臺風(fēng)“摩羯”（1814）殘渦經(jīng)渤海突然增強(qiáng)成因分析

朱男男，王彥，蘇杭，王雪蓮，史得道，王亞男

（1.天津海洋中心氣象臺，天津 300074；2.天津市人工影響天氣辦公室，天津 300074；3.天津市氣象科學(xué)研究所，天津 300074；4.天津市海洋氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300074）

2018 年7 月14 日05 時臺風(fēng)“摩羯”北上減弱并停止編號，14 日23 時臺風(fēng)“摩羯”殘渦入渤海后增強(qiáng)，產(chǎn)生14 級強(qiáng)風(fēng)、特大暴雨和強(qiáng)風(fēng)暴潮等災(zāi)害性天氣。對渤海周邊港口、海上石油平臺作業(yè)及船舶運(yùn)輸產(chǎn)生較大影響，給環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。

近年來，學(xué)者們對北上臺風(fēng)強(qiáng)度變化有較多研究。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)登陸中國的熱帶氣旋在登陸后入海又加強(qiáng)的比率為24%，副熱帶高壓、低空急流、垂直風(fēng)切變、適度冷空氣侵入和海表溫度等是熱帶氣旋登陸增強(qiáng)的環(huán)境因子（郭麗霞等，2010；于玉斌 等，2010；Lowag et al，1999；楊詩 琪 等，2017；Evans et al，2008；閻俊岳 等，1997）。由于冷空氣的侵入，臺風(fēng)在北上過程中變性，垂直熱力結(jié)構(gòu)演變成非對稱分布（狄利華等，2008；張雪蓉等，2013；于玉斌等，2014），臺風(fēng)北上變性過程中產(chǎn)生鋒生現(xiàn)象且使降水強(qiáng)度增大（程正泉等，2012；李英等，2013；梁軍等，2017），對流層高層輻散、垂直風(fēng)切變和對流層中上層凝結(jié)釋放潛熱導(dǎo)致臺風(fēng)在近海突然增強(qiáng)（于玉斌等，2008；魏曉雯等，2017）。來自海洋的暖濕氣流和低層氣旋性渦旋并入臺風(fēng)環(huán)流能夠使臺風(fēng)快速增強(qiáng)（錢燕珍等，2014；鄭艷等，2014）。地形作用誘生的中尺度渦旋也會促使臺風(fēng)增強(qiáng)（薛霖等，2015；黃燕燕等，2018）。海表溫度（SST）與臺風(fēng)相互作用，海表溫度在一定范圍內(nèi)增加能夠使臺風(fēng)增強(qiáng)，而臺風(fēng)經(jīng)過海面時海水上涌使海表溫度降低（劉磊等，2011）。由于北上至渤海的臺風(fēng)個數(shù)少，且大多變性減弱，這方面的針對性研究不多，但其入海后導(dǎo)致的突發(fā)性大風(fēng)影響較大，往往因漏報導(dǎo)致環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)發(fā)展損失嚴(yán)重，因此需深入研究入海增強(qiáng)的臺風(fēng)成因機(jī)制。

圖1 臺風(fēng)“摩羯”實(shí)況路徑（a），14 日20 時至15 日20 時自動站風(fēng)速（b，單位：m/s），塘沽驗(yàn)潮站潮位（c，單位：m），自動站降水量（d，單位：mm）

2018 年8 月14 日05 時臺風(fēng)“摩羯”停止編號，14 日夜間臺風(fēng)入渤海后強(qiáng)度增強(qiáng)，導(dǎo)致15 日白天渤海出現(xiàn)14 級強(qiáng)風(fēng)、特大暴雨和風(fēng)暴潮。而數(shù)值模式和主觀預(yù)報對15 日渤海大風(fēng)做出的估計嚴(yán)重過低（僅考慮東北風(fēng)4～ 5 級）。本文對臺風(fēng)“摩羯”北上登陸前后不同時刻熱力條件、動力條件和水汽條件進(jìn)行對比分析，并利用Petterssen 氣旋發(fā)展公式探討臺風(fēng)殘渦入海增強(qiáng)原因，揭示臺風(fēng)殘渦入渤海增強(qiáng)的機(jī)理，為預(yù)報北上臺風(fēng)入渤海強(qiáng)度變化提供參考。

