垂直風切變是影響熱帶氣旋（TC）強度變化的重要環境因子之一。前人研究表明，TC強度的可預報性會隨著環境風切的增強而減弱，因此研究風切影響下TC的增強機制對改善TC的強度預報具有重要意義。
近期，中國科學院大氣物理研究所研究員陳光華團隊博士研究生施東雷基于1980-2019年的TC最佳路徑資料和ERA5再分析資料，對不同強度風切變下TC增強速率和其出流層結構的關系開展研究。研究根據TC的24小時最大風速變化率（ΔVmax）將TC個例分為四類，即快速增強型（RI；ΔVmax≥30kt）、緩慢增強型（10≤ΔVmax<30kt）、中性型（-10<ΔVmax<10kt）和減弱型（δvmax≤-10kt）；同時將環境風切強度分為強（>11ms-1）、中等（4.5~11ms-1）和弱（<4.5ms-1）三個等級。合成結果表明，在中等或強環境風切影響下，RI型TC在RI發生前TC逆風切一側的高層出流有顯著增強趨勢（圖1中、下），較強的出流有利于阻擋高層的環境氣流，使TC內區的局地垂直風切變減小，為RI提供有利條件；但是在弱環境風切下，上述出流阻擋機制的作用并不明顯（圖1上）。
進一步對比中等或強風切下RI和三類非RI TC后發現，逆風切一側的高層出流強度隨TC增強速率的加快而增強（圖2）。此外，相關性分析表明，逆風切一側高層出流強度與TC內區局地風切呈顯著負相關（圖3a，c），局地風切和TC的增強速率也呈顯著負相關（圖3b，d），進一步證實了高層出流對環境風切氣流的阻擋是TC增強的重要機制。
研究表明，高層出流結構對垂直風切影響下的TC強度變化具有重要指示意義，可用以改善TC的強度預報尤其是快速增強階段的預報。相關研究成果發表在Monthly Weather Review上。
論文鏈接：https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/aop/MWR-D-21-0141.1/MWR-D-21-0141.1.xml
圖1.（a-e）弱、（f-j）中等和（k-o）強風切影響下的RI事件發生前后48h內200 hPa風場（流線）和全風速場（陰影，ms-1）的演變，圖中紫色X符號代表風速最小值點
圖2.（a-d）中等和（e-h）強風切影響下的不同增強速率的TC個例中的200 hPa風場（流線）和全風速場（陰影，ms-1）圖中紫色X符號代表風速最小值點
圖3.（a, c）TC逆切變一側200km半徑內平均的徑向風速和局地風切的散點圖，紅色實線為線性擬合結果，圖左上角數字為相關系數。（b，d）局地風切和未來24-h臺風增強速率的散點圖、線性擬合和相關分析結果。上、下圖分別為基于中等和強風切影響下的TC個例的結果。