图5b为水平引潮力，随着水平引潮力大小的增加，热带气旋生成数呈现高-低-高的阶段式变化特征。水平引潮力为0时，热带气旋生成的概率极低，当水平引潮力为0～0.1 μN时，热带气旋生成数迅速增加，0.1～0.5 μN生成数较多，0.5～0.9 μN相对较少，为0.9～1.25 μN时生成数逐步增多、约1.25 μN处达到最大，随后迅速减少。

图5c为水平引潮力方位角与热带气旋生成数关系，当引潮力指向偏北时热带气旋生成较多，偏南时生成较少。热带气旋在西北方向和东北偏北方向生成数最多，南和西南方向生成数最少。从图5d的引潮力在垂直和水平方向上的分布来看，生成数较多的西北-东北方向，垂直引潮力大而水平引潮力小;生成数较少的偏南方向，则垂直引潮力小而水平引潮力大;在正东正西附近，垂直引潮力達到最小，但生成数并不少。图5e为引潮力高度角与热带气旋生成数关系，随着高度角的增加，生成数也逐渐增加，高度角接近最小（最大）值时，生成数也迅速减小（增大）。

综上，当垂直引潮力方向向下且较小时，对应的水平引潮力较大，有利于热带气旋生成，这类情况大多出现在水平引潮力指向东和西时;当垂直引潮力方向向上且较大时，对应的水平引潮力较小，最有利于热带气旋生成，这类情况大多出现在水平引潮力指向西北-东北方向;当垂直引潮力向上但较小，且水平引潮力也不大时，不利于台风生成，这类情况下水平引潮力大多指向南方。同时，垂直引潮力越大，越有利于热带气旋生成，垂直引潮力向下较大时，对热带气旋生成有抑制作用。

5 热带气旋强度

5.1 引潮力与热带气旋强度变化的关系

为研究引潮力与热带气旋强度变化的关系，以热带气旋中心最低气压每小时变化量（ΔP）表示其强度变化，ΔP>0表示热带气旋减弱，ΔP<0表示增强。图6a为垂直引潮力与平均强度变化的关系。当垂直引潮力在为-0.7～-0.2 μN时，ΔP>0，热带气旋减弱，其余情况则增强。垂直引潮力由-1.0增至-0.7 μN时，热带气旋略有增强，当垂直引潮力大于-0.2 μN时，垂直引潮力越大，热带气旋增强越快。图6b为水平引潮力，可见当水平引潮力小于1.08 μN时，ΔP<0，热带气旋增强;大于1.08 μN时，ΔP>0，热带气旋减弱。水平引潮力小于0.8 μN时，ΔP随水平引潮力大小的变化不明显，大于0.8 μN后，两者呈较明显正相关关系。

图6c为水平引潮力方位角与热带气旋强度变化关系，当引潮力指向偏北方向时，热带气旋强度加强较快，指向偏南方向时加强较慢，引潮力指向西南方向至东南方向时，出现热带气旋减弱的情况。当引潮力方位角从西向北或从东向北变化时，热带气旋加强速度较大，指向为西北-东北时，加强速度最快。图6d显示，引潮力方位角偏南时，水平引潮力较大，垂直引潮力较小，偏北方向则相反。引潮力方位角由西向北或从东向北变化时，垂直引潮力迅速增大，且在西北至东北方向达到最大。图6e也反映了相同的结果，当引潮力向上高度角越高时，垂直分量越大，热带气旋增强越快，当引潮力指向下时，热带气旋强度减弱，高度角向下超过70°时，也有利于热带气旋增强。

由此可见，向上的垂直引潮力越大时，越有利于热带气旋增强，而向下的引潮力，有利于热带气旋减弱。相比于指向南方，当水平引潮力指向偏北方向时，垂直引潮力更大，更有利于热带气旋的增强。

5.2 不同引潮力与热带气旋前进方向夹角下热带气旋强度变化与引潮力关系

热带气旋前进的方向与水平引潮力方位角之间的夹角大小变化，也可能使引潮力对热带气旋产生不同的影响。图7为热带气旋前进方向与水平引潮力方位角的夹角分类示意，图中箭头为热带气旋前进方向，按照两者之间的夹角大小，即引潮力方位角落到的区域，分为四种类型：0°～45°、45°～90°、90°～135°和135°～180°，四类情况分别对应图中的红色、橙色、绿色和蓝色线。并以此分类，分析不同情况下引潮力对热带气旋强度的影响（图8）。

