0907號(hào)熱帶風(fēng)暴“天鵝”登陸后異常路徑和陸上維持機(jī)制的診斷分析

蘇小山，謝韶，蕭飛

（茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

0907號(hào)熱帶風(fēng)暴“天鵝”登陸后異常路徑和陸上維持機(jī)制的診斷分析

蘇小山，謝韶，蕭飛

（茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

2009年第7號(hào)熱帶風(fēng)暴“天鵝”在廣東省臺(tái)山沿海登陸，登陸后在粵西上空長(zhǎng)時(shí)間停留、強(qiáng)度維持，后期路徑異常，針對(duì)這幾方面在預(yù)報(bào)上的難點(diǎn)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：熱帶氣旋在陸上長(zhǎng)時(shí)間維持與低空水汽通道的連結(jié)，高空弱的風(fēng)場(chǎng)切變有關(guān)；熱帶風(fēng)暴后期路徑第一次西南轉(zhuǎn)向是由于周?chē)h(huán)境流場(chǎng)出現(xiàn)變化轉(zhuǎn)向西南的，第二次路徑再次產(chǎn)生轉(zhuǎn)向，是受到離它較近的臺(tái)風(fēng)“莫拉克”的牽引作用，另外，925 hPa附近θse的高值區(qū)或高能軸也可意示“天鵝”的趨向。

氣象學(xué)；熱帶風(fēng)暴“天鵝”；異常路徑；長(zhǎng)久維持；分析

1 引言

臺(tái)風(fēng)登陸以后未來(lái)的路徑如何，在陸上能維持多久，對(duì)影響地區(qū)帶來(lái)的強(qiáng)降水而導(dǎo)致的各種次生災(zāi)害是人們關(guān)注的問(wèn)題。影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑變化的因素較多，環(huán)境場(chǎng)對(duì)臺(tái)風(fēng)的引導(dǎo)作用，臺(tái)風(fēng)自身結(jié)果與強(qiáng)度的變化及臺(tái)風(fēng)與周?chē)髿猸h(huán)境的相互作用等都會(huì)影響臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑。而臺(tái)風(fēng)在陸上的維持和衰亡機(jī)制不僅和環(huán)境條件有關(guān)，而且還和陸面過(guò)程有密切的關(guān)系。

2 熱帶風(fēng)暴“天鵝”的概況

2009年8月5日06時(shí)（北京時(shí)，下同）0907號(hào)熱帶風(fēng)暴“天鵝”在廣東臺(tái)山海宴鎮(zhèn)沿海地區(qū)登陸,登陸時(shí)中心最大風(fēng)力9級(jí)，達(dá)到23 m/s的風(fēng)速。之后滯留在臺(tái)山上空超過(guò)10 h才緩慢西移，強(qiáng)度緩慢減弱，5日08時(shí)減弱為20 m/s，之后一直維持不變長(zhǎng)達(dá)14 h，直至5日22時(shí)才減弱為熱帶低壓（18 m/s），6日11時(shí)后，路徑由原來(lái)的西移轉(zhuǎn)為西南向，7日08時(shí)后移出湛江地區(qū)進(jìn)入北部灣，7日14時(shí)重新加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴，繼續(xù)往西南方向移動(dòng)，8日17時(shí)又再次轉(zhuǎn)向東南，之后逐漸減弱消失（見(jiàn)圖1）。

分析熱帶風(fēng)暴“天鵝”從登陸后到消亡的全過(guò)程，存在兩方面的預(yù)報(bào)難點(diǎn)：一是登陸后移動(dòng)方向出現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)向（西南轉(zhuǎn)向和東南轉(zhuǎn)向）；二是熱帶風(fēng)暴在內(nèi)陸上空長(zhǎng)時(shí)間維持并引發(fā)沿途強(qiáng)降水。本文利用常規(guī)的探測(cè)資料、NCEP再分析資料、結(jié)合衛(wèi)星云圖對(duì)熱帶風(fēng)暴“天鵝”登陸后的預(yù)報(bào)難點(diǎn)進(jìn)行分析，以求找出一些臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。