1 臺風(fēng)“摩羯”強(qiáng)度演變和風(fēng)、雨、潮實(shí)況

圖1a 給出臺風(fēng)“摩羯”北上中心移動路徑，其生成于菲律賓以東洋面，向西北方向移動，12日11 時35 分前后在浙江溫嶺沿海登陸，登陸時強(qiáng)度為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級，中心附近最大風(fēng)力10 級。登陸后繼續(xù)向西北移動，14 日05 時減弱為溫帶氣旋并停止編號，14 日23 時“摩羯”殘渦經(jīng)過渤海突然增強(qiáng)，15 日中午渤海中部出現(xiàn)了東北風(fēng)10～11級，陣風(fēng)14 級（圖1b）。其中渤中3 號自動站2 min 平均風(fēng)速26.2 m/s，極大風(fēng)速41.7 m/s，渤中13 號自動站2 min 平均風(fēng)速31.7 m/s，極大風(fēng)速42.3 m/s，形成了歷史上極端異常大風(fēng)過程。根據(jù)塘沽驗(yàn)潮站監(jiān)測顯示，最高潮位達(dá)到5.18 m（圖1c，警戒潮位4.8 m）。渤海平臺自動站監(jiān)測顯示，根據(jù)旅大32 號自動站（圖1d） 統(tǒng)計，14 日20 至15 日20時降水量達(dá)到423.6 mm。

2 高空形勢和可見光云圖特征分析

13 日20 時（圖2a）500 hPa 高度場臺風(fēng)中心位勢高度是584 位勢什米，副熱帶高壓呈東西向帶狀分布，中心位于朝鮮和日本一帶，臺風(fēng)沿副熱帶高壓588 位勢什米外圍向北移動。14 日08 時（圖2b）臺風(fēng)中心只有一條閉合等壓線，副熱帶高壓由東南-西北向轉(zhuǎn)為西南-東北向，且略微東撤，此時臺風(fēng)已經(jīng)停止編號。14 日17 時（圖2e）臺風(fēng)海平面氣壓閉合中心消失，風(fēng)場仍是渦旋結(jié)構(gòu)，海平面氣壓場減弱為倒槽。14 日20 時（圖2c）臺風(fēng)繼續(xù)北移減弱，500 hPa 中心減弱為586 位勢什米，副熱帶高壓西側(cè)分裂為大陸高壓，副高東側(cè)東移至海上。臺風(fēng)高空環(huán)流成為大陸高壓和副熱帶高壓之間高空槽，14 日20 時以后，臺風(fēng)緩慢向渤海移動。15 日08 時（圖2d） 臺風(fēng)中心移動到渤海，500 hPa 高度場中心加強(qiáng)為584 位勢什米，形成完整閉合中心，海平面氣壓場（圖2f）加強(qiáng)發(fā)展成完整的閉合中心。從FY-4 可見光云圖可以看出（圖2g），15 日09 時臺風(fēng)云帶具有明顯的非對稱性和清晰的斜壓結(jié)構(gòu)，臺風(fēng)已經(jīng)變性為溫帶氣旋，降水云帶集中在中心左側(cè)并伴隨強(qiáng)對流云帶，對流發(fā)展旺盛且出現(xiàn)暗影。15 日14 時（圖2h）斜壓云帶發(fā)展成渦旋結(jié)構(gòu)，渦旋中心出現(xiàn)明顯眼區(qū)，F(xiàn)Y-4 可見光云圖顯示，入海臺風(fēng)在15 日14 時發(fā)展最旺盛。

圖2 2018 年8 月13 日20 時（a）、14 日08 時（b）、14 日20 時（c）、15 日08 時（d）500 hPa 高度場（等值線表示，單位：位勢什米）和風(fēng)場（用風(fēng)向桿表示，單位：m/s），14 日17 時（e）、15 日08 時（f）海平面氣壓場（等值線表示，單位：hPa）和風(fēng)場（用風(fēng)向桿表示，單位：m/s），15 日09 時（g）和15 日14 時（h）FY-4 衛(wèi)星可見光云圖

