DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-025-01891-1
تاريخ النشر: 2026-01-27
المؤلف: Quanjia Zhong وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الأعاصير الاستوائية وغير الاستوائية
طرق
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون نموذجًا عدديًا يعتمد على قياسات الأردن للتحقيق في تأثير التباين بين اليابسة والبحر على سرعة انتقال الأعاصير الاستوائية (TCs) التي تضرب اليابسة. تم تكوين النموذج على مستوى f عند 20° شمالًا، مع درجة حرارة سطح البحر الثابتة 28.5 °م، محاكيًا جوًا استوائيًا في فصل الصيف. شمل التصميم التجريبي سطح بحر مستطيل واليابسة، مع وجود الساحل على بعد 800 كم غرب مركز المجال. تم وضع دوامة أولية بضغط مركزي أقصى (MCP) قدره 1,014 هكتوباسكال في المركز، متأثرة بتدفق توجيهي شرقي ضعيف قدره 1 م/ث. استمرت المحاكاة لمدة 240 ساعة، مع التركيز على الفترة التي تبلغ 60 ساعة التي تسبق وصولها إلى اليابسة.
أشارت النتائج إلى أن متوسط سرعة انتقال TC المحاكى زادت مع اقترابها من اليابسة، حيث ارتفعت الرياح المستدامة القصوى (MSW) من حوالي 57 م/ث إلى ذروة قدرها 60 م/ث قبل أن تضعف إلى حوالي 43.48 م/ث. تراوح MCP من ~960 هكتوباسكال إلى ذروة شدة قدرها 956.20 هكتوباسكال. كشفت المحاكاة الجماعية أن TCs تسارعت ضمن 700 كم من اليابسة، على الرغم من أن معدل التسارع تضاءل عندما كانت على بعد حوالي 100 كم من اليابسة. تم عزو هذا السلوك إلى الضعف السريع لشدة TC، مما غير هيكل الدوران المحتمل (PV) واتجاه الدوران المحتمل (PVT) مع اقتراب TCs من اليابسة. تسهم نتائج الدراسة في فهم ديناميات TCs فيما يتعلق بتفاعلات اليابسة والبحر.
نقاش
تناقش البحث تسارع الأعاصير الاستوائية (TCs) مع اقترابها من السواحل، كاشفة عن اتجاه عالمي لزيادة سرعات الانتقال قبل الوصول إلى اليابسة. تشير تحليل بيانات المسار الأفضل إلى أن TCs التي تضرب اليابسة تتسارع بمعدل $0.79 \pm 0.07 \, \text{م ث}^{-1} \text{يوم}^{-1}$، مقارنة بـ $0.60 \pm 0.02 \, \text{م ث}^{-1} \text{يوم}^{-1}$ للأعاصير غير الضاربة، مع اختلاف كبير يُعزى إلى التباينات بين اليابسة والبحر. يتسق هذا التسارع عبر أحواض المحيطات المختلفة وفئات شدة TC، مما يشير إلى أنه سمة متأصلة في TCs مع اقترابها من اليابسة. تؤكد الدراسة على تداعيات هذا التسارع على توقع توقيت الوصول إلى اليابسة، والأمطار المحلية، وزيادة العواصف، والتي تعتبر حاسمة للاستعداد للكوارث.
تُستكشف الآليات الأساسية لهذا التسارع من خلال المحاكاة العددية وتحليل اتجاه الدوران المحتمل (PVT)، والتي تشير إلى أن الحمل غير المتناظر المدفوع بالتباينات بين اليابسة والبحر يلعب دورًا حاسمًا. مع اقتراب TCs من اليابسة، تؤدي التغيرات في دوران الدوامة إلى تدفق غير متوازن وحمل، مما يؤدي إلى زيادة سرعات الانتقال. تؤكد النتائج على أهمية دمج تمثيلات واقعية لسطح اليابسة في نماذج التنبؤ بالطقس العددية لتعزيز دقة توقعات حركة TC، لا سيما في المناطق الساحلية الحضرية حيث يمكن أن تزيد الخشونة والتباينات الحرارية من آثار TC. تسلط الدراسة الضوء على الحاجة الملحة لتحسين طرق التنبؤ للتخفيف من المخاطر المرتبطة بالطبيعة المتسارعة للأعاصير الاستوائية التي تضرب اليابسة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-025-01891-1
Publication Date: 2026-01-27
Author(s): Quanjia Zhong et al.
Primary Topic: Tropical and Extratropical Cyclones Research
Methods
In this study, the authors employed a numerical model based on Jordan’s sounding to investigate the impact of land-sea contrast on the translation speed of landfalling tropical cyclones (TCs). The model was configured on an f-plane at 20° N, with a constant sea surface temperature of 28.5 °C, simulating a summertime tropical atmosphere. The experimental design included a rectangular sea surface and land, with the coastline positioned 800 km west of the domain center. An initial vortex with a maximum central pressure (MCP) of 1,014 hPa was placed at the center, influenced by a weak easterly steering flow of 1 m/s. The simulation ran for 240 hours, focusing on the 60-hour period leading up to landfall.
Results indicated that the average translation speed of the simulated TC increased as it approached land, with maximum sustained winds (MSW) rising from approximately 57 m/s to a peak of 60 m/s before weakening to around 43.48 m/s. The MCP varied from ~960 hPa to a peak intensity of 956.20 hPa. Ensemble simulations revealed that TCs accelerated within 700 km of land, although the rate of acceleration diminished when they were about 100 km from land. This behavior was attributed to the rapid weakening of TC intensity, which altered the structure of potential vorticity (PV) and potential vorticity tendency (PVT) as the TCs neared landfall. The study’s findings contribute to understanding the dynamics of TCs in relation to land-sea interactions.
Discussion
The research discusses the acceleration of tropical cyclones (TCs) as they approach coastlines, revealing a global trend of increasing translation speeds prior to landfall. An analysis of best-track datasets indicates that landfalling TCs accelerate at a rate of $0.79 \pm 0.07 \, \text{m s}^{-1} \text{d}^{-1}$, compared to $0.60 \pm 0.02 \, \text{m s}^{-1} \text{d}^{-1}$ for non-landfalling TCs, with a significant difference attributed to land-sea contrasts. This acceleration is consistent across different ocean basins and TC intensity categories, suggesting it is an inherent characteristic of TCs as they near land. The study emphasizes the implications of this acceleration for forecasting landfall timing, local rainfall, and storm surge, which are critical for disaster preparedness.
The underlying mechanisms of this acceleration are explored through numerical simulations and potential vorticity tendency (PVT) analysis, which indicate that asymmetric convection driven by land-sea contrasts plays a crucial role. As TCs approach land, changes in vortex circulation lead to asymmetric flow and convection, resulting in increased translation speeds. The findings underscore the importance of incorporating realistic land surface representations in numerical weather prediction models to enhance the accuracy of TC movement forecasts, particularly in urbanized coastal regions where increased roughness and thermal contrasts can exacerbate TC impacts. The study highlights the urgent need for improved forecasting methods to mitigate the risks associated with the accelerating nature of landfalling TCs.