3 登陸后路徑異常的原因分析

0907號(hào)熱帶風(fēng)暴“天鵝”登陸后的移動(dòng)路徑可分為三個(gè)階段：第一階段（8月5日06時(shí)—6日11時(shí)）登陸后繼續(xù)西北偏西緩慢移動(dòng)進(jìn)入茂名境內(nèi)階段；第二階段（6日11時(shí)—8日17時(shí)），6日中午轉(zhuǎn)向西南方向進(jìn)入北部灣階段；第三階段，8月8日17時(shí)又再次轉(zhuǎn)向偏東南方向移動(dòng)直至消失的階段。以下分別從環(huán)流場(chǎng)、衛(wèi)星云圖及能量場(chǎng)進(jìn)行分析。

3.1 大尺度環(huán)境場(chǎng)的變化（500 hPa高度場(chǎng)）

“天鵝”登陸時(shí)5日08時(shí)500 hPa高度場(chǎng)顯示（見(jiàn)圖2a），在中高緯有西風(fēng)槽移到河套附近，槽底落到30°N，華東及高原上空分別為副高和大陸高壓控制，“天鵝”處在兩高之間的鞍形場(chǎng)中，以后東西兩環(huán)高壓緩慢東西并進(jìn)，在微弱的東風(fēng)氣流的引導(dǎo)下，“天鵝”幾乎不動(dòng)或緩慢向西方向移動(dòng)。6日08時(shí)（見(jiàn)圖2b），隨著西風(fēng)槽的東移北收，兩環(huán)高壓繼續(xù)緩慢加強(qiáng)，而且西環(huán)高壓向東伸展過(guò)程的同時(shí)也南落發(fā)展，控制了整個(gè)中南半島，在“天鵝”的西北側(cè)形成高壓壩，此時(shí)“天鵝”外圍的引導(dǎo)氣流也由偏東轉(zhuǎn)為東北氣流，導(dǎo)致了“天鵝”在6日中午由偏西轉(zhuǎn)向西南，由于東北氣流仍然偏弱，“天鵝”經(jīng)過(guò)了48個(gè)小時(shí)即8日08時(shí)（見(jiàn)圖2c）才移到北部灣南緣。此時(shí)，其東側(cè)有另一臺(tái)風(fēng)“莫拉克”（0908號(hào)）加強(qiáng)形成，隨著東側(cè)臺(tái)風(fēng)“莫拉克”的北上，輻合帶也被牽引北上到南海北側(cè)，而此時(shí)“天鵝”處在輻合帶內(nèi)，在熱帶氣旋的趨低性的作用下，“天鵝”再次轉(zhuǎn)向偏東，直至減弱消失。

圖1 熱帶風(fēng)暴“天鵝”的路徑圖

圖2 熱帶風(fēng)暴“天鵝”500 hPa高度場(chǎng)（單位/dagpm）

3.2 衛(wèi)星云圖分析（雙臺(tái)風(fēng)作用）

用衛(wèi)星云圖作熱帶氣旋路徑預(yù)報(bào)已有不少研究，這里主要是對(duì)“天鵝”登陸后出現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)向的衛(wèi)星云圖進(jìn)行分析。圖3分別是“天鵝”登陸后某些時(shí)次的紅外云圖。其中圖3a是剛登陸時(shí)的云圖，從圖中顯示，“天鵝”登陸時(shí)，遠(yuǎn)離東側(cè)的臺(tái)風(fēng)“莫拉克”，其北側(cè)為薄云區(qū)，東側(cè)則為晴空區(qū)，西側(cè)有較厚的云系覆蓋。圖3b即5日20時(shí)，在“天鵝”西北偏西側(cè)有成片的亮白云系發(fā)展，而且云系的東側(cè)邊緣與“天鵝”環(huán)流相連結(jié)，從前面環(huán)流場(chǎng)分析可知當(dāng)時(shí)中高緯剛好有西南槽底經(jīng)過(guò)之后北收，此表明了熱帶氣旋有往低渦云團(tuán)處移動(dòng)的傾向，即此段時(shí)間“天鵝”是緩慢往西北偏西方向移動(dòng)的。6日08時(shí)，“天鵝”東側(cè)仍為晴空區(qū)，北側(cè)和西北側(cè)云系變薄，特別是西北側(cè)云界變光滑，說(shuō)明了從6日08時(shí)開(kāi)始其北側(cè)和西北側(cè)為高壓控制，阻止了“天鵝”繼續(xù)西北偏西移動(dòng)而轉(zhuǎn)向西南方向。隨著后來(lái)“天鵝”的西南移動(dòng)，其東側(cè)的臺(tái)風(fēng)“莫拉克”也因?yàn)槲鞅币苿?dòng)逐漸互相靠近，“莫拉克”的西南側(cè)尾部云逐漸與“天鵝”云系相連接，從8日08時(shí)（見(jiàn)圖3f）可清晰發(fā)現(xiàn)，此時(shí)，“天鵝”的云系已經(jīng)進(jìn)入了西南季風(fēng)區(qū)，成為“莫拉克”尾部的西南急流區(qū)的云系，在“莫拉克”的吸引下，從而再次轉(zhuǎn)向東南方，直至減弱填塞。

