热带气旋的季节性，为何秋季比夏季热带气旋更强烈？
台风破坏力强，每年给沿海地区带来巨大损失，传统观点认为，海温越高，台风越强，因为温暖的海水为台风提供了更多能量。然而，在西北太平洋，秋季的台风平均强度比夏季更强，尽管夏季海温更高，为什么会出现这种情况呢？
台风的季节性变化
热带气旋的潜在强度，即在理想环境条件下风暴能够达到的最大强度，受海面温度和大气温度的影响。热带气旋的潜在强度是一个理论概念，描述了在特定环境条件下，风暴可能达到的最大强度。它由两个主要因素决定：热力学不平衡和热力学效率。
热力学不平衡（h0*-h*）是指海面与上层大气之间的能量差异，主要由海面温度驱动；热力学效率(Ts-T0）/T0是衡量风暴从暖海面提取能量的效率，取决于海面温度Ts和风暴顶部的流出温度T0。
用公式表示就是:
其中Vmax是最大风速，Ck/CD是能量交换系数，通常取0.9。
这个公式告诉我们，台风越强，要么海面温度越高，增加热力学不平衡，要么流出温度越低，提高热力学效率。
但长期以来，西太平洋全年都可能出现强台风，而其他海域如北大西洋的飓风却集中在特定季节，为了探究不同海域的台风强度季节性不同原因，研究分析了全球5个主要热带气旋发展区域，包括北大西洋、东太平洋、西太平洋、北印度洋和南半球，发现它们的热带气旋的潜在强度季节性差异主要由海面温度的季节变化和流出温度的季节变化。
西太平洋的台风之所以全年都可能很强，是因为它们的顶部流出层常年位于平流层，而平流层的温度变化抑制了台风强度的季节性波动，也就是说，西太平洋的台风顶部全年都很冷，这使得风暴即使在海温较低的季节也能保持较高强度。相比之下，北大西洋的飓风流出层大部分时间在对流层内，因此其强度更依赖于海面温度的季节变化。
在西太平洋，平流层调控的全年高强度，虽然西太平洋全年都可能出现强台风，但峰值在10月。研究发现，西太平洋的流出层全年位于平流层，因此，流出温度受平流层温度调控，而非对流层。平流层温度的年循环与海表温度的季节变化反相位，因此热力学效率抑制了热带气旋的潜在强度的季节性变化。
由于这种抵消效应，西太平洋的热带气旋的潜在强度季节性振幅仅有7.25 m/s，远低于北大西洋的22.3 m/s。此外，平流层温度变化较SST滞后，导致热带气旋的潜在强度峰值延迟1个月。
图：使用 1980–2013 年平均的 MERRA-2 数据绘制的季节循环月峰峰振幅🔽
（a）SST、（b）TC 流出温度和（c）TC PI。等高线间隔分别为每 1 K、5 K 和 12.5 ms −1 。等高线在每个相应颜色条的范围内饱和，并使用 3 × 3 网格点均匀箱形滤波器进行平滑处理。如表 1所示，方框表示的主要发展区域为 西太平洋（蓝色）、东太平洋（绿色）、北大西洋（红色）和南半球（黑色）。
为什么西北太平洋的台风在秋季比夏季更强？
在西北太平洋，秋季的台风平均强度比夏季更强，尽管夏季海温更高，这一现象看似矛盾，但却有明确的科学解释。最近的一项研究，利用2005-2020年的观测数据，揭示了秋季台风更强的关键机制。
通过分析2005-2020年夏季和秋季的台风数据，发现秋季台风的平均最大风速比夏季高19.8%，台风的最低气压比夏季低12.6 hPa，这意味着秋季台风更强，而且，秋季台风更容易增强为强台风，在秋季出现的强台风频率比夏季更高。
为什么海温较低的秋季，台风反而更强？研究发现，尽管夏季海表温度更高，但秋季的海洋次层结构、大气热力学条件和台风路径的变化共同促成了更强的台风。
虽然夏季海温更高，但台风强度并不完全取决于表层水温，而是海洋上层整体的热量储备。台风期间会搅动海洋，使深层较冷的水上升，冷尾流会降低海表温度，如果海洋次层水温较高，这种冷却效应就会减弱，台风就能持续从海洋获取能量。此外，秋季混合层更深，使得台风难以将深层冷水带到表面，进一步减少了海温下降。
在秋季，海洋次层储存了更多热量，热带气旋热潜能更大，尽管秋季海表温度略低，但能维持台风或增强台风强度。
当然，除了海洋因素以外，大气的热力学状态也影响台风强度。研究发现，台风从海洋吸收能量的效率取决于海表温度与近地面空气温度的差值，以及海表湿度与空气湿度的差值，而秋季这两个差值更大。秋季的海气温差约2.0°C，湿度差约9.8 g/kg，而夏季海气温差约1.4°C，湿度差9.1 g/kg。
从大气热力学角度，秋季海洋向台风输送的能量更多，有利于台风增强。
根据上文热带气旋的潜在强度理论，台风的强度上限取决于海表温度和对流层顶温度，秋季对流层顶温度比夏季更低，使得热力学效率更高，台风能达到更强强度。
除此之外，台风路径的季节性迁移也影响其强度，秋季台风更靠近赤道，增强环境更有利，而夏季台风路径更偏北，平均维度约20.7°N。
综合来看，秋季台风更强的关键因素包括海表温度、海洋次表层温度、海气温差和湿度差、大气热力学效率及台风路径。热带气旋不仅仅跟海洋温度相关，海洋次层结构和大气热力学的协同作用等也起到重要作用。
图：西北太平洋季节性TC路径比较🔽
TC 轨迹密度（％，阴影部分）与 TC 轨迹和 TC 生成位置在（a）夏季（6 月至 8 月）和（b）秋季（9 月至 11 月）季节期间的叠加（c）2005 年至 2020 年期间秋季和夏季 TC 轨迹密度（％）的差异。
❓思考题：西北太平洋的台风在哪个季节平均强度更强？
A.春季（3-5月）
B.夏季（6-8月）
C.秋季（9-11月）
D.冬季（12-2月）
参考答案：（点击查看）
C.
解析：研究发现，尽管夏季海温更高，但秋季台风的平均最大风速比夏季高19.8%，且最低气压更低，说明秋季台风更强。
这项研究揭示了海洋和大气共同调控台风强度的复杂机制，并证明秋季台风更强的现象并非偶然，而是海洋-大气相互作用的必然结果。
参考文献：Vineet Kumar Singh, Hye-Ji Kim & Il-Ju Moon ，Mechanism driving stronger tropical cyclones in cooler autumn than the hottest summer. npj Climate and Atmospheric Science volume 8, Article number: 132 (2025) ，doi：10.1038/s41612-025-01008-w