臺風“巨爵”特征及其成因分析

.晉江市氣象局　.泉州市氣象局　楊舒琳　韓　賡　吳徐燕

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臺風“巨爵”特征及其成因分析

1.晉江市氣象局2.泉州市氣象局楊舒琳1韓賡2吳徐燕1

[摘要]利用常規(guī)觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料等，采用大尺度環(huán)流、天氣尺度特征、物理量診斷等方法對1524號臺風“巨爵”的強度和移動路徑特點進行分析，結果表明：“巨爵”的移動路徑與副熱帶高壓、雙臺風間的相互作用、中緯度西風槽的活動有密切關系，海溫、環(huán)境垂直風切變及高低層散度場對“巨爵”的強度變化也有較好的預示作用。

[關鍵詞]臺風移動路徑強度變化副熱帶高壓

1524號臺風“巨爵”是典型的秋臺風，由于生命期內(nèi)環(huán)境場影響系統(tǒng)較復雜，導致各家數(shù)值模式對其預報的不確定性較高，“巨爵”前期移速快、后期移速慢，路徑有較大轉向，強度逐漸增強，登陸后消亡時間快。本文利用常規(guī)觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料及衛(wèi)星云圖等著重分析“巨爵”的路徑成因，及其登陸呂宋島后強度迅速減弱的原因，為今后相似臺風的預報提供參考依據(jù)。

1　臺風概述及其特點

2015年第24號臺風“巨爵”于10月13日20時在西北太平洋洋面生成，生成后向偏西方向移動，強度逐漸加強，于17日12時在菲律賓呂宋島以東的近海海域加強為超強臺風，18日3時左右登陸菲律賓呂宋島（登陸時中心最大風力16級，52m/s），隨后強度迅速減弱，18日23時前后穿過呂宋島進入南海并轉向偏北方向移動，強度繼續(xù)減弱，21日 05時減弱為熱帶低壓，停止編號。臺風“巨爵”具有前期移速快、后期移速慢，路徑有較大轉向，強度逐漸增強，登陸后消亡速度較快的特點。

2　“巨爵”移動路徑特征分析

1524號臺風“巨爵”的移動路徑分為兩個階段：西行階段和北折階段。10月18日11時前，比較穩(wěn)定地向西北方向移動，18日之后路徑發(fā)生變化，偏北分量加大（見圖1）。

2.1大尺度環(huán)境場的作用

西北太平洋副熱帶高壓是熱帶氣旋最主要的影響系統(tǒng)。當副熱帶高壓的強度較強時，臺風路徑通常較規(guī)則、少變化；當其強度較弱時，臺風在無明顯引導氣流下，就易出現(xiàn)不規(guī)則變化[1]，研究表明，副熱帶高壓擺動造成的引導氣流改變會直接導致熱帶氣旋移動路徑發(fā)生變化，而且中緯度西風槽與熱帶西南季風對副高的短期變化有重要影響[2]。

圖1　“巨爵”臺風路徑圖

在1524號臺風“巨爵”的發(fā)生發(fā)展前期，副高強盛，呈帶狀分布，臺風在副高南側偏東氣流的引導下，向偏西方向移動，強度逐漸加強。10月13日，500hPa中高緯環(huán)流為兩槽一脊型，副高呈東西帶狀分布，588線位于浙閩交界（圖2）；同時河套地區(qū)有低渦維持，其伴隨的小槽不斷東移，在其東移過程中，副高北緣略有南落，但擺動幅度較小，仍為帶狀分布的形勢，臺風“巨爵”穩(wěn)定西行。隨著烏山的大槽不斷分裂出波動南下，小槽合并東移南壓，18日20時，河套東部到西南地區(qū)有一槽維持（圖 3），隨著槽后冷空氣的南下和臺風“巨爵”的逐步西行，18日副高斷裂，“巨爵”在弱的引導氣流和自身內(nèi)力的作用下，逐漸轉為向西北方向移動；18日后期進入南海后，隨著臺風強度的減弱，中低層引導氣流作用增大，自19日起，925～400hPa的引導氣流的偏南風加大，有利于臺風向北移動；同時位于“巨爵”西北側的南支槽加深東移，給“巨爵”以持續(xù)弱的偏北分量；另外500hPa雙臺風之間高壓脊形成，“巨爵”東側偏南氣流加強（圖 4），因此臺風的偏北分量再次加大，轉為向北移動。

圖2　10月13日08時500hPa高度場

圖4　10月18日20時500hPa高度場

圖4　10月19日08時500hPa高度場

2.2雙臺風效應

2015年第25號臺風“薔琵”于10月14日02時生成后，較穩(wěn)定地在副高南側的偏東氣流引導下先向偏西方向移動，17日14時轉向西北方向移動，18日08時繼續(xù)北折向偏北方向移動，強度不斷加強（最強時中心風力達55m/s）。

研究表明，雙臺風相距在20個緯距之間時，就可能發(fā)生相互影響，其主要作用是使西臺風東側的副高不會南落，利于西臺風西行，雙臺風效應為前期“巨爵”的路徑穩(wěn)定西行提供了有利條件。18日之前，兩個臺風強度逐漸加強，它們強度相當，距離基本維持在18個緯距左右，當“巨爵”中心緯度比“薔琵”的緯度低或相當時，兩者移向基本上是同向的[3]。因此，18日之前它們基本維持同步向偏西方向移動，18日后期隨著副高減弱東退，兩者逐漸轉向偏北行的時間點也基本一致（圖 5）?？梢婋p臺風的相互作用也是影響“巨爵”路徑的因素之一。

