強(qiáng)臺風(fēng)“莫蘭蒂”對廈門機(jī)場的影響過程分析

沈華平 梁秋楓 郭秀鳳 林航

摘? 要：文章通過2016年14號強(qiáng)臺風(fēng)“莫蘭蒂”對廈門機(jī)場影響過程分析，發(fā)現(xiàn)：此次臺風(fēng)的特點為強(qiáng)度強(qiáng)，尺度小，路徑相對比較穩(wěn)定，有潛在的多臺風(fēng)效應(yīng)，造成的損失很嚴(yán)重。通過環(huán)流場分析顯示臺風(fēng)的移動方向與西太平洋副熱帶高壓的形狀和強(qiáng)度變化密切相關(guān)，副高由緯向型向經(jīng)向型的轉(zhuǎn)變，臺風(fēng)路徑發(fā)生西北偏西向西北方向移動，出現(xiàn)多時次向偏北方向跳躍。通過分析雷達(dá)回波顯示臺風(fēng)的非對稱結(jié)構(gòu)是影響臺風(fēng)運(yùn)動的重要因子，臺風(fēng)的南北向橢圓形結(jié)構(gòu)和西側(cè)眼壁附近最強(qiáng)的雷達(dá)反射率共同作用形成臺風(fēng)西北向的移動路徑，雷達(dá)速度圖像上顯示臺風(fēng)中心最大速度出現(xiàn)二次模糊，并出現(xiàn)導(dǎo)致暴雨的“逆風(fēng)區(qū)”結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)臺風(fēng);狂風(fēng)暴雨;非對稱結(jié)構(gòu);牛眼;廈門機(jī)場

中圖分類號：V321.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）24-0092-02

Abstract： In this paper， through the analysis of the influence process of the No. 14 strong typhoon "Moranti" on Xiamen Airport in 2016， it is found that the typhoon is characterized by strong intensity， small scale， relatively stable path， potential multi-typhoon effect and serious losses. The analysis of the circulation field shows that the moving direction of the typhoon is closely related to the shape and intensity of the western Pacific subtropical high. The subtropical high changes from zonal to meridional， and the typhoon path moves from northwest to northwest. There have been many jumps to the north. The analysis of radar echo shows that the asymmetric structure of typhoon is an important factor affecting the motion of typhoon. The north-south elliptical structure of typhoon and the strongest radar reflectivity near the west eye wall form the northwest moving path of typhoon. The radar velocity image shows that the maximum velocity of the typhoon center appears secondary blur， and the "headwind area" structure which leads to rainstorm appears.

Keywords： strong typhoon; rainstorm; asymmetric structure; Niuyan; Xiamen Airport

1 概述

臺風(fēng)是一種破壞力很強(qiáng)的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，臺風(fēng)過境時常常帶來狂風(fēng)暴雨天氣，引起海面巨浪，嚴(yán)重威脅航空和航海安全，臺風(fēng)登陸后帶來的風(fēng)暴增水可能摧毀莊稼，各種建筑設(shè)施等，造成人民生命、財產(chǎn)的巨大損失[1]。2016年第14號臺風(fēng)“莫蘭蒂”于9月15日凌晨3點05分正面登陸廈門市，登陸時陣風(fēng)達(dá)17級以上（風(fēng)速64.2m.s-1），達(dá)到超強(qiáng)臺風(fēng)（Super TY）級別，創(chuàng)下廈門有氣象記錄以來的新高，破壞力大大超過1999年第14號臺風(fēng)“丹尼（Dan）”?！澳m蒂”使廈門受到重創(chuàng)，尤其對廈門電力設(shè)施造成毀滅性破壞，導(dǎo)致全市大面積停電、停水和通信中斷;65萬棵樹木倒伏、16萬棵樹木亟待搶救;市內(nèi)大部分道路受堵，公交線路一度全面癱瘓;房屋損毀17907間，初步估計直接經(jīng)濟(jì)損失至少102億。

2 環(huán)流場背景及影響過程分析

2.1 臺風(fēng)路徑和特點

2016年第14號臺風(fēng)“莫蘭蒂”于9月10日14時于菲律賓以東的西太平洋洋面生成，12日02點加強(qiáng)為臺風(fēng)級別，12日11點加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng)，中心附近最大風(fēng)力17級以上（65m.s-1），為2016年最強(qiáng)臺風(fēng)，擦過臺灣島南部之后，14日21點減弱為強(qiáng)臺風(fēng)，15日3點05分登陸福建省廈門市翔安區(qū)，登陸時登中心附近最大風(fēng)力有15級（48m.s-1），中心最低氣壓945hPa，是1949年以來登陸閩南沿海風(fēng)力最強(qiáng)的臺風(fēng)。9月15日17點減弱為熱帶低壓，17日02點，中央氣象臺對其停止編號。