图8a为垂直引潮力与热带气旋强度变化关系，四类情况整体上变化趋势一致。第一类[0，45） 夹角较小（红色线），此时垂直引潮力越大越利于热带气旋加强;第二类[45， 90）夹角（橙色线），在垂直引潮力小于-0.3 μN时，热带气旋开始减弱;第三类[90， 135）夹角（绿色线），当垂直引潮力小于0.3μN时热带气旋开始减弱;第四类[135， 180）夹角（蓝色线），在垂直引潮力大于零后，不像其他三类垂直引潮力越大热带气旋增强越快，而是增强较弱。值得注意的是在向下的垂直引潮力较大时，除第二类外，其余三种情况都会使热带气旋增强。图8b为水平引潮力，四类情况变化趋势大致相同。第一类情况下，热带气旋加强或减弱速度能达到最大，其他三类情况则变化幅度较小;第二类与第三类大致相同，第二类开始减弱的位置约在1.3 μN，第三类则是在1.2 μN;第四类在水平引潮力大于约0.9 μN后，热带气旋开始减弱，在此之前，与第二类、第三类相同，热带气旋增强速度较小。

图8c为水平引潮力方位角与热带气旋强度变化关系。水平引潮力指向西北方向时，第一、第二类情况热带气旋增强，第三、第四类情况减弱，第一类增强最快，第四类减弱最快;指向为东北方向时，第三类情况增强速度达到最大，其次是第二類、第一类;而当指向为东-南时，第四类情况下热带气旋增强最快，其余情况大都是减弱;指向从南-西北时，第四类情况下热带气旋减弱速度达到最大，第三类情况先增强后减弱，其余情况则增强。可见，在夹角大小不同的情况下，水平引潮力指向与热带气旋强度变化在各方位上的表现有较大差异。图8d为热带气旋前进方位角与其强度变化关系，当热带气旋前进方位角为东-南-西北向时，四类情况下的强度变化都相差不大，从西北-西南，热带气旋增强速度逐渐减小，从西北-东北，热带气旋强度减弱速度逐渐加快，在东北方向达到最大。第一类情况在从东至西北方向上，与其余几类情况有明显不同：减弱的速度更慢，且增强速度更大。在东-西北方位上，热带气旋强度变化速度从增强到减弱顺序为第一类至第四类，说明夹角越小，越有利于热带气旋增强。图8e为引潮力高度角与热带气旋强度变化的关系，高度角越大，强度增强越快。当高度角大于0时，第一类最先开始增强，第三类随着高度角的增加，增强速度最大。当高度角小于0时，第二类和第三类情况下热带气旋持续减弱，而第一类和第四类在高度角向下达到一定角度后，热带气旋增强。

综上，当引潮力方位角与热带气旋前进方向接近时，非常有利于热带气旋增强，垂直引潮力对强度增加的效果被放大，方向相反时，有利于热带气旋减弱。当热带气旋向北运动时，若引潮力方位角与运动方向接近，则可快速增强，反之则减弱。

6 引潮力与热带气旋移动速度关系

图9为引潮力与热带气旋移动速度关系，将热带气旋的移动速度（绿色线）分为向北分量（蓝色线）与向西分量（红色线）。图9a可见，当垂直引潮力变大时，热带气旋平均移动速度逐渐减小，向下的垂直引潮力达到最大时，热带气旋平均移动速度最快，且随着向下的垂直引潮力减小，平均移动速度也迅速减小。平均速度的向北分量与平均速度变化一致，但平均速度的向西分量则随着垂直引潮力的增加而逐渐增大，与平均速度变化趋势相反。图9b可见水平引潮力与热带气旋速度的关系，水平引潮力在0.0～1.3 μN取值时，平均速度、平均速度向北分量随着的水平引潮力的增大而缓慢增大，在水平引潮力大于1.3 μN后快速减小，而平均速度的向西分量则呈现“增减增”的特征，水平引潮力在0.85 μN时，向西分量达到最小，水平引潮力大于1.3 μN后快速增大。从图9c可以看出，水平引潮力方位角偏北时，热带气旋平均移动速度较慢，平均速度关于正北-正南连线对称分布，在正北方向附近达到最小。向北平均速度与向西平均速度在南北方向上的分布接近相反，在引潮力方位角偏北时，向北平均速度较小，向西平均速度则较大，方位角偏南时相反。图9d可见，引潮力高度角变大时，向西平均速度也变大，而平均速度与向北平均速度变小，与在垂直引潮力下的变化趋势相同。