3 臺風(fēng)入海前后熱力、動力和水汽物理量對比分析

3.1 入海前后熱力條件特征

13 日08 時（圖3a） 臺風(fēng)“摩羯”北上登陸后，對流層中上層維持暖心結(jié)構(gòu)，臺風(fēng)中心上空200～600 hPa 之間溫度正距平達(dá)到2 益以上，其東西兩側(cè)為溫度負(fù)距平。14 日08 時（圖3b）臺風(fēng)入海前暖心結(jié)構(gòu)減弱，臺風(fēng)中心兩側(cè)有弱冷空氣滲透，北上臺風(fēng)變性為溫帶氣旋。15 日08 時臺風(fēng)入海后，對流層中高層溫度距平升高，對流層低層臺風(fēng)東北側(cè)冷空氣向臺風(fēng)中心滲透，且冷空氣已經(jīng)侵入臺風(fēng)底部，臺風(fēng)具有清晰的斜壓結(jié)構(gòu)和明顯溫帶氣旋特征。15 日14 時（圖3c）臺風(fēng)經(jīng)渤海再次增強(qiáng)，臺風(fēng)中心上空暖中心加強(qiáng)，從沿臺風(fēng)中心經(jīng)向剖面看，其東北側(cè)冷空氣滲透到臺風(fēng)底層（圖3d），臺風(fēng)中心底層有明顯的溫度負(fù)距平，與偏西象限暖空氣形成較強(qiáng)溫度梯度，斜壓性增強(qiáng)有利于地面大風(fēng)形成。

圖3 2018 年8 月13 日08 時（a）、14 日08 時（b）、15 日14 時（c）沿臺風(fēng)中心徑向溫度距平剖面，15 日14 時（d）沿臺風(fēng)中心緯向溫度距平剖面（黑色實(shí)心三角為臺風(fēng)中心位置）

陳聯(lián)壽（2001）指出，較弱的冷空氣侵入臺風(fēng)內(nèi)部有利于臺風(fēng)的加強(qiáng)，而較強(qiáng)的冷空氣入侵臺風(fēng)內(nèi)部會破壞其暖心結(jié)構(gòu)，削弱臺風(fēng)強(qiáng)度。臺風(fēng)“摩羯”進(jìn)入渤海時受東北路徑冷空氣影響，臺風(fēng)底層出現(xiàn)明顯的溫度負(fù)距平，與其西側(cè)暖空氣形成較明顯的溫度梯度，形成類似鋒面的特征結(jié)構(gòu)。冷空氣與臺風(fēng)相接使得偏北象限氣壓梯度增大，促使沿鋒區(qū)的次級環(huán)流加強(qiáng)，冷空氣侵入使位能轉(zhuǎn)化成動能，形成海上極端大風(fēng)。因此，本次天氣過程中冷空氣前沿對臺風(fēng)增強(qiáng)是有利的，冷空氣主體南壓后，臺風(fēng)殘渦在萊州灣沿岸登陸后迅速減弱消亡。

3.2 垂直風(fēng)切變隨時間演變

參照Palmer 等（2002）的方法，以臺風(fēng)中心所在位置為中心，在10毅伊10毅的正方形網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)，分別計算兩層高度上經(jīng)向和緯向風(fēng)場的風(fēng)速平均值，平均風(fēng)場矢量差代表兩層的垂直風(fēng)切變。