臺風(fēng)“莫蘭蒂”有五個特點：強(qiáng)度強(qiáng)，最強(qiáng)時其中心附近最大風(fēng)力曾達(dá)到70m.s-1，為2016年最強(qiáng)臺風(fēng);尺度小，登陸時為強(qiáng)臺風(fēng)級別（42～50m.s-1，14～15級），十級風(fēng)圈半徑僅50km;路徑相對比較穩(wěn)定，自生成后，一路西北偏西向移動，穿過巴士海峽后西北向移動，未登陸臺灣島，強(qiáng)度減弱不多;有潛在的多臺風(fēng)效應(yīng)，它的左右兩側(cè)均有低值系統(tǒng)，尤其是東側(cè)有多個低壓擾動，其中距離最近的，后面發(fā)展為2016年16號臺風(fēng)“馬勒卡”;臺風(fēng)倒槽深入內(nèi)陸，雖然登陸地點在廈門，但是位于臺風(fēng)倒槽的閩中北、江浙地區(qū)發(fā)生特大暴雨，并引發(fā)浙江遂昌滑坡泥石流災(zāi)害。

2.2 環(huán)流場背景分析

9月13日20點前，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）穩(wěn)定在日本南部洋面，為緯向性，副高脊線到達(dá)云南地區(qū)，“莫蘭蒂”受其副高南部偏東引導(dǎo)氣流向西北偏西方向移動。臺風(fēng)路徑與引導(dǎo)氣流之間往往存在相關(guān)，引導(dǎo)氣流的方向和速度自然成為臺風(fēng)路徑預(yù)報的主要依據(jù)之一[2]。14日08點500hPa上，臺灣東部洋面到浙江一帶為副高西南側(cè)一致的東南氣流中，由于地轉(zhuǎn)適應(yīng)，副高南部加強(qiáng)，副高脊線轉(zhuǎn)為經(jīng)向性，同時在臺灣海峽上游倒槽生成，預(yù)示后期“莫蘭蒂”將轉(zhuǎn)向，從臺風(fēng)移動路徑顯示，14日2點開始轉(zhuǎn)向西北方向移動，14日20點500hPa上，西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度減弱，轉(zhuǎn)為經(jīng)向性，臺灣上空和東部洋面風(fēng)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，15日1點開始轉(zhuǎn)向偏北方向移動。

2.3 影響廈門機(jī)場過程分析

2.3.1 大風(fēng)

觀測表明，臺風(fēng)中最大地面風(fēng)一般發(fā)生在臺風(fēng)眼壁內(nèi)邊界上或偏臺風(fēng)中心內(nèi)部的地區(qū)[3]?！澳m蒂”中心強(qiáng)度強(qiáng)，但是尺度較小，登陸時十級風(fēng)圈50km，因此能量十分集中，對登陸點造成的大風(fēng)影響極大，為“莫蘭蒂”登陸前后廈門各氣象自動站測到的極大風(fēng)值。其中，大嶝大橋觀測到最大平均風(fēng)42.1m.s-1（14級）、陣風(fēng)54.2m.s-1（16級），同安大橋觀測到最大陣風(fēng)達(dá)64.2m.s-1（17級以上）。廈門機(jī)場自動觀測系統(tǒng)05號跑道顯示在3點前維持偏北風(fēng)，3點轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，4點轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，從2點28分開始陣風(fēng)為30m.s-1及以上，5點風(fēng)力減小，3點08分出現(xiàn)最大平均風(fēng)24m.s-1，陣風(fēng)39m.s-1。廈門機(jī)場自動觀測系統(tǒng)23號于15日02點40分顯示最大陣風(fēng)42.2m.s-1，之后因風(fēng)傳感器被吹壞，機(jī)場實況采用備份觀測儀器的數(shù)據(jù)。廈門機(jī)場C、D類（中大型飛機(jī)）的逆風(fēng)起降標(biāo)準(zhǔn)為25m.s-1，正側(cè)風(fēng)（干跑道）起降標(biāo)準(zhǔn)為15m.s-1，正側(cè)風(fēng)（濕跑道）起降標(biāo)準(zhǔn)為8m.s-1，超過這個數(shù)值飛機(jī)無法起降。

2.3.2 降水

“莫蘭蒂”登陸時恰逢中秋，是天文大潮，風(fēng)、雨、潮“三碰頭”?！澳m蒂”結(jié)構(gòu)緊密，能力集中，登陸時臺風(fēng)螺旋雨帶也較為集中地逆時針旋轉(zhuǎn)上岸，14日18時至15日10時的16小時內(nèi)全市平均降雨量104mm，最大降雨量達(dá)295mm（集美馬鑾海堤），登陸前后廈門地區(qū)普降暴雨，小時降水量達(dá)50～80mm，其中在廈門島東北和偏南方向出現(xiàn)兩個極值中心。廈門機(jī)場降水主要集中在凌晨0點到5點之間，維持中到大陣雨，24小時降水量158.5mm，按照國內(nèi)航空公司標(biāo)準(zhǔn)，廈門機(jī)場出現(xiàn)大陣雨時，飛機(jī)不能起降。2點到4點因降水導(dǎo)致能見度降到1000m以下，其中4點能見度最低達(dá)200m，廈門機(jī)場05號/23號能見度降落標(biāo)準(zhǔn)為800m，RVR（跑道視程）降落標(biāo)準(zhǔn)為550m，低于這個數(shù)值飛機(jī)不能著陸，廈門機(jī)場05號/23號能見度起飛標(biāo)準(zhǔn)為500m，RVR（跑道視程）起飛標(biāo)準(zhǔn)為400m，低于這個數(shù)值飛機(jī)不能起飛。