因此，水平引潮力方位角偏北、垂直引潮力较大时热带气旋向西加速，向北减速，使热带气旋路径偏西。

7 引潮力与大气环流的关系

7.1 引潮力与垂直速度的关系

分析表明，垂直引潮力对热带气旋增强有明显的作用，这可能与垂直向上的引潮力有利于大气中的垂直运动，进而促进热带气旋的生成与发展有关。因ERA5再分析资料时间范围从1950年开始，故选取1950—2019年热带气旋活跃期7—10月的ERA5逐小时再分析资料，进行相关机理分析。选取ERA5资料中100°E～180°、0°～50°N的西北太平洋海域，1950—2019年逐年7—10月逐日925 hPa、850 hPa、700 hPa和500 hPa高度的垂直速度资料，时间分辨率为1 h，空间分辨率为0.25°，统计各格点受到不同引潮力作用时的平均垂直速度（图10）。在不同引潮力的特征下，西北太平洋海域在不同高度层的向上垂直速度，最小值在925 hPa上，其次为850 hPa，700 hPa与500 hPa上垂直速度相差不大。图10a为垂直引潮力与热带气旋垂直速度关系图，垂直引潮力与向上的垂直速度呈正相关关系，当引潮力小于0.1 μN时，垂直速度随垂直引潮力的增大而迅速增大，当引潮力为0.1～0.6 μN时，垂直速度变化平缓，当引潮力大于0.6 μN后，向上垂直速度快速增大，高度越高，增速越快。垂直引潮力向下且较大时，925 hPa低层的垂直速度甚至是向下的。图10b为水平引潮力与垂直速度关系分布，两者关系不如垂直引潮力那么明顯，925 hPa和850 hPa上，随着水平引潮力增大，垂直速度缓慢变小，700 hPa和500 hPa上则缓慢增加。图10c为水平引潮力方位角与垂直速度关系，方位角偏北时，向上垂直速度较大，偏南时较小，各层都在正南方向，向上垂直速度达到最小。同时，偏西比偏东向上垂直速度更大，西北方向的向上垂直速度达到最大。图10d为引潮力高度角与垂直速度的关系，与垂直引潮力结论一致，高度角越高时，垂直引潮力越大，大气中向上的垂直速度越大，高度角达到约70°～80°时，向上的垂直速度最大。除500 hPa在引潮力高度角为-50°至-90°时随着高度角增加而向上垂直速度减小外，其余情况下，两者均呈现正相关。

综上所述，除水平引潮力外，越到高层，垂直速度对引潮力的作用越敏感，在引潮力作用下变化幅度更大。垂直引潮力增大时，向上的垂直速度也增大，尤其是大于0.6 μN后，向上垂直速度快速增加，同时，偏西偏北的引潮力方位角也有利于向上垂直速度的增大。

7.2 引潮力与散度的关系

在热带气旋的生成与发展过程中，大气环流的散度是其中一个重要的因子，因此选择与垂直速度资料格式相同的ERA5中的散度资料，进行统计分析（图11）。

图11a为垂直引潮力与散度关系图，925 hPa高度上垂直引潮力与散度关系呈现“W”形式，在1.0 μN处散度最小;850 hPa上随着垂直引潮力的增加，散度先增加后减小，在0.6 μN处散度最大;700 hPa上散度随垂直引潮力增加而单调减少;500 hPa上散度变化幅度比其他高度小，随垂直引潮力增大，散度呈现略微增加的趋势。图11b为水平引潮力与散度关系图，各等压面上，散度随水平引潮力的变化都较小。图11c为水平引潮力方位角与散度关系图，水平引潮力方位角偏北时，925 hPa和500 hPa上散度比方位角偏南时大，水平引潮力方位角为西北向时850 hPa散度最大，引潮力方位角为南向时700 hPa散度最大。引潮力方位角向西时，925 hPa和850 hPa上散度均达到最小。图11d为引潮力高度角与散度的关系，随着引潮力高度角增加，850 hPa上散度也增加，925 hPa和700 hPa上散度则减小，500 hPa上散度先增后减，但变化幅度较小。

综上，散度对水平引潮力不敏感，而对垂直引潮力敏感。不同等压面上，在垂直引潮力增大后，中层辐合增强，高层辐散略微增强，形成有利于热带气旋生成和发展的环流结构。

7.3 引潮力与西太平洋副热带高压的关系

西北太平洋热带气旋的生成与发展过程中，西太副高的强度是其中一个重要的因子。因此选择与垂直速度、散度资料格式相同的ERA5中的500 hPa高度场资料，进行统计分析（图12）。根据中国气象局《西太平洋副热带高压监测业务规定》，定义西太副高强度指数为10°N以北、110°E～180°范围内，500 hPa高度场上所有大于等于588 dagpm的格点所围成的面积与该格点高度值减去587 dagpm差值的乘积的总和。指数越大，表明西太副高面积越大，强度越高。

