王麗娟,鄧方俊,史珩瑜,楊亦萍
(1.浙江省臺州市氣象局,浙江臺州318000;2.浙江省預警信息發布中心,浙江杭州310002)
據陳聯壽等[1]統計,在臺風所帶來的所有災害中,風災最為嚴重。臺風會導致巨浪狂潮、船只翻沉、房屋倒塌,直接威脅到人民的生命和財產安全,常常給沿海省市帶來嚴重的經濟損失。國內很多學者從不同角度對臺風引起的大風展開了研究。楊玉華等[2]對我國登陸臺風引起的大風分布特征作了初步的分析,認為臺風登陸前引起的大風主要集中在沿海地帶。田輝等[3]對華南和華東沿海登陸的暴雨和大風做了分析,指出華南沿海登陸臺風風速最大在8—9月,而華東則在7—9月。王雷等[4]對影響舟山的臺風氣候特征進行了分析,認為近海轉向類、登浙類和登閩類臺風是引起舟山災害性大風的主要移動路徑。鈕學新等[5-6]等對臺風大風的數值預報方法進行了積極探討,這些方法大都集中在總體特征的統計分析和數值理論計算方面。氣象人員也對臺風大風個例進行了仔細分析,積極尋找臺風大風的成因和預報因子。董美瑩等[7]研究了臺風“麥莎”影響期間浙江的大風特征,認為“麥莎”臺風強度是大風出現的主要原因,西北行路徑和移速緩慢是大風持續時間較長的原因。曹楚等[8]對臺風“莫拉克”期間浙江大風的成因分析時指出,垂直方向環流將高層動量下傳,可導致地面大風猛增。王忠東等[9]對比分析了臺風“麥莎”和臺風“韋帕”對浙江大風的影響,結果表明地面冷空氣有利于臺風移速減緩,導致臺風造成的大風持續時間增長。王亞男等[10]對1210 號臺風大風和渤海灣天津沿岸風暴潮分析時指出,臺風“達維”尺度小,其東側風力明顯,西側風力較弱,體現在登陸初和登陸后;陳德花等[11-12]分別研究了臺風“莫蘭蒂”和臺風“蘇迪羅”對福建大風的影響,結果表明局地強風相對臺風方位角的變化隨著臺風靠近先順轉后逆轉;副高減弱東退,引導氣流減弱,移速緩慢,臺風路徑曲折,使得臺風大風對福建的影響時間增長。關于臺風“利奇馬”,對其極端降水的成因研究較多,郭云謙等[13]指出副高、西風槽和臺風環流的強度對比是臺風“利奇馬”降水預報的關鍵因素。婁小芬等[14]對臺風“利奇馬”造成浙江極端降水的研究指出,臺風“利奇馬”強度強且在陸地上維持時間長,臺風本體環流是強降水的主要影響系統。劉曉汝等[15]對臺風“利奇馬”引發浙江大暴雨的成因進行了研究,結果表明強降水主要集中在近臺風中心的西南部和稍遠的北部,其中近臺風中心為眼壁降水,北部為螺旋云帶降水。然而對臺風“利奇馬”造成浙江大范圍和較強極值大風的成因研究以及不同類別的臺風可能引起的大風分布的具體特征、成因和預測研究還比較少。浙江是頻受臺風災害影響的沿海省份之一,幾乎所有登陸浙江的臺風都會引起大風,但是不同的臺風引起的大風分布特征大不相同。如何預測臺風影響時的大風分布是浙江臺風預報服務的重點之一。由于臺風大風的影響不僅涉及臺風本身的強度及結構等因素,而且還與周圍的環境場以及地形等有密切聯系,所以對臺風大風的成因分析和預測方法的研究十分重要。本文分析了臺風“利奇馬”影響浙江期間的大風時空分布特征及大風形成原因,對臺風大風預報進行了探討,以期對日常業務預報和決策服務提供有益參考。
本文所用資料有:(1)美國國家環境預報中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)FNL 逐6 h 再分析資料,包括水平分辨率1°×l°的高度場、10 m 風場和海平面氣壓場資料,水平分辨率0.25°×0.25°的風場和垂直速度場資料。(2)美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic Atmospheric Administration,NOAA)高 分 辨 率0.25°×0.25°的日平均海溫及日平均海溫距平資料。(3)浙江省氣候中心提供的全省常規氣象觀測站的實況風力資料。