3.3 925 hPaθse分析

圖3“天鵝”登陸后各時(shí)次的紅外云圖

熱帶氣旋區(qū)域是高能量聚集區(qū)域，其附近區(qū)域大氣能量的分布和變化對(duì)熱帶氣旋未來(lái)強(qiáng)度和移向的變化有較大的影響，對(duì)熱帶氣旋附近區(qū)域的大氣能量場(chǎng)的分析，在熱帶氣旋路徑的預(yù)報(bào)中有較大的幫助。

θse是空氣中氣壓、溫度、濕度的函數(shù)，其數(shù)值大小和變化能反應(yīng)大氣能量高低變化。本文計(jì)算了“天鵝”附近區(qū)域925 hPa的θse，分析θse的數(shù)值大小和變化發(fā)現(xiàn)，“天鵝”登陸后5日08時(shí)在熱帶氣旋中心附近有一值為85℃的高能區(qū)域，5日20時(shí)，在廣西中南部出現(xiàn)了中心值為90℃的高能區(qū)域（見(jiàn)圖4a），此段時(shí)間，“天鵝”緩慢西移，這也是“天鵝”登陸后繼續(xù)西北偏西緩慢移動(dòng)的第一階段；6日08時(shí)原在廣西中南的高能區(qū)域往南落，中心位于北部灣附近（見(jiàn)圖4b），“天鵝”此時(shí)也開(kāi)始了進(jìn)入了移動(dòng)的第二階段-轉(zhuǎn)向西南，7日08時(shí)，高能區(qū)域呈東北西南走向（圖略），更有利“天鵝”的西南行；8日08時(shí)，在北部灣南部一帶出現(xiàn)一高能區(qū)，呈西北東南走向，中心在南海一帶（見(jiàn)圖4c），當(dāng)“天鵝”貼近高能邊緣的時(shí)候，再次轉(zhuǎn)向東南，也就是登陸后第三階段，之后減弱直至消失。從以上分析可知，“天鵝”的基本是沿著925 hPa層熱帶氣旋附近θse的高值區(qū)或高能軸移動(dòng)的。

圖4 強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“天鵝”925 hPaθse場(chǎng)分布圖（單位：℃）

圖5 沿22°N作“天鵝”不同時(shí)次的風(fēng)矢量和全風(fēng)速的垂直剖面圖

4 強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間維持的原因分析

4.1 弱的水平風(fēng)切變有利于“天鵝”的強(qiáng)度維持（垂直分布）

由擾動(dòng)不穩(wěn)定理論可知，水平風(fēng)速垂直切變?cè)叫?，越有利于波?dòng)穩(wěn)定，對(duì)流層上、下部弱的風(fēng)速垂直切變有利于氣柱內(nèi)凝結(jié)潛熱的集聚和暖心結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而有利于擾動(dòng)氣旋強(qiáng)度的維持和加強(qiáng)，因此，對(duì)流層風(fēng)速切變小是臺(tái)風(fēng)發(fā)生發(fā)展的一個(gè)很重要的必要條件。有關(guān)對(duì)流層風(fēng)速切變大小對(duì)臺(tái)風(fēng)發(fā)生發(fā)展已進(jìn)行了不少的分析研究工作[1—3]。這里同樣可以用它來(lái)分析臺(tái)風(fēng)在陸上的維持機(jī)制。

