[论文解读] Genuine Increases in Tropical Cyclone Intensities

Ivo Welch|arXiv (Cornell University)|Mar 8, 2026

Tropical and Extratropical Cyclones Research被引用 0

一句话总结

Using extended ADT-HURSAT v7 data up to 2023, the study shows that the rise in tropical cyclone intensities is now driven by increases in strong storms (C3–C4), not solely by a decline in weak storms (C1).

ABSTRACT

Kossin et al. (2020) report a rising ratio of satellite observations of major C3-C5 storms relative to all C1-C5 storms from 1979 to 2017. Decomposing their R = N(C3+)/N(C1+) statistic into per-category shares shows that their trend was driven primarily by fewer C1 rather than more C3-C5 observations. From the first half to the second half of their sample period, their per-year C1 observations fell by 17%. However, extending the record through 2023 greatly changes the picture. Although the relative decline in C1 observations persists, C3 and C4 observations now increase, too. The signal about the intensification of storms now becomes genuine in the extended sample, in that it is driven no longer only by fewer weak but now also by more strong tropical cyclone observations.

研究动机与目标

• 评估 Kossin 比例 R = NC3+/NC1+ 是否反映真实强度增加，还是受较弱风暴观测变化驱动。
• 使用扩展到 2023 的 ADT-HURSAT v7b/v7 数据更新 Kossin 分析，以测试早期结论的鲁棒性。
• 将 R 分解为各类别份额以确定增长来自更强风暴、较弱风暴还是两者皆有。
• 评估区域盆地在强度趋势中的差异，并讨论潜在的方法学或测量伪影。

提出的方法

• 使用 NCEI ADT-HURSAT v7b 数据集（1978–2025）并结合 ADT v9.0 获取连续的 1-kt 风速观测和萨菲尔-斯逊门槛。
• 计算 R = NC3+/NC1+ 及其分解为类别份额 NCk/NC1+（k = 1…5）。
• 将 ∆R 分解为 −∆(NC1/NC1+) −∆(NC2/NC1+) 以把变化归因于类别转变。
• 比较早期（1979–1997/1998）与晚期（1998–2017）及扩展期（1979–2023）的按年速率与三重平滑。
• 应用 Theil-Sen 斜率和 Mann-Kendall 检验来评估类别份额和 R 的趋势。
• 进行盆地层面的分解以识别区域模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 扩展记录（至 2023 年）是否显示高强度热带气旋（C3–C4）的真实增加，超出对弱风暴（C1）下降的解释？
• RQ2 各类别份额（C1–C5）如何促成 R 统计量随时间的变化？
• RQ3 强度趋势在各盆地是否一致，还是存在影响全球信号的区域差异？
• RQ4 测量伪影或 ADT 版本变更在多大程度上影响观测到的趋势？

主要发现

• 在扩展的 1979–2023 记录中，C3 和 C4 的观测上升，而 C1 下降持续但幅度较小，从而产生真实的强度增加信号。
• R 统计量增至 ∆R ≈ 0.046（与早期 Kossin 期的 ∆R ≈ 0.0267 相比），表明在扩展数据中对强度增加的支持更强。
• C1 份额每十年下降约 2.5 个百分点；C3 和 C4 份额各上升约 1 个百分点/十年；C5 显示非显著的下降。
• 区域结果显示北大西洋和南印度洋盆地存在显著趋势，而西太平洋几乎无趋势。
• 总体而言，机制从“较少的弱风暴”驱动比值转变为扩展期内“较少的弱风暴加上更多的强风暴”的组合作用。