2019 年第9 號臺風“利奇馬”(Lekima)于2019年8 月4 日14 時(北京時,下同)在西北太平洋洋面上生成(見圖1a),6 日02 時加強為強熱帶風暴,7 日05 時加強為臺風,23 時加強為超強臺風;8 日21 時臺風強度達到最強,中心最低氣壓915 hPa,中心風力達18 級(62 m/s),后繼續向西北方向移動;8 日夜里進入東海海域,并于10 日01 時45 分維持超強臺風級在浙江臺州溫嶺城南沿海登陸,中心最低氣壓930 hPa,近中心最大風力16 級(52 m/s)。登陸后繼續向西北偏北方向移動,10 日03 時減弱為強臺風,05時減弱為臺風,09時離開浙江臺州仙居進入金華磐安境內,同時減弱為強熱帶風暴,20 時減弱為熱帶風暴,22 時離開浙江進入江蘇太湖境內,之后進入黃海并再次登陸山東。臺風移動路徑在登陸前相對比較穩定,以西北方向為主,登陸后轉向偏北方向移動。臺風“利奇馬”具有以下特點:(1)登陸時中心氣壓低,為建國以來登陸浙江的第三強臺風,第一和第二分別是0608 號臺風“桑美”和5612號臺風“溫黛”;(2)實測風速極值為登陸浙江臺風第二強,全省極大風力61.4 m/s出現在溫嶺三蒜島,僅次于臺風“桑美”帶來的68.0 m/s的記錄;(3)實測最大過程雨量刷新登陸浙江臺風造成的最高降水記錄。臺風“利奇馬”影響期間全省最大過程雨量為834.3 mm,出現在臺州臨海括蒼山,刷新9216 號臺風在臺州三門劉家創下的最大過程雨量紀錄746.8 mm。

圖1 臺風“利奇馬”概況及浙江大風特征
8 日06 時浙江區域溫州沿海平嶼站開始出現8級大風,后臺州、寧波沿海相繼出現8 級及以上大風,直到11 日13 時大風影響結束。臺風“利奇馬”造成浙江8 級大風持續時間長達93 h。臺風“利奇馬”對浙江造成的大風影響有如下特點:(1)由于臺風自身有很大強度,最強中心氣壓達到915 hPa,中心風力18 級,登陸時強度約減小至930 hPa,近中心最大風力16級,因而給浙江帶來極大風力。臺州溫嶺的三蒜出現18 級大風,其次還有兩個站出現17級大風,14 個站出現16 級大風,導致大風造成的次生災害非常嚴重;(2)大風影響范圍廣(見圖1b)。全省除浙江西南小部分地區以外,都出現了8 級以上大風;(3)強風持續時間長(見圖1c)。8 級以上大風(南麂島)持續93 h,10 級以上大風(南麂島)持續56 h,12 級以上大風(南麂島)持續32 h,14 級以上大風(虎頭嶼)持續15 h,16 級以上大風(虎頭嶼)持續5 h,17 級以上大風(三蒜)持續3 h,18 級以上大風(三蒜)持續1 h。
臺風登陸前基本穩定沿西北方向移動,且強度比較大,隨著其與浙江的距離拉近,風力逐漸加大。登陸前12~6 h(9日14—20時),臺風近中心風速維持16~17級,屬超強臺風級(見圖1a)。由距離浙江溫嶺190~110 km 的極大風分布情況看(見圖2a),沿海海面普遍出現35~40 m/s 的極大陣風,極端最大風力超過40 m/s。登陸前6 h 到登陸時(9 日21時—10日02時),臺風近中心最大風速減弱不明顯,維持16 級,屬超級臺風級(見圖1a),沿海海面和沿海地區風力進一步增大(見圖2b),登陸地周邊出現較大范圍的50~60 m/s的極大陣風區域。

圖2 浙江極大風力分布(單位:m/s)