本文計算臺風(fēng)整層垂直風(fēng)切變、高層垂直風(fēng)切變和低層垂直風(fēng)切變（圖4），整層垂直風(fēng)切變是200 hPa 和850 hPa 之間風(fēng)切變，高層垂直風(fēng)切變是200 hPa 和500 hPa 之間風(fēng)切變，低層垂直風(fēng)切變是500 hPa 和850 hPa 之間風(fēng)切變，12 日08 時臺風(fēng)未登陸前，臺風(fēng)三層的垂直風(fēng)切變均小于5 m/s，臺風(fēng)登陸北上后強(qiáng)度減弱，三層垂直風(fēng)切變逐漸增大，200～850 hPa 之間超過10 m/s，低層的垂直風(fēng)切變變化最小，說明臺風(fēng)在對流層中低層結(jié)構(gòu)均勻，對流層中上層垂直風(fēng)切變較大。14 日08 時在臺風(fēng)殘渦入海前垂直風(fēng)切變減弱，整層垂直風(fēng)切變?yōu)? m/s，此時臺風(fēng)殘渦環(huán)流較弱，臺風(fēng)入海后垂直風(fēng)切變增大，整層垂直風(fēng)切變達(dá)到17 m/s。臺風(fēng)在北上過程中由于冷空氣侵入轉(zhuǎn)變成溫帶氣旋，三層垂直風(fēng)切變增大，垂直風(fēng)切變隨著臺風(fēng)殘渦減弱而減?。?4 日08 時），臺風(fēng)入海后環(huán)流加強(qiáng)，導(dǎo)致垂直風(fēng)切變出現(xiàn)峰值。此時臺風(fēng)殘渦已經(jīng)不再具有熱帶氣旋特征。

圖4 臺風(fēng)整層垂直風(fēng)切變、高層垂直風(fēng)切變、低層垂直風(fēng)切變隨時間變化（豎線區(qū)域表示臺風(fēng)入海前后時段）

可見，較弱的垂直風(fēng)切變有利于較低緯度臺風(fēng)發(fā)展，但臺風(fēng)北上后斜壓性逐漸增強(qiáng)，對變性為溫帶氣旋的臺風(fēng)不再適用，垂直風(fēng)切變隨著臺風(fēng)入海發(fā)展而增大，臺風(fēng)殘渦具有明顯的溫帶氣旋特征。

3.3 渦度、散度特征分析

圖5a、b、c 給出了14 日08 時、15 日08 時和15 日14 時200 hPa 散度（陰影區(qū)）和850 hPa流場，圖5d、e、f 給出相同時次渦度和流場沿臺風(fēng)中心緯度剖面圖。14 日08 時臺風(fēng)殘渦中心上空200 hPa 為弱輻散區(qū)（圖5a），臺風(fēng)殘渦中心風(fēng)向?yàn)槟媳毕?，垂直方向剖面可見（圖5d），臺風(fēng)渦度柱由對流層低層延伸到高層，強(qiáng)度處于1.2伊10-4～1.5伊10-4s-1，渦度柱隨高度增加向西傾斜。15 日02時臺風(fēng)殘渦偏東北象限，并移至渤海（圖5b），其上空200 hPa 散度顯著增大，強(qiáng)輻散區(qū)位于臺風(fēng)東北象限，高空輻散導(dǎo)致臺風(fēng)環(huán)流加強(qiáng)（圖5e），沿臺風(fēng)中心剖面渦度柱超過2.1伊10-4s-1，臺風(fēng)整層渦度增大。15 日14 時臺風(fēng)中心移到渤海（圖5c），200 hPa 高空仍維持較強(qiáng)輻散，500 hPa 以下渦度柱范圍擴(kuò)大（圖5f），說明中低層臺風(fēng)環(huán)流范圍增大。臺風(fēng)中心東側(cè)風(fēng)場由南風(fēng)轉(zhuǎn)為東南風(fēng)，這種風(fēng)場有利于將海上的水汽輸送到臺風(fēng)中心。

綜上所述，臺風(fēng)殘渦入海后高空散度顯著增強(qiáng)，強(qiáng)散度中心位于臺風(fēng)東北象限，臺風(fēng)渦度柱延伸至對流層高度，其入海后渦度增大，臺風(fēng)低層強(qiáng)烈輻合配合高層強(qiáng)輻散是臺風(fēng)入海后加強(qiáng)的動力原因。

圖5 2018 年8 月14 日08 時（a）和15 日02 時（b）、15 日14 時（c）200 hPa 散度（填色區(qū)）和850 hPa 流場，14 日08 時（d）、15 日02 時（e）和15 日14 時（f）沿臺風(fēng)中心渦度和流場徑向剖面（黑色實(shí)心三角為臺風(fēng)中心位置）

