在全球变暖背景下，热带气旋正呈现出复杂的变化响应。一方面，气旋增强速率加快，快速增强事件显著增多；另一方面，气旋生命最大强度（lifetime maximum intensity，LMI）的分布结构也在发生系统性调整。这表明，热带气旋对气候变化的响应并非单一过程，需从不同视角加以认识。围绕这一问题，清华大学地学系林岩銮教授课题组近期开展了系列研究，从海洋冷尾流（cold wakes）对增强速率变化的影响，以及时间尺度约束对强度分布演变的作用出发，探讨了热带气旋强度变化的机制。

冷尾流是指热带气旋在移动过程中强烈搅动上层海洋所引发的海表降温现象。该过程通过降低海表温度和海气焓通量，抑制气旋的进一步增强，是台风与海洋相互作用中的重要机制。尽管冷尾流效应在个例和短时间尺度上已有相关研究，其在长期气候尺度上的演变特征及其对热带气旋增强趋势的贡献仍缺乏系统认识。为此，研究基于1982-2023年共42年的观测资料，对热带气旋冷尾流的长期变化特征进行了分析。结果表明，热带气旋产生的冷尾流空间尺度正在显著缩小，平均每十年减少约7%，这一趋势在不同冷尾流识别阈值下均表现稳健（图1）。

图1. 不同识别阈值下热带气旋冷尾流空间尺寸及总冷却量的长期变化趋势

进一步分析发现，冷尾流空间范围的收缩主要与上层海洋层结的持续增强密切相关。在此基础上，研究定量评估了冷尾流缩小对热带气旋增强趋势的影响，可解释近几十年来全球热带气旋增强速率上升趋势的13%左右。这一发现表明，海表冷却效应的变化可能在过去气旋增强过程中发挥了重要作用。相关成果以“冷尾流的缩小在近几十年加速了热带气旋增强”（Shrinking cold wakes accelerate tropical cyclone intensification in recent decades）为题发表于期刊《npj气候和大气科学》（npj Climate and Atmospheric Science）。清华大学地学系林岩銮课题组博士生周宇峰为论文第一作者，林岩銮教授为论文通讯作者，合作者还有清华大学水利系助理教授单楷越。研究得到了国家自然科学基金项目（42130603）的支持。

另一项研究聚焦于热带气旋生命最大强度LMI分布的演变特征。观测结果显示，近年来热带气旋LMI分布逐渐呈现出更加显著的双峰结构，即较弱和较强气旋的比例同时增加。针对这一现象，研究提出了“速率–持续时间”的分析框架，将热带气旋的LMI分解为增强速率和增强时长两个基本维度。基于全球观测资料分析发现，尽管增强速率在显著加快，其增强时长却在持续缩短，平均每十年减少约1.4小时（约3.4%）。这一变化与热带气旋生成位置向高纬度和近陆地迁移密切相关。

图2. 增强速率与时长对热带气旋LMI分布演变的相对贡献

进一步的反事实分析表明，增强时长的缩短抵消了近一半（约48.7%）由增强速率提升所带来的强气旋增幅，同时也促进了弱气旋比例的增加，从而共同驱动LMI分布向双峰结构演化（图2）。高分辨率气候模式模拟结果支持了这一时间尺度约束机制的稳健性。该研究强调了时间尺度在约束热带气旋强度演变中的关键作用。相关成果以“热带气旋增强时长的缩短削弱了其生命最大强度的增加”（Shortened intensification duration offsets the increase of tropical cyclone lifetime maximum intensity）为题发表于期刊《npj气候和大气科学》（npj Climate and Atmospheric Science），并在第22届亚洲大洋洲地球科学学会年会（AOGS 2025）上作口头报告。清华大学地学系林岩銮课题组博士生周宇峰为论文第一作者，林岩銮教授为论文通讯作者，研究得到了国家自然科学基金项目（42130603）的支持。

论文信息：

Zhou, Y., Lin, Y. Shortened intensification duration offsets the increase of tropical cyclone lifetime maximum intensity. npj Clim Atmos Sci (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-025-01295-3

Zhou, Y., Shan, K. & Lin, Y. Shrinking cold wakes accelerate tropical cyclone intensification in recent decades. npj Clim Atmos Sci (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-025-01300-9

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