臺風登陸后在浙江境內耗時20 h,維持超級臺風級1 h,強臺風級2 h,臺風級4 h左右,強熱帶風暴級11 h(見圖1a)。臺風“利奇馬”登陸后橫貫整個浙江省,強度并沒有迅速減弱,而且移動緩慢,造成浙江境內極端大風仍較強;大風持續時間長,影響范圍較大,從登陸后12 h 平均的全省極大風力分布看(見圖2c),10日02—14時臺風“利奇馬”從超強臺風減弱為強熱帶風暴,登陸后12 h 平均的極大風力沿海海面仍有30~40 m/s,沿海地區15~25 m/s。
臺風是一個天氣尺度的氣旋性渦旋,其強度是以臺風中心地面最大平均風速和臺風中心海平面最低氣壓為依據。中心氣壓愈低,與周圍的氣壓梯度越大,近中心風速愈大,所以臺風強度大是影響臺風大風的基本因素。浙江溫嶺三蒜出現了本次過程的最大極大陣風,達到18 級,所以以三蒜為例分析臺風中心最低氣壓與大風的密切關系。三蒜從8 日15 時開始出現8 級大風,根據中央氣象臺臺風報文,臺風中心位置在23.7°N、125.4°E,距離三蒜630 km,臺風中心最低氣壓925 hPa,近中心最大風速55 m/s。9 日06 時臺風強度雖比之前略有減弱,但受臺風“利奇馬”本體環流影響,三蒜增強為9級風,臺風中心位置26.3°N、123.8°E,距離三蒜303 km,臺風中心最低氣壓920 hPa,近中心最大風速60 m/s。9 日11—22 時,三蒜維持10~12 級大風,其中17 時臺風“利奇馬”強度進一步略有減弱,但三蒜站風力繼續加大。22 時臺風中心位置27.7°N、121.9°E,距離三蒜64 km,臺風中心最低氣壓935 hPa,近中心最大風速52 m/s,這時已經出現12 級大風,23—00時加強到13~14 級。登陸前后10 日01—04 時維持16~18 級大風,該段時間三蒜極大風力均超過臺風近中心最大風速。05時減弱為14級大風,后逐漸減弱。從9日01時—10日20時三蒜站逐時極大風力、近中心最大風速和距臺風中心距離的對比看(見圖3),三蒜站距臺風中心距離與其逐時極大風力呈反相關,說明大風的影響受臺風本體環流影響最大。隨著與臺風距離的拉近,三蒜極大風力逐漸加大,01 時45 分登陸,01—03 時風力達到極值,03 時最大值達61.4 m/s,這時三蒜位于臺風眼的東南象限。10日01—07時,三蒜極大風力都大于臺風近中心最大風速,到10 日08 時后隨著臺風的遠離,三蒜極大風力值開始小于臺風近中心最大風速。由以上分析可知,臺風本體環流還未影響浙江之前,浙江局地強風的提前出現與臺風強度增強有關,隨著臺風本體逐漸西移靠近,開始受臺風本體環流影響,大風強度和范圍都有明顯的加大,登陸后臺風強度減弱,且逐漸遠離,大風的強度和范圍逐漸縮小。

圖3 三蒜站逐時極大風力、臺風強度及臺風中心距三蒜距離的對應變化(9日01時—10日23時)
3.2.1 500 hPa高度場分析
利用NCEP 1°×l°的每日4 次再分析資料對500 hPa 高度場進行分析。西太平洋副熱帶高壓是東亞夏季風的重要成員之一,其進退和熱帶氣旋路徑和強度變化關系極為密切。臺風“利奇馬”從4日生成后路徑相對比較穩定,6—7 日受1908 號臺風“范思高”北上與西風帶槽結合影響,副高有明顯的東退現象(見圖4a),7 日08 時退到130°E 附近,8 日08 時(見圖4b)又西進,9 日08 時西脊點東退明顯(見圖4c)。這段時間臺風“利奇馬”路徑有北折現象,路徑突變和1910號臺風“羅莎”北上有非常明顯的關系。陳聯壽等[1]指出,當兩個臺風相距15 個緯距內,會通過環境場發生作用;范愛芬等[16]在研究1210 號臺風“達維”對1209 號臺風“蘇拉”的影響時分析,臺風“達維”的近距離存在,不僅改變了臺風“蘇拉”的環境基本引導氣流,還改變了臺風“蘇拉”的水汽輸送、強度變化和結構特征。