热带气旋（Tropical Cyclone; TC）的强度变化尤其是快速增强（Rapid Intensification, RI）一直以来都是预报的难题，主要原因之一是TC强度变化受到内外因子和多尺度过程的影响，而我们缺乏对这些过程的充分认识。日变化是天气系统包括TC的最基本演变过程，如TC内部云雨就有明显的日循环过程。那么RI事件是否受此影响，体现出显著的日变化特征？厘清这一问题将为RI过程的理解和RI事件的预报提供重要参考，值得深入研究。

我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队利用长时间序列（1980-2019）的全球TC最佳路径数据和卫星观测，重点探究了RI事件的日变化特征及其与TC内核对流日变化的关系。研究从3000多个TC生命周期中识别出1000多个RI事件（图-1a），并提取出所有RI事件的启动时间、持续时间、增强速率以及TC内核对流强度等信息。结果表明，RI事件的启动时间具有显著的日变化特征（图-1b），具体表现为RI事件爆发的峰值时间在凌晨（本地时间00-06时），而RI事件的结束时间则无日变化特征。有意思的是，RI事件的启动时间与TC内核对流活动的日变化位相一致（图-1c），表明内核深对流的爆发可能有助于触发RI事件。

图1: （a）2018年飓风佛罗伦萨生命周期中的RI事件识别（RI-1, RI-2）；（b）1980-2019年全球TC RI事件的启动时间和结束时间分布；（c）TC内核(0-100 km)平均云顶亮温和对流云覆盖面积日变化

本研究关注的另一个重要问题是TC的增强速率（尤其是RI事件）是否存在日变化？结果表明，全部TC的合成增强速率在凌晨达峰值（图-2a），与以往研究一致。然而，在RI事件中，TC的增强速率在傍晚达到峰值（图-2b），与TC内核深对流（凌晨峰值, 图-1c）峰值时间不一致，表明TC增强速率并未随着夜间深对流的爆发同时达到峰值。换言之，夜间深对流有助于触发RI事件，而RI事件爆发后其增强速率仍会在一段时间内持续上升。本研究为进一步理解RI事件的触发机制及其模拟预报提供了重要参考和借鉴。

图2: （a）所有加强的TC和（b）RI事件中的TC增强速率日变化（左列）及增强峰值时间分布（右列）

该研究成果于2023年7月发表在地学权威期刊Geophysical Research Letters，题目为“Diurnal Variations on the Initiation Time and Intensification Rate of Rapidly Intensifying Tropical Cyclones”。中山大学大气科学学院博士生张心言为第一作者，实验室创新团队核心成员徐伟新教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、南方海洋实验室创新团队建设科研经费等的支持。

相关论文链接：http://dx.doi.org/10.1029/2023GL103551