近日，我系顾西辉副教授与香港浸会大学等合作开展的研究《Greater flood risks in response to slowdown of tropical cyclones over the coast of China》在《美国国家科学院院刊》在线发表。我系顾西辉副教授与香港浸会大学李剑锋副教授共同担任通讯作者。
热带气旋引发的暴雨是洪水灾害的重要诱因之一。引发灾难性洪水事件的热带气旋，往往移动速度较慢而且停滞在一个特定区域。例如2009年登陆我国台湾、华南和华东地区的超级台风莫拉克造成700多人死亡。尽管最近有报道观测的全球热带气旋移动速度正在减慢，但是这些报道的真实性仍然有较大的争议。这主要是因为卫星监测技术的引入和发展导致热带气旋观测数据的均一性受到破坏。另一方面，科学界尚不明晰这些报道的尚有争议的热带气旋移动速度减慢对于区域降雨总量的长期变化趋势有多大影响。事实上，热带气旋引起的区域降雨总量的长期趋势归因于若干因素的相互关联作用的影响，例如降雨强度、热带气旋的移动速度。
在该研究中，国际热带气旋最佳路径资料库 (IBTrACS）观测数据显示登陆我国的热带气旋移动速度在1961至2017年间由21km/hour减慢至18.6km/hour，57年间显著下降11%；CMIP5全球气候模式模拟结果也显示，热带气旋的移动速度在同一时期下降了10%，由21.2 km/hour减至19.1 km/hour；与此同时，热带气旋引发的降雨总量增加了8%，而极端降雨总量显著地上升了18%，由187mm增至223mm（图1）。
图1 1961-2017年间在中国沿海登陆的热带气旋移动速度及其引发的降雨变化趋势
该研究进一步表明热带气旋引起的降雨总量与热带气旋移动速度呈显著的负相关关系这种负相关关系在引起降雨量级越大的热带气旋中越显著，且在我国华南区域表现最为明显（图2）。以珠江三角洲为例，高强度和低移速的热带气旋往往导致更强的降雨；即使热带气旋强度较小，但是其较低的移动速度依然可以带来较强的降雨（图2）。
图2 热带气旋引起的降雨量与热带气旋移动速度的相关关系
通过比较移动速度低于15km/hour和高于25km/hour的热带气旋引起的降雨概率分布变化，显示低移速热带气旋引起的超过200mm降雨的发生概率明显高于高速移动的热带气旋（图3a）；低移速和高移速的热带气旋引起的平均降雨量分别为99.1mm和80.5mm，意味着低移速热带气旋引起的降雨量相比高移速热带气旋要高出近20%（图3b）。
图3 快速移动和慢速移动的热带气旋引起的降雨量的概率密度函数和累计概率分布
在该研究的结果中，气候模式模拟的热带气旋移动速度下降速率与观测结果较为一致，表明对于有争议的热带气旋移动速度减慢在中国这一区域是较为可信的。进一步的观测结果表明，热带气旋移动速度下降提升了降雨总量，尤其导致暴雨量级的长期趋势呈显著增加，进而增加了我国沿海区域的洪水风险。这些发现有助于更好地认识热带气旋移动速度减慢及其增强的降雨诱发的洪水风险提升，从而为沿海城市对正在减速的热带气旋带来的潜在灾难性破坏具有实际的价值和意义。
论文信息如下：
Yangchen Lai, Jianfeng Li*, Xihui Gu*, Yongqin David Chen, Dongdong Kong, Thian Yew Gan, Maofeng Liu, Qingquan Li, Guofeng Wu. Greater flood risks in response to slowdown of tropical cyclones over the coast of China. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2020, 117(26), 14751-14755. https://doi.org/10.1073/pnas.1918987117