1910 號臺風“羅莎”與1909 號臺風“利奇馬”相距較遠,大于15個緯距,兩個臺風之間的作用相對會比較小,但是臺風“羅莎”對副高產生明顯的影響:8 日08 時—9日08 時受臺風“羅莎”北上影響,副高西脊點東退,從而使引導氣流南向分量加大,臺風“利奇馬”有北折現象,與臺風“羅莎”對副高的間接影響有較大關系。9 日后期—10 日副高西脊點西進,臺風“利奇馬”開始西折,直到離開浙江臺州進入金華后又開始很明顯地北折,分析原因如下:從10日08時500 hPa高度場來看(見圖4d),臺風“利奇馬”與西風帶槽已合并,導致引導氣流也轉為明顯的偏南氣流,臺風北上分量進一步加大,所以臺風“利奇馬”離開浙江臺州后并沒有按照之前的方向移動,而是轉向偏北方向移動,導致浙江省不一樣的風雨分布。這種形勢下,內陸地區8級以上大風并沒有覆蓋全省,浙西南小部分區域并沒有出現8級以上大風。

圖4 500 hPa高度場和風場分布(單位:dagpm)
3.2.2 地面氣壓場分析
臺風登陸前,在其北側維持大陸高壓帶(圖略),西北側和東北側都有明顯的高壓中心存在。登陸后(見圖5),10 日東北側高壓有明顯的加強現象且南落,使得臺風中心與浙北沿海的梯度加大。雖然臺風強度在10 日09 時就減弱為強熱帶風暴,但10日白天浙北沿海仍維持較強的氣壓梯度,氣壓梯度大于5×10-2/km,浙北沿海(舟山一帶)10日08—20時仍維持12~15級的極大陣風,極端風力持續時間比較長。臺風于10 日22 時已離開浙江省,但浙北沿海一帶的10 級極大風仍持續到11 日凌晨。這種大風持續情況除了受臺風本體影響,與東北側高壓加強南落關系也比較大。

圖5 海平面氣壓場分布(單位:hPa)
地形對浙江大風的分布和極值的出現有非常重要的影響。臺風登陸時近中心最大風力52 m/s,但在登陸點附近出現10 個左右的站點超過了臺風近中心最大風力,登陸時溫嶺的三蒜出現了最大的1 h 極大風為59.6 m/s,這與登陸點附近的地形有非常密切的關系。三蒜處于漩門灣的喇叭口地形內,容易形成狹管效應,造成局地強風的出現。
另外,浙江地形自西南到東北呈階梯狀傾斜(見圖6a),西南以山地為主,中部以丘陵為主,東北部是低平的沖積平原,浙東北地區海拔多在100 m以下。從浙江地形圖和臺風“利奇馬”路徑圖上看(見圖6a),登陸后臺風“利奇馬”在浙江前半段的浙江臺州境內經過了一小段較高海拔區域,所以強度減弱較快;離開臺州后基本只經過海拔小于400 m的地區,后繼續向偏北方向移動,進入海拔小于100 m的杭紹湖平原地帶。臺風“利奇馬”路徑只經浙江相對低海拔地區及浙東北的平原一帶,這使得臺風經過的時候摩擦作用較小,臺風強度減弱緩慢。10日09 時減弱為近中心風力為11 級的強熱帶風暴,之后強度維持直到20時才減弱為熱帶風暴,強熱帶風暴持續了達11 h 之多。浙江省地形條件配合臺風“利奇馬”的移動路徑造成其登陸后強度減弱慢,極端大風在浙江的持續時間仍較長。為進一步說明地形對臺風強度的影響,本文分析了同樣對浙江省造成重創的0414 號臺風“云娜”的路徑分布情況(見圖6b)。兩個臺風發生季節相同,同樣都在8月;登陸地也相同,臺風“云娜”也在浙江溫嶺登陸,但其路徑與臺風“利奇馬”的西北偏北路徑不同,而是西北偏西方向移動,經過的大部分區域為浙西南的高海拔地區,其強度減弱情況完全不同。從2004年8 月13 日02 時減弱為強熱帶風暴,到08時減弱為熱帶風暴,只花了6 h,與臺風“利奇馬”經歷11 h 差別比較大。

圖6 地形對浙江大風分布和極值的影響