對(duì)“天鵝”登陸后在沿22°N作不同時(shí)次的風(fēng)矢量和全風(fēng)速的垂直剖面圖分析，發(fā)現(xiàn)“天鵝”登陸后5日08時(shí)（見(jiàn)圖5a）熱帶氣旋中心附近區(qū)域的垂直風(fēng)矢量變化特別是中高空風(fēng)矢量變化非常小，熱帶氣旋東側(cè)基本吹一致的東南風(fēng)，西側(cè)吹東北風(fēng)。垂直風(fēng)速切變也相當(dāng)小，在熱帶氣旋中心附近等風(fēng)速線幾乎與經(jīng)線垂直，低層風(fēng)速與高層風(fēng)速變化不明顯，200 hPa和850 hPa風(fēng)速之差不到4 m/s。至5日20時(shí)（見(jiàn)圖5b），熱帶氣旋中心的東側(cè)風(fēng)矢量及風(fēng)速的垂直切變?nèi)匀恍?，而西?cè)稍有加大，但不明顯，而且200 hPa和850 hPa風(fēng)速之差仍在4 m/s以?xún)?nèi)，這對(duì)“天鵝”維持熱帶風(fēng)暴長(zhǎng)達(dá)14 h起到一定的有利作用。6日08時(shí)（見(jiàn)圖c），600 hPa以下的風(fēng)矢量及風(fēng)速切變?nèi)暂^小，但500 hPa以上風(fēng)速明顯減弱，200 hPa和850 hPa風(fēng)速之差已轉(zhuǎn)為負(fù)，這不利于高層輻散抽空作用，所以導(dǎo)致后來(lái)熱帶氣旋的西行過(guò)程逐漸減弱為熱帶低壓。

4.2 充沛的水汽供應(yīng)為“天鵝”的強(qiáng)度維持提供了能量（850 hPa急流及水汽通量）

水汽輸送通過(guò)影響熱帶氣旋的熱力結(jié)構(gòu)來(lái)影響熱帶氣旋強(qiáng)度，充沛的水汽供應(yīng)有利于熱帶氣旋暖心維持，即有利于熱帶氣旋強(qiáng)度的維持或發(fā)展[4—5]。分析“天鵝”登陸后在陸上維持或緩慢減弱的此段時(shí)間（8月5日08時(shí)—7日08時(shí)）850 hPa水汽通道及流場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)“天鵝”登陸時(shí)（5日08時(shí)）外界的水汽輸送有2支氣流（見(jiàn)圖6a）：一是南海的西南氣流；二是從孟加拉灣經(jīng)中南半島匯入南海的西南氣流的西風(fēng)氣流，它是越赤道東風(fēng)急流在非洲東岸轉(zhuǎn)向而來(lái),風(fēng)速大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。這兩支氣流匯合形成了西南低空急流。直至6日20時(shí)（見(jiàn)圖6b），西南急流強(qiáng)度隨著西風(fēng)氣流的增強(qiáng)、減弱出現(xiàn)波動(dòng)，但始終出現(xiàn)在“天鵝”的東南部。由于持續(xù)的西南低空急流攜帶的暖濕空氣不斷流入“天鵝”環(huán)流中，為積云對(duì)流的發(fā)展維持提供了保障，而活躍的積云對(duì)流在發(fā)展過(guò)程中凝結(jié)潛熱釋放是熱帶氣旋維持所需的主要能量，使得“天鵝”維持熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度10多個(gè)小時(shí)，之后即使減弱為熱帶低壓，也繼續(xù)在陸上長(zhǎng)久維持30多個(gè)小時(shí)。特別是在7日08時(shí)（見(jiàn)圖6c），“天鵝”東南側(cè)的西南急流突然加強(qiáng)，由原來(lái)6日20時(shí)的15 m/s左右加強(qiáng)到25 m/s左右，而在7日14時(shí)“天鵝”又由熱帶低壓重新加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴?？梢?jiàn)，充足的水汽輸送和低空有明顯的西南急流卷入有利于登陸后“天鵝”強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間維持或緩慢減弱[4—5]。

圖6 “天鵝”850 hPa上水汽通量（單位：g·s-1·hPa-1·cm-1）和風(fēng)矢量（單位：m·s-1）分布圖

5 小結(jié)

（1）“天鵝”登陸后移動(dòng)的前兩個(gè)階段是受其周?chē)h(huán)境