3 雷達(dá)回波特征分析

3.1 速度場回波分析

14日23點40分1.5°仰角速度圖上，在本場東南方約85km處，出現(xiàn)清晰對稱的正負(fù)速度對，俗稱“牛眼”[4-5]，出現(xiàn)速度模糊，正負(fù)速度對稱中心為臺風(fēng)中心，速度最大值為47m.s-1，同時負(fù)速度中心大于正速度中心數(shù)值，存在強(qiáng)烈的風(fēng)速輻合上升運(yùn)動。

15日2點16分雷達(dá)圖上正速度區(qū)出現(xiàn)了二次速度模糊，正速度達(dá)到57m.s-1，負(fù)速度也達(dá)到了51m.s-1，02點56分更是正負(fù)速度均達(dá)到了57m.s-1?！芭Ｑ邸蔽挥跍y站兩側(cè)分布，負(fù)速度中心旋轉(zhuǎn)至測站的東北方，在測站的東北方向75km到115km處，出現(xiàn)多個正速度為負(fù)速度區(qū)包圍，呈現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)結(jié)構(gòu)，較大范圍的逆風(fēng)區(qū)是出現(xiàn)暴雨天氣的一個重要判據(jù)[6]。

3.2 強(qiáng)度場回波分析

14日16點02分1.5°仰角強(qiáng)度圖上，臺風(fēng)中心進(jìn)入雷達(dá)探測范圍，距離廈門約240km，此時離臺灣島較近，受其地形阻擋影響，臺風(fēng)螺旋云帶不夠完整，強(qiáng)度不強(qiáng)，降水也不大，但臺風(fēng)中心和密蔽云區(qū)很清晰，“莫蘭蒂”仍為超強(qiáng)臺風(fēng)級別。14日21點雷達(dá)回波顯示臺風(fēng)中心眼壁云環(huán)未閉合，結(jié)構(gòu)松散，“莫蘭蒂”降為強(qiáng)臺風(fēng)級別。15日1點30分1.5°仰角強(qiáng)度圖上臺風(fēng)中心眼壁云環(huán)閉合，在眼壁附近有最強(qiáng)的雷達(dá)反射率，呈不對稱分布，最強(qiáng)回波在在臺風(fēng)中心的西側(cè)，回波加強(qiáng)至63dBz，三條螺旋云帶呈逆時針向中心旋轉(zhuǎn)，螺旋云帶由對流云和層狀云構(gòu)成，和眼壁雨帶相比，螺旋雨帶沒有向眼壁雨帶那樣強(qiáng)的有組織的上升氣流和反射率核心。臺風(fēng)為南北向橢圓形結(jié)構(gòu)，預(yù)示臺風(fēng)向偏北方向移動，但臺風(fēng)重心位于臺風(fēng)的西側(cè)，臺風(fēng)的綜合移動路徑仍為西北方向。

臺風(fēng)中心西側(cè)的1小時累積降水長期維持在70-80mm。15日0點減弱，1點30分又迅速加強(qiáng)，最強(qiáng)達(dá)88.9mm，整個強(qiáng)降水區(qū)直奔雷達(dá)中心。

4 結(jié)束語

（1）這次臺風(fēng)的路徑主要受副熱帶高壓的強(qiáng)度和脊線變化，從而引起引導(dǎo)氣流發(fā)生改變。

（2）臺風(fēng)出現(xiàn)的狂風(fēng)暴雨導(dǎo)致航班取消、返航備降，造成空管站通導(dǎo)設(shè)備及氣象觀測設(shè)備均受到不同程度的損壞，廈門機(jī)場出現(xiàn)較長時間關(guān)閉。

（3）通過雷達(dá)速度場可分析熱帶風(fēng)暴中心的位置，即正負(fù)速度對稱中心，表現(xiàn)為“牛眼”結(jié)構(gòu)，最強(qiáng)時并出現(xiàn)二次速度模糊。暴雨發(fā)生時觀測到速度場明顯特征是出現(xiàn)較大范圍的逆風(fēng)區(qū)。

（4）通過雷達(dá)強(qiáng)度場分析，臺風(fēng)中心眼壁云環(huán)發(fā)生多次由閉合-不閉合-閉合演變，眼壁附近最強(qiáng)的雷達(dá)反射率一直位于臺風(fēng)中心的西側(cè)。

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