圖5　雙臺風“巨爵”和“薔琵”移動路徑圖

3　強度演變特征分析

1524號臺風“巨爵”強度變化分為三個階段：一是逐漸增強并達到生命期最強（10月13日20時18m/s至10月18日02時55 m/s），二是登陸后逐漸減弱（10月18日03時52m/s 至10月18日23時35 m/s），三是穿過呂宋島進入南海后強度繼續(xù)減弱（10月18日23時35m/s至10月21日05時15 m/s）。登陸前階段，無地形的摩擦影響，“巨爵”不斷增強。

3.1海溫對臺風強度的影響

在“巨爵”生成與發(fā)展階段，西太平洋東經(jīng)140度以西有大片高于29℃的海溫高值區(qū)，該海域正好與“巨爵”的移動路徑吻合，這為“巨爵”的發(fā)展提供了有利的海洋條件。海洋是熱帶氣旋的生成源地，是影響其強度變化的最基本因素，它提供的感熱、潛熱能量是熱帶氣旋發(fā)展最主要的能量來源。一系列研究表明，臺風生成和發(fā)展與局地海溫密切相關。CHAN 等[4]提出，熱帶氣旋強度對SST變化的響應幾乎是同時的，當SST在27℃～30℃之間時，熱帶氣旋增強最快。13日到17日，“巨爵”在移動過程中一直處于高于 29℃的高溫洋面上， 20°N以南的海域海溫平均在28℃左右，有利于臺風的生成和加強，“巨爵”在登陸菲律賓呂宋島之前一直發(fā)展到超強臺風強度（圖6，圖7）。

圖6　2015年10月14日海表溫度分布

圖7　2015年10月16日海表溫度分布

3.2環(huán)境垂直風切變分析

大量觀測研究表明[3]，周圍大氣強的垂直風切變對熱帶氣旋強度的影響具有抑制作用，弱的垂直風切變可促進熱帶氣旋的加強,能決定積云對流層上層產(chǎn)生潛熱的集中和暖心的形成。Zher[5]發(fā)現(xiàn)：在西北太平洋地區(qū)，當200hPa和850hPa間的垂直風切變大于12.5m/s時，會阻礙熱帶氣旋的發(fā)展?！熬蘧簟钡蛪涵h(huán)流逐漸西行靠近菲律賓呂宋島的途徑中，其風的垂直切變值在6～12m/s之間，這對增大“巨爵”強度比較有利，也為低壓環(huán)流的維持提供了條件，因此“巨爵”在登陸前都在不斷增強。登陸之后至“巨爵”臺風停止編號，其周圍的環(huán)境垂直風切變值在15～20m/s之間，抑制了熱帶氣旋強度的發(fā)展，臺風“巨爵”登陸菲律賓呂宋島之后，完整的環(huán)流結構逐漸被破壞，臺風眼區(qū)趨于消失，除了地形的摩擦作用使其強度減弱之外，較強的垂直風切變也是影響其強度迅速減弱的關鍵因素?！熬蘧簟边M入南海之后雖然周圍海溫條件有利于其發(fā)展，但強的垂直風切變?nèi)允蛊鋸姸壤^續(xù)減弱，在還未影響我國之前就結束了其生命期。

3.3散度場分析

“巨爵”受副高南側偏東氣流引導向偏西方向移動中正好進入高層強輻散區(qū)中，17日20時至18日08時臺風經(jīng)過的區(qū)域均為強輻散區(qū)，低壓環(huán)流的高層具有強有力的抽吸作用，這是“巨爵”強度維持的重要原因之一；從高低層的輻合輻散動力條件配置來看，低層輻合中心與高層輻散中心位置基本一致，有利于垂直上升運動的發(fā)展，且渦度場發(fā)展深厚使得“巨爵”在登陸菲律賓之前爆發(fā)性加強，以超強臺風強度登陸；“巨爵”進入南海后，19日08時的高層輻散區(qū)仍然維持，而低層輻合明顯減弱，這也是造成“巨爵”后期強度迅速減弱的原因之一。

4　結論

（1）“巨爵”的移動主要受引導氣流的影響，生命史的前期，西北太平洋副熱帶高壓對其移向影響較大。18日之后，副高斷裂，臺風強度減弱，在中低層引導氣流偏南風加大、南支槽加深東移等因素共同作用下，逐漸轉為偏北運動。

（2）雙臺風之間的相互作用是影響“巨爵”前期穩(wěn)定西行，后期轉向偏北行的因素之一。

（3）自“巨爵”生成到登陸菲律賓呂宋島的過程中，海溫場對氣旋的發(fā)展都很有利。

（4）從熱帶低壓生成到“巨爵”登陸的大部分時間，環(huán)境垂直風切變都有利于“巨爵”強度的增大，“巨爵”在登陸前都在不斷增強，而進入南海后，強的垂直風切變則對其發(fā)展起到了抑制作用；另外，高低層散度場配置對臺風強度也有一定的指示意義。

參考文獻:

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等. 天氣學原理和方法（第四版）[M]. 北京:氣象出版社, 2007.

[2] 陳聯(lián)壽，丁一匯.西北太平洋臺風概論[M]. 北京：科學出版社，1979.

[3] 陳瑞閃.臺風[M].福州：福建科學技術出版社，2002.

[4] CHAN J L, DUAN Y,Shay L K. Tropical cyclone intensity change from a simple ocean-atmosphere coupled model[J]. J. Atmos. Sci., 2001, 58(2): 154-172.

[5] Zher R M. Tropical cyclogenesis in the western North Pacfic[D]. Colorado State University, 1992.