201209臺風(fēng)“蘇拉”的移動路徑和降水分析

陳穎 呂強(qiáng)

(贛州市氣象局，江西贛州341000)

1 臺風(fēng)“蘇拉”的概況和降雨實況

2012年第9號熱帶風(fēng)暴“蘇拉”7月28日在菲律賓馬尼拉以東約630 km的西北太平洋洋面上生成，中心附近最大風(fēng)力有8級(18 m/s)。29日14時加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，30日14時加強(qiáng)為臺風(fēng)，8月1日22時加強(qiáng)為強(qiáng)臺風(fēng)，一直朝西北方向移動(見表1)。于8月2日03:15前后在臺灣省花蓮市秀林鄉(xiāng)沿海登陸，后沿臺灣東部一路北上，8月2日15時突然又轉(zhuǎn)向西北方向。于8月3日06:50前后在福建省福鼎市秦嶼鎮(zhèn)沿海二次登陸，登陸后繼續(xù)深入福建，10時減弱為熱帶風(fēng)暴，路徑發(fā)生變化，轉(zhuǎn)為西南偏西方向移動，19時左右由撫州資溪縣大覺山進(jìn)入江西，進(jìn)入時中心附近最大風(fēng)力8級(18 m/s)，中心最低氣壓992 hPa，在進(jìn)入江西后，又突然轉(zhuǎn)向西南偏南方向移動，移入贛州，21時減弱為熱帶低壓，最終于8月4日20時左右從贛州西南部一帶移出江西。在江西逗留時間達(dá)24 h，“蘇拉”成為繼200808“鳳凰”之后4 a來首個以熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度進(jìn)入江西的熱帶氣旋。

受其影響，3日20時—4日20時贛州全市普降大暴雨(見圖1)，全市大監(jiān)站平均雨量102.9 mm，其中有6站次大暴雨，11個站次暴雨，最大為石城縣150.5 mm。中尺度加密站大暴雨點有141個，最大雨量為石城木蘭鄉(xiāng)238.5mm。全市大部分地方出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害。本文將通過對影響臺風(fēng)“蘇拉”登陸前后的移動路徑及其降水情況的一些環(huán)流因子和物理量場進(jìn)行一次診斷分析，以揭示造成本次臺風(fēng)移動路徑詭異和登陸后造成大范圍大暴雨的原因。

表1 “蘇拉”強(qiáng)度和移動路徑表

圖1 8月3日20時—4日20時全市降雨量分布圖

2 風(fēng)“蘇拉”的路徑分析

2.1 臺風(fēng)移動路徑與副熱帶高壓

臺風(fēng)“蘇拉”生成到影響期間，中高緯環(huán)流為兩槽兩脊型，以緯向環(huán)流為主，經(jīng)向度不大，整個太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度一直比較強(qiáng)盛，呈帶狀分布，控制在30°N～40°N之間，脊線穩(wěn)定維持在35°N附近。8月1日08時40°N以北有一高空低槽東移，副高分裂成東、西兩環(huán)，由于槽前暖平流的補(bǔ)充加入，使得副高加強(qiáng)西伸，8月1日20時東、西兩環(huán)副高打通，584線圍成了一個強(qiáng)大的帶狀高壓壩，阻止了“蘇拉”北上，副高加強(qiáng)西伸加強(qiáng)了副高與“蘇拉”之間的位勢梯度，引導(dǎo)氣流明顯加大，此時位于臺灣東南洋面的臺風(fēng)“蘇拉”在副高南側(cè)的東南氣流引導(dǎo)下，主體主要向西北方向移動。見圖2。

圖2 8月1日08時—8月2日20時副高位置動態(tài)圖

2.2 雙臺風(fēng)相互作用

雙臺風(fēng)效應(yīng)并不等于臺風(fēng)強(qiáng)度加倍。雙臺風(fēng)的影響主要跟兩者的距離有關(guān)，如果兩個臺風(fēng)的中心距離在1800 km以上，產(chǎn)生的將是間接影響。如果兩個臺風(fēng)的中心距離在1500 km以內(nèi)，兩者就會彼此對路徑產(chǎn)生影響，也就是產(chǎn)生“藤原效應(yīng)”，即兩個臺風(fēng)將沿兩者連線的中點做氣旋性旋轉(zhuǎn)［1］。