3.4 水汽條件對臺風(fēng)的影響

對流層偏東風(fēng)將邊界層水汽輸送到臺風(fēng)中心，通過潛熱釋放有利于臺風(fēng)強(qiáng)度的維持。14 日08 時（圖6a），850 hPa 臺風(fēng)的水汽通量輻合輻散相對較弱，水汽輻合最強(qiáng)區(qū)在臺風(fēng)東北象限，東南沿海建立了完整的東南風(fēng)低空急流，東海和黃海有較大的水汽通量中心（圖6c），水汽通道的建立有利于北上臺風(fēng)強(qiáng)度維持，850 hPa 比濕在臺風(fēng)偏東象限達(dá)到16 g/kg，臺風(fēng)北上動力環(huán)流較弱，但較好的水汽輸送和輻合條件是維持降水強(qiáng)度的主要原因。15日14 時（圖6b），臺風(fēng)中心位于渤海中部，水汽通量散度增大到1.0伊10-3kg·m-2·s-1，強(qiáng)水汽輻合區(qū)位于臺風(fēng)的偏東方向，850 hPa 急流出現(xiàn)斷裂，渤海海域水汽通量達(dá)到50 kg·m-1·s-1（圖6d），雖然水汽通道出現(xiàn)斷裂，但渤海海域水汽的強(qiáng)烈輻合仍導(dǎo)致渤海出現(xiàn)特大暴雨，海上平臺自動站54557（旅大32 號）14 日20 至15 日20 時降水量達(dá)到423.6 mm，強(qiáng)降水導(dǎo)致非絕熱加熱作用較大。

圖6 2018 年8 月14 日08 時（a）、15 日14 時（b）水汽通量散度（單位：10-5 kg·m-2·s-1）和風(fēng)矢量,14 日08 時（c）、15 日14 時（d）水汽通量（單位：10-5 kg·m-1·s-1）和風(fēng)矢量

4 臺風(fēng)入海增強(qiáng)原因分析

根據(jù)Petterssen 氣旋發(fā)展公式，1 000 hPa 渦度局地變化能夠表示地面氣旋發(fā)展?fàn)顩r，可利用此公式探討臺風(fēng)殘渦入海前后的物理過程，公式具體如下：

1 000 hPa 渦度局地變化項(xiàng)（左端）取決于等號右側(cè)四項(xiàng)，分別為500 hPa 絕對渦度平流項(xiàng)（右端第一項(xiàng)） 及500～ 1 000 hPa 的拉普拉斯項(xiàng)之和，即溫度平流項(xiàng)（右端第二項(xiàng)）、絕熱項(xiàng)（右端第三項(xiàng)）和非絕熱加熱項(xiàng)（右端第四項(xiàng)）之和。熊秋芬等（2016）認(rèn)為右端第三項(xiàng)在物理意義上有缺陷，這里不做討論。因此只考慮500 hPa 絕對渦度平流、500～1 000 hPa 溫度平流的拉普拉斯和非絕熱加熱拉普拉斯項(xiàng)。文中簡稱為渦度平流項(xiàng)、溫度平流項(xiàng)和非絕熱加熱項(xiàng)。

4.1 渦度平流作用

臺風(fēng)殘渦入海前，500 hPa 負(fù)渦度平流抑制地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)殘渦入海后，500 hPa 正渦度平流有利于地面氣旋發(fā)展。

4.2 溫度平流作用

圖7 2018 年8 月14 日08 時（a）、15 日14 時（b）沿臺風(fēng)中心渦度平流剖面（單位：10-8s-2，黑色實(shí)心三角為臺風(fēng)中心位置），2018 年8月14 日08 時（a）、15 日14 時（b）沿臺風(fēng)中心溫度平流剖面（單位：10-4 K·s-1），14 日08 時（e）、15 日14 時（f）SST（單位：益）

臺風(fēng)殘渦入海前上空為弱暖平流，有利于地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)入海后整個對流層冷暖平流增大。因此，溫度平流在臺風(fēng)入海發(fā)展初期起主要作用，而入海后發(fā)展則是溫度平流和渦度平流共同作用的結(jié)果。