臺風“利奇馬”10 日01 時45 分在浙江臺州登陸,09 時離開臺州,在臺州境內逗留了7 h,又經過了13 h 左右離開浙江。圖6c 為臺風“利奇馬”離開浙江臺州后到離開浙江省(10 日09—22 時)的極端風力全省分布情況,由圖可見全省沿海海面極大風力仍比較大,最大中心超過34 m/s,位于浙北-舟山一帶沿海海面,全省沿海海面大部地區仍有30 m/s的極端大風出現。圖6d 為浙江嵊泗10 日09 時—11日03時極大風變化,圖中可見嵊泗島此段時間維持10~11 級大風,一直到22 時減弱到9 級,11 日03 時減弱到8 級,之后繼續減弱,進一步說明臺風“利奇馬”離開臺州后浙江大風的持續時間仍較長。
之前的分析表明,三蒜站實際風力比臺風風圈半徑大得多。除了臺風本身強度影響和地形原因,還有什么原因可以導致局地強風呢?下面從三蒜站附近經向風和緯向風u、v以及垂直速度剖面圖的分布情況對臺風登陸前后的中尺度系統進行分析。本節使用資料為NCEP 每天4 次的0.25°×0.25°的再分析資料。沿三蒜站所在經度(121.5°E)u、v的垂直剖面圖看(見圖7a—d,u正值為西風,v正值為南風),臺風“利奇馬”大風區非常集中,登陸前東西分量和南北分量相當,北緯28°N附近東西分量等值線垂直分布,東西風大風區分布于28°N 南北兩側,位置比較低,在650~900 hPa,27~29°N 之間。北風大風區位于850~900 hPa,28°N 附近,位置更低;登陸時東西風分量明顯大于南風分量,且東西風明顯大于登陸前。在28°N附近,東西分量等值線仍垂直分布,西風大風區位置在800 hPa 附近,東風大風區維持在600 hPa 附近,東西風大風區仍分布于28°N南北兩側。登陸時28°N 附近(三蒜站所在緯度28.2°N)由北風大風區迅速轉為南風大風區,但南風大值區低于登陸前的北風大值區,南風大風區有兩個中心,分別在900~1 000 hPa 和500~600 hPa 之間。

圖7 沿121.5°E的u、v剖面圖和沿121.5°E的垂直速度剖面
由垂直速度沿121.5°E 的垂直剖面圖(圖7e—7f)看,很明顯,不管是登陸前還是登陸時下沉運動明顯大于上升運動,不管是極值還是范圍,登陸前在28°N附近及南側是數值較大的負值區,說明此區域有較大的下沉運動,北側有較弱的正值區,說明有上升運動,這些上升氣流增加了風速的最大值。對比登陸前u、v分布圖,28°N 南北兩側分布了東西風分量的大值區,下沉運動將該緯度內的東西風大值中心,同時也將28°N 以南地區的北風大值中心通過高層下沉運動區域北抬,大值區主要位于28°N附近及以北地區,主要的分布范圍在28~30°N 之間。28°N 以南高層同樣有較弱的上升運動區,可以增加高層風速大值。三蒜所在緯度(28.2°N)在1 000~100 hPa 基本維持下沉運動,此區域的東風大值區和南風大值區均通過高空動量下傳和強降水粒子的拖曳作用,使該緯度內地面大風猛增。這就是為什么三蒜站在登陸前和登陸時實際風速比臺風風圈半徑明顯偏大甚至超過臺風近中心最大風速的原因,與中尺度系統有非常重要的關系。
3.5.1 海溫對臺風“利奇馬”強度的影響