图12a为垂直引潮力与副高强度指数关系，整体上副高强度指数随垂直引潮力增大而增大，在垂直引潮力为0、1 μN时有较大极大值。图12b为水平引潮力，除水平引潮力极大或极小时副高强度指数极小外，整体趋势也是强度指数随水平引潮力增大而增大。图12c为引潮力方位角与副高强度指数关系，因使用副高强度指数计算区域中心点（145°E，30°N）处计算引潮力，因此引潮力方位角偏北概率很低，使得图12c中方位角与强度指数曲线不连续。方位角偏南时，副高强度指数比偏北高，且东南方向比西南方向更高。图12d为引潮力高度角与副高强度指数关系图，可见当高度角为0时，强度指数达到最高;当高度角为-90°时，强度指数也达到最低。引潮力高度角从0开始向上增加时，强度指数逐渐降低，但降低速度比高度角为负时慢。

综上所述，引潮力与西太副高强度指数存在较明显的关系，引潮力较大时，尤其是垂直引潮力较大时，西太副高强度较高，有利于热带气旋加强与向西移动;引潮力方向向下时，西太副高强度较低，西太副高整体面积较小较弱，也不利于热带气旋发展。

8 讨论和结论

前期的研究中，使用月相来表示日、月引潮力的作用效果，并用于分析其与大气运动之间的关系，大都是对某几个气象事件进行分析，统计意义方面的结果很少。而本研究通过计算西北太平洋热带气旋生命过程中各个时间点的引潮力，将研究重点放在了统计1949—2019年引潮力与热带气旋之间的关系上。通过分析得到的主要结论如下：

1）引潮力的垂直分量，对于热带气旋的生成和发展有较强的影响。向上的垂直引潮力越大，越有利于热带气旋的生成、增强和向西加速;向下的垂直引潮力较大时，则不利于热带气旋的生成、增强和向西加速。引潮力的水平分量大小对热带气旋影响并不明显，而其方位角与热带气旋的关系显著，方位角偏北时，有利于热带气旋的生成、增强和向西加速。同时，若方位角与热带气旋前进方向相近，则热带气旋增强更快;若方位角与前进方向相反，则热带气旋增强较慢。这是因为，当月球视赤纬（纬度在天球上的投影）极大值略大于热带气旋所处纬度时，引潮力指向北，且此时热带气旋离月下点较近，故引潮力高度角增大，从而使垂直引潮力增大。可以说，当月球视赤纬与热带气旋纬度接近时，将有利于热带气旋发展。

2）引潮力与热带气旋的关系，可能是通过引潮力对大气的作用而形成的。垂直引潮力越大，则越有利于大气中的上升运动，在越高的高度上，垂直速度对垂直引潮力越敏感;对流层中层散度也随着引潮力增加而减小，高层则增大，同时在较大的垂直引潮力下，西太副高强度增大，形成了有利于热带气旋发展的环流配置结构。

由此可见，引潮力对西北太平洋热带气旋的生成产生显著影响，引潮力可以成为一个很好的预测因子应用于西北太平洋热带气旋的气候预测中。

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Characteristics of tropical cyclone on Northwest Pacific based on tidal force

LI Junjie1，FAN Lingli1，2，3，CAO Ning1，2，3

1College of Ocean and Meteorology， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， China;

2Key Laboratory of Climate， Resources and Environment in Continental Shelf Sea and Deep Sea of Department of Education of Guangdong Province， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， China;

3CMA-GDOU joint laboratory for Marine meteorology， Zhanjiang 524088，China

Using the optimum path dataset of typhoons in the Northwest Pacific provided by China Meteorological Administration， the ERA5 reanalysis data of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts （ECMWF） and the astronomical data of the HORIZONS system of NASA， the tidal force on each node of the tropical cyclone path generated in the Northwest Pacific from 1949 to 2019 was analyzed by statistical method， and the relationship between tidal force and atmospheric circulation is diagnosed.The results show that：1） When the upward vertical tidal force was greater， the number of tropical cyclones was more， the speed of strengthening was faster， and the westward moving speed of tropical cyclones also increased. When the azimuth of the horizontal tidal force was close to the forward movement direction of the tropical cyclone， the effect of the vertical tidal force enhancement was more obvious. 2） During the active period of tropical cyclones in the Northwest Pacific （July to October）， the upward vertical tidal force is conducive to the upward movement of air masses， leading to convergence （divergence） in the middle （upper） troposphere， and forming a circulation configuration that was favourable to the development of tropical cyclones.

tropical cyclone; tidal force; intensity; migration velocity

doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20210710001

（責任编辑：袁东敏）