在“蘇拉”生成的當(dāng)天，201210號強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“達(dá)維”也于7月28日20時在日本東京東南方約1330 km的西北太平洋洋面上生成(147.4°E，25.7°N)，7 月 31 日早晨加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，8月1日08時加強(qiáng)成為臺風(fēng)，“達(dá)維”一路向西北方向移動(見圖3)。從8月1日08時至3日0時兩個臺風(fēng)移動路徑非常緩慢，尤其是“蘇拉”，在這40 h內(nèi)僅移動了3個經(jīng)距，4.6個緯距(見表2)，由此可見，在這期間“蘇拉”和“達(dá)維”強(qiáng)度相當(dāng)，互相受到彼此低壓環(huán)流及外圍風(fēng)場的影響，產(chǎn)生了互旋，兩個臺風(fēng)移動速度減慢，兩者越靠近，互旋效應(yīng)越明顯。尤其是“蘇拉”登陸臺灣后路徑突然發(fā)生變化，轉(zhuǎn)為北上，朝向“達(dá)維”環(huán)流靠近。相互作用期間兩者一直維持臺風(fēng)強(qiáng)度，直到8月2日21:30“達(dá)維”登陸江蘇響水縣，強(qiáng)度逐漸減弱，此時的“蘇拉”移動路徑又轉(zhuǎn)回西北方向移動，擦過臺灣北部向福建北部和浙江南部沿海靠近。

表2 “蘇拉”和“達(dá)維”位置、強(qiáng)度和距離

2.3 物理量場與臺風(fēng)移動

臺風(fēng)是一個強(qiáng)大的暖性渦旋性氣旋，它有向水汽供應(yīng)充足，環(huán)境場為暖區(qū)、渦旋運(yùn)動強(qiáng)烈發(fā)展的區(qū)域移動的趨勢［2］。

2.3.1 渦度場分析

通過對對流層的渦度場分析，發(fā)現(xiàn)臺風(fēng)登陸福建省前，2日20時整層渦度場，在“蘇拉”的西北側(cè)，正的大渦度值出現(xiàn)在福建省北部與浙江省南部交界處附近，此時“蘇拉”移動路徑正好向著這個方向移動，3日08時(見圖4)此時的“蘇拉”剛剛登陸福建，江西東部及贛州中部以東一直處于正的渦度相對大值區(qū)中，500 hPa上空贛州這一格點渦度值為1.97×10－4/s，臺風(fēng)登陸后，一路從撫州進(jìn)入江西，向著正渦度大值區(qū)贛州移入。

圖4 8月3日08時500 hPa渦度場分布圖(單位:1/s)

2.3.2 溫度場分析

在一定條件下，臺風(fēng)有朝著暖氣溫區(qū)移動的趨勢，也就是臺風(fēng)的趨暖運(yùn)動［2］。8月1日20時700 hPa溫度場分布(見圖 5)，溫度脊呈NW—SE走向，“蘇拉”剛好此時朝著西北方方向移動，“蘇拉”在臺灣登陸移出后，2日20時溫度脊(見圖6)逐漸轉(zhuǎn)由WNW—ESE走向，這時“蘇拉”移動路徑偏西分量加大，朝著西北偏西方向移動。溫度脊分布的逐漸轉(zhuǎn)變，臺風(fēng)“蘇拉”路徑也隨之調(diào)整。

2.3.3 溫度露點差T－Td的分析

溫度露點差T－Td很大程度上反應(yīng)了環(huán)境場中的空氣飽和程度，溫度露點差越小預(yù)示該處的空氣越接近飽和，水汽供應(yīng)條件也就越好，越是有利于臺風(fēng)系統(tǒng)的維持。從臺風(fēng)的自身特點來看，它容易向暖濕的區(qū)域移動。而溫度露點差的分析為臺風(fēng)移向的預(yù)報提供了一個較好的參考因子。因為空氣越接近飽和，水汽凝結(jié)的空間相對越小，所釋放出來的潛熱也就越少，環(huán)境場的暖濕環(huán)境越易維持［2］。

8月1日08時，850 hPa T－Td大值區(qū)(干區(qū))一共分3個塊:第一塊處于日本島上空，第二塊處于江蘇安徽上空，第三塊處于我國西北地區(qū)上空。第一塊和第二塊之間形成了一個西南東北向的T－Td＞4℃帶狀分布，浙江南部、福建省T－Td＜2℃，臺灣東、東北部海面T－Td＞2℃，這時臺風(fēng)是向著西北方向移動的。8月2日08時隨著“蘇拉”登陸臺灣后(見圖7)，T－Td＞4℃區(qū)域伸向臺灣西部，“蘇拉”登陸后剛好沿著臺灣東部T－Td＜2℃的地方轉(zhuǎn)向北行，8月2日20時(見圖8)在浙江省與福建省交界這一格點處出現(xiàn)了T－Td=1.4℃最小值，而以北以南格點T－Td均＞2℃，極有利于“蘇拉”在此處登陸，這時“蘇拉”由北行轉(zhuǎn)為西北方向，朝著浙江省與福建省交界處移近。