4.3 非絕熱加熱作用

非絕熱加熱和降水的關(guān)系密切，本次過程出現(xiàn)了較強(qiáng)降水，因此非絕熱加熱作用不能忽視，非絕熱加熱包括視熱源Q1和視水汽匯Q2，文中采用Yanai 等（1973）計算方法，公式如下：

圖8 2018 年8 月14 日08 時（a）、15 日08 時（b）、15 日14 時（c）沿臺風(fēng)中心緯度視熱源Q1 剖面（單位：J·kg-1·s-1），14 日08 時（d）、15 日08 時（e）、15 日14 時（f）沿臺風(fēng)中心緯度視水汽匯Q2 剖面（單位：J·kg-1·s-1，黑色三角為臺風(fēng)中心所在位置）

式中：cp為定壓比熱，L 為相變潛熱，茲為位溫，q 為比濕，T 為溫度，V 為水平風(fēng)矢量。Q1表示單位時間單位質(zhì)量大氣加熱率，Q2表示單位時間單位質(zhì)量水汽凝結(jié)釋放熱量的增溫率，二者單位為J·kg-1·s-1。圖8a、b、c 分別為14 日08 時，15日08 時，15 日14 時沿臺風(fēng)中心緯度視熱源剖面，臺風(fēng)未入海前上空600～700 hPa 間視熱源為6 J·kg-1·s-1（圖8a），其西側(cè)為負(fù)值，視水汽匯加熱區(qū)在600 hPa 以下（圖8d），潛熱凝結(jié)釋放對熱源有正貢獻(xiàn)。15 日08 時視熱源顯著增大（圖8b），達(dá)到50 J·kg-1·s-1，其峰值高度提高到500 hPa，表征潛熱釋放的視水汽匯也明顯增大（圖8e），為35 J·kg-1·s-1，其峰值高度達(dá)到了600 hPa，說明臺風(fēng)入海后垂直方向輸送熱量和潛熱加熱作用明顯增大，且影響高度升高。15 日14 時Q1和Q2數(shù)值上減弱，但仍維持一定的強(qiáng)度。

臺風(fēng)殘渦未入海前非絕熱加熱對臺風(fēng)發(fā)展有正貢獻(xiàn)，垂直方向作用于對流層中下層，臺風(fēng)入海后非絕熱加熱作用顯著增大，垂直高度伸展到對流層中上層。強(qiáng)降水過程會釋放凝結(jié)潛熱構(gòu)成大氣非絕熱加熱的主要部分。由于較強(qiáng)的非絕熱加熱作用，臺風(fēng)入海后對流層中上層的暖心結(jié)構(gòu)明顯增強(qiáng)（圖3d）。非絕熱加熱對臺風(fēng)熱力結(jié)構(gòu)有較大影響，對動力環(huán)流也有一定作用，且凝結(jié)潛熱釋放會增加有效位能，使得高空輻散，促進(jìn)低層擾動發(fā)展，低層輻合有利于臺風(fēng)動力環(huán)流加強(qiáng)（圖6d）。動力輻合增強(qiáng)又促進(jìn)降水發(fā)展，從而釋放更多的潛熱，這種降水的正反饋機(jī)制是臺風(fēng)入海后增強(qiáng)的原因之一。臺風(fēng)加強(qiáng)主要在28.5 益～ 30 益洋面上發(fā)生，從14 日08 時（圖7e）SST 圖顯示，臺風(fēng)殘渦入海前渤海SST 在28 益～29 益之間，這一海溫條件有利于臺風(fēng)入海增強(qiáng)，15 日14 時（圖7f）臺風(fēng)經(jīng)渤海后，渤海SST 略有下降，在27 益～28 益之間。另外，海洋下墊面比陸地光滑，由于摩擦耗散減弱，入海后有利于臺風(fēng)增強(qiáng)。因此，適宜的海溫和海洋下墊面平坦是臺風(fēng)殘余環(huán)流入海增強(qiáng)的另外一個原因。