海溫是影響熱帶氣旋強度變化的重要因素。Chan 等[17]的研究結果表明,熱帶氣旋強度對海表面溫度(Sea Surface Temperature,SST)變化的響應幾乎是同時的。薛根元等[18]在研究2008 年超強臺風“桑美”加強的原因時表明,高海溫使臺風區域低空氣旋式環流和高空輻散流出加強,導致低空更多的水汽向該區輻合,為臺風的發展和加強提供了更多的水汽和能量。石順吉等[19]研究環境條件對超強臺風“圣帕”的影響時指出,海溫是影響臺風強度變化的主要因素。在考慮海溫對臺風強度的影響時,本文同時考慮了海溫的空間和時間分布與臺風的實時路徑分布。臺風“利奇馬”于4日17時生成于西北太平洋洋面,從熱帶風暴一路加強為8 日21 時近中心風力18 級的超強臺風。從5—6 日的日海溫圖和日海溫距平圖(圖略)來看,5—6 日高海溫范圍最大,5 日海溫最強,6 日略減弱,7 日和6 日強度類似,6 日前臺風均處于高海溫區域,高海溫分布為其強度增強提供了充足的能量來源。由7日日平均海溫場與臺風“利奇馬”7 日23 時之前的路徑分布圖看(見圖8a),7 日經過了一段≥30 ℃的暖洋面,在暖洋
面里臺風“利奇馬”從強熱帶風暴級連增3級到強臺風級,由此可見,高海溫對臺風強度的增強起到非常重要的作用。由8 日日平均海溫場與臺風“利奇馬”8 日23 時之前的路徑分布圖(看見圖8c),8 日海溫相對7 日有所減弱,這段時間臺風所經洋面溫度比之前略有減弱,但基本都是29~30 ℃的暖洋面,只有后面幾個時刻進入了28~29 ℃的洋面。該段時間臺風“利奇馬”仍繼續加強,從近中心最低氣壓930 hPa 增強到915 hPa,從7 日和8 日距平圖(見圖8b 和8d)與臺風“利奇馬”實時路徑對比也能看出,臺風所經海域都為正距平區。由9日日平均海溫場與臺風“利奇馬”9日23時之前的實時路徑分布圖看(見圖8e),9日海溫進一步減弱,距平圖顯示負距平區域明顯擴大(見圖8f)。從臺風“利奇馬”路徑圖看,9 日從28~29 ℃的洋面進入到近海一段小于28 ℃的相對冷洋面,這樣的海溫條件使臺風強度略有減弱,9日05—17時從近中心最低氣壓915 hPa減弱到近中心最低氣壓930~935 hPa。由此進一步印證了海溫是影響熱帶氣旋強度的非常重要的因素。

圖8 7—9日平均海溫場和當日23時之前的臺風路徑分布及日海溫距平場(單位:℃)
3.5.2 垂直風切變對臺風“利奇馬”強度的影響
Gray 等[20-21]的文章指出,垂直風切變通常被認為是一個不利于熱帶氣旋(Tropical Cyclone,TC)迅速加強的因子,即垂直風切變大時,積云對流運動釋放的凝結潛熱無法在TC 上層集中,從而破壞暖心結構,阻止強度增強。Zehr[22]指出,西北太平洋區域環境垂直風切變超過12.5m/s 的閾值會阻礙熱帶氣旋的發展。DeMaria 等[23]建立了一個統計動力預報模式SHIPS(Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme),其中垂直風切變是第二重要的預報因子,僅次于海洋的影響。垂直風切變是指水平風在垂直方向上的變化,為方便計算一般采用高低層水平風速差近似表示,但不同研究中具體計算方法不盡相同。高低空層次上,絕大多數研究選取850 hPa 和200 hPa 代表低層和高層。Palmer 等[24]計算了不同大小正方形區域內的垂直切變,指出10°×10°范圍內的垂直切變與TC 強度相關性較好。因此,本文選取以TC 為中心10°×10°正方形區域內水平風速的區域平均來代表水平風大小計算垂直風切變。

圖9 登陸前垂直風切變與利奇馬近中心最低氣壓對比分析