3 臺風(fēng)降水

3.1 西南季風(fēng)穩(wěn)定維持

進(jìn)入8月以來，西南季風(fēng)相對活躍，西南季風(fēng)與副高南側(cè)的偏東氣流，在印度洋到南海一帶形成了一條帶狀的季風(fēng)槽區(qū)，并穩(wěn)定維持。西南季風(fēng)不斷地向“蘇拉”提供水汽和能量，“蘇拉”強(qiáng)度不斷加強(qiáng)形成臺風(fēng)。臺風(fēng)登陸福建時處于副高南側(cè)和季風(fēng)槽北側(cè)的東南急流中，尾部有輻合云團(tuán)不斷卷入，加上大陸地區(qū)低層為輻合流場，高空為輻散流場，臺風(fēng)登陸后處于動力不穩(wěn)定場中，降水極易加大。“蘇拉”在福建沿海登陸減弱后的低壓環(huán)流維持時間長，與西南季風(fēng)的結(jié)合，使得局地降雨強(qiáng)度大。可見，西南季風(fēng)是“蘇拉”快速發(fā)展和維持的主要水汽和能量來源。(圖略)

3.2 相對溫度場分析

臺風(fēng)登陸福建前后，500～850 hPa贛南均存在較大相對濕度，8月2日20時500 hPa相對濕度為22.8%，到了8月3日08時500～700 hPa贛南上空明顯增濕，均為相對濕度100%中心，850 hPa為90% ～100%，這時整層都已經(jīng)達(dá)到了飽和(見圖9)，8月3日20時整層水汽一直在90%～100%，如此深厚的濕層且一直維持使得降水強(qiáng)度強(qiáng)，且相對分布均勻。

圖9 8月3日08時500，850 hPa相對濕度場

3.3 Ekman 抽吸作用

從渦度場可以看到，8月3日08時～4日20時從200 hPa以下到低層均為正渦度，而200 hPa及以上為負(fù)渦度(見圖10)。散度場分析得知，臺風(fēng)進(jìn)入江西仍處于高空副高南側(cè)的東風(fēng)輻散氣流區(qū)中，高空輻散形勢明顯。8月3日08時—4日20時的200～500 hPa輻散場反映，贛州位于高輻散區(qū)內(nèi)，特別是250～500 hPa贛州位于輻散大值中心(見圖11)。而在低層可以看出，臺風(fēng)低層氣旋性輻合在臺風(fēng)登陸后直至進(jìn)入贛南后一直仍較明顯。低層正渦度、高層負(fù)渦度和低層輻合、高層輻散，使Ekman抽吸作用在“蘇拉”登陸后得以繼續(xù)維持，從而維持了“蘇拉”內(nèi)部的上升運(yùn)動，減緩了“蘇拉”強(qiáng)度的減弱速度，大范圍強(qiáng)的降水得以持續(xù)，且強(qiáng)降水中心出現(xiàn)在250～500 hPa輻散大值中心附近。

4 結(jié)語

1)太平洋副熱帶高壓強(qiáng)盛時，臺風(fēng)位于副高熱高壓南側(cè)，副高南側(cè)的東南氣流為主要引導(dǎo)氣流。

2)當(dāng)雙臺風(fēng)相距小于1500 km時，產(chǎn)生了“藤原效應(yīng)”。當(dāng)雙臺風(fēng)效應(yīng)消失，臺風(fēng)路徑主要受高空引導(dǎo)氣流影響。

3)在一定條件下溫度場、渦度場的分布對臺風(fēng)移動有直接影響，臺風(fēng)朝著暖氣溫區(qū)以及正渦度中心移動。

4)西南季風(fēng)的活躍不僅為“蘇拉”提供了源源不斷的水汽，還提供了“蘇拉”強(qiáng)度得以加強(qiáng)和維持的能量條件。

5)Ekman抽吸作用在臺風(fēng)登陸后得以繼續(xù)維持，減緩了臺風(fēng)強(qiáng)度的減弱速度，從而維持了“蘇拉”內(nèi)部的上升運(yùn)動，大范圍強(qiáng)的降水得以維持。250～500 hPa輻散大值中心位置可對強(qiáng)降水落區(qū)提供判斷依據(jù)。

6)盡管物理量的分辯率不夠精細(xì)，但仔細(xì)分析還是可以得出較好的預(yù)報指標(biāo)。在臺風(fēng)預(yù)報中，結(jié)合各種資料進(jìn)行綜合分析，對臺風(fēng)移動路徑和降水預(yù)報效果會更好一些。

［1］ 包澄瀾.熱帶天氣學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社，1982.

［2］ 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理與方法.第4版［M］.北京:氣象出版社，2007.

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