綜上所述，臺風(fēng)殘渦入海前，渦度平流抑制地面氣旋發(fā)展；臺風(fēng)殘渦入海后，正渦度平流有利于地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)殘渦入海前上空為弱暖平流，有利于地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)入海后整個對流層冷暖平流增大。因此，溫度平流在臺風(fēng)入海發(fā)展初期起主要作用，而入海后發(fā)展則是溫度平流和渦度平流共同作用的結(jié)果。非絕熱過程有利于臺風(fēng)發(fā)展，降水凝結(jié)釋放潛熱對臺風(fēng)入海增強(qiáng)有正反饋?zhàn)饔?，這種作用表現(xiàn)為一種突發(fā)性增大的特征，臺風(fēng)入海時段內(nèi)不會一直維持。

5 結(jié)論與討論

2018 年14 號臺風(fēng)“摩羯”沿副熱帶高壓外圍北上停止編號后，臺風(fēng)殘渦經(jīng)渤海突然增強(qiáng)，形成14 級強(qiáng)風(fēng)、特大暴雨和風(fēng)暴潮。本文對臺風(fēng)“摩羯”北上登陸前后不同時刻的熱力條件、動力條件和水汽條件進(jìn)行對比分析，并利用Petterssen 氣旋發(fā)展公式探討臺風(fēng)殘渦入海增強(qiáng)原因，得到如下結(jié)論。

（1）臺風(fēng)入海后對流層中層暖心結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，冷空氣已經(jīng)侵入臺風(fēng)底部，臺風(fēng)低層有明顯的溫度梯度，具有較強(qiáng)的斜壓性，說明臺風(fēng)北上已經(jīng)變性為溫帶氣旋。未登陸前臺風(fēng)的垂直風(fēng)切變小于5 m/s，臺風(fēng)登陸北上后強(qiáng)度減弱，臺風(fēng)北上斜壓性增大同時垂直風(fēng)切變也增大。

（2）200 hPa 輻散區(qū)位于臺風(fēng)殘渦中心東北象限，臺風(fēng)入海后高空散度顯著增大，對流層中下層渦度柱明顯加強(qiáng)，低層輻合配合高層輻散，是臺風(fēng)入海后加強(qiáng)的主要動力原因。臺風(fēng)登陸前低空建立完整的東南風(fēng)急流，將近海的水汽輸送給臺風(fēng)，有利于臺風(fēng)北上形成暴雨并維持臺風(fēng)強(qiáng)度，臺風(fēng)入海后850 hPa 急流出現(xiàn)斷裂，水汽通量和水汽通量散度較入海前明顯增大，

（3）臺風(fēng)殘渦入海前，渦度平流抑制地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)殘渦入海后，500 hPa 正渦度平流有利于地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)殘渦入海前上空為弱暖平流，有利于地面氣旋發(fā)展，臺風(fēng)入海后整個對流層冷暖平流增大。因此，溫度平流在臺風(fēng)入海發(fā)展初期起主要作用，而入海后發(fā)展則是溫度平流和渦度平流共同作用的結(jié)果。非絕熱過程有利于臺風(fēng)發(fā)展，降水凝結(jié)釋放潛熱對臺風(fēng)入海增強(qiáng)有正反饋?zhàn)饔?，這種作用表現(xiàn)為一種突發(fā)性增大的特征，臺風(fēng)入海時段內(nèi)不會一直維持。海洋平坦下墊面和適宜的海溫是臺風(fēng)殘渦入海增強(qiáng)的原因之一。

本次臺風(fēng)殘渦入海增強(qiáng)物理特征和機(jī)理分析，有助于提高對北上臺風(fēng)入海再次加強(qiáng)的認(rèn)識水平和預(yù)報能力。臺風(fēng)北上變性為溫帶氣旋，臺風(fēng)入海后兼具熱帶氣旋和溫帶氣旋的特征。因而臺風(fēng)入海增強(qiáng)過程中，冷空氣的影響和渤海極端大風(fēng)成因?qū)⒃诮窈蠊ぷ髦羞M(jìn)一步分析和研究。