利用NCEP FNL 的0.25°×0.25°的水平風場資料計算了臺風“利奇馬”從生成到登陸之前的垂直風切變值,并與臺風近中心最低氣壓(臺風強度)進行對比分析(見圖9)。由圖可見7 日02 時之前,垂直風切變大部分時段大于8 m/s,最高超過12 m/s。在這樣的條件下,臺風強度增長緩慢,近中心最低氣壓從4 日14 時的996 hPa—7 日02 時的980 hPa;而從7 日08 時開始,垂直風切變迅速減小,到8 日14 時降到最低的3.39 m/s。該段時間內臺風強度迅速增強,從近中心最低氣壓從975 hPa 迅速下降至925 hPa,1 d 左右時間內迅速從臺風級增強到超強臺風級,之后垂直風切變逐漸開始增大,但仍處于小于8 m/s 的低值階段,臺風有所加強,但是加強程度沒有之前快,到10 日02 時臺風登陸,垂直風切變迅速增大到10.4 m/s,臺風強度也迅速減弱。由此可見,登陸前的垂直風切變可以較好地預測臺風強度的未來發展趨勢。臺風強度與大風出現的極值和范圍息息相關,上述已對海溫和垂直風切變兩個對臺風強度影響較大的因子進行了較細致的分析,可以在一定程度上對臺風強度進行預測,從而實現對臺風造成大風的極值和范圍進行預測。
另外,我們還統計了7—9日日極大風力全省分布情況(圖略)。從7日開始浙南沿海出現15 m/s以上的大風中心,最大極大陣風達26.4 m/s。8 日臺風“利奇馬”強度增強,風力逐漸加大,浙南沿海出現接近30 m/s 的大風中心,大風范圍加大,最大極大陣風達29.1 m/s。9日臺風“利奇馬”強度略有減弱,但仍為強臺風級別,隨著其進一步向浙江逼近,大風范圍和極值進一步擴大,浙中南區域出現了極大風45 m/s左右的大風中心,最大極大陣風達到了51.1 m/s。
(1)1909 號臺風“利奇馬”為建國以來登陸浙江的第三強臺風,實測風速極值為登陸浙江臺風第二強,風災給浙江造成很明顯的次生災害。臺風“利奇馬”影響浙江期間,由于臺風強度強,造成的極端風力非常強,且大風影響范圍廣,除浙西南小部分地區外,浙江全省都出現8級以上大風,強風持續時間長。
(2)臺風本體強度是影響大風的主要因素,浙江局地強風提前出現與臺風本體強度增強有關。臺風“利奇馬”影響期間,登陸前副高的西進東退與臺風路徑有非常重要的關系。1910 號臺風“羅莎”造成副高東退,臺風“利奇馬”北折;副高西進,臺風“利奇馬”西折。登陸后臺風“利奇馬”與北側西風帶槽打通,北向分量加大。臺風“利奇馬”離開浙江臺州后主要經過浙江省低海拔地區和平原地帶,地面摩擦較小,臺風強度減弱慢;與臺風“云娜”路徑形成較明顯的對比,臺風“云娜”主要經過浙江的高海拔地區,臺風強度減弱快的多。浙江地形分布和臺風“利奇馬”西北偏北的移動路徑導致其登陸后浙江仍出現了范圍較大的極端大風和較長的大風持續時間。另外臺風“利奇馬”登陸后其東北側高壓加強南落,浙北氣壓梯度增大,進一步加強了登陸后對浙江大風極值和持續時間的影響程度。
(3)臺風“利奇馬”登陸前和登陸時的中尺度特征解釋了浙江局部出現的強風比臺風風圈半徑明顯偏大甚至超過臺風近中心最大風速的原因,弱的上升運動可以增加高層風速大值,在高空維持較大風速,下沉運動可導致高空動量下傳,使低層或者地面大風猛增。
(4)在同時考慮海溫的空間和時間分布與臺風的實時路徑分布前提下研究了海溫對臺風強度的影響。通過對日平均海溫分布圖與臺風路徑分布結合分析看出,當臺風“利奇馬”登陸前經過海溫大于30 ℃的明顯偏強的暖洋面時,臺風強度從強熱帶風暴迅速增強到超強臺風;之后進入29~30 ℃的暖洋面,強度繼續增強,但沒有之前增強明顯;隨著臺風進一步臨近大陸,經過一段近海海溫小于28 ℃的相對冷洋面,使臨近登陸的臺風“利奇馬”強度略有減弱。進一步驗證了海溫是影響熱帶氣旋強度的非常重要的因素。登陸前的“利奇馬”臺風中心范圍的垂直風切變大小對臺風強度增強有重要指示意義:當垂直切變值較大(一般大于8 m/s)時,臺風強度增長緩慢;當垂直切變值迅速減小時,對應臺風強度的迅速增強。說明垂直風切變大小可以較好地預測臺風強度未來發展趨勢。對應時間的浙江極端風力全省分布圖看,隨著臺風強度不斷增強,并進一步臨近登陸,浙江大風范圍和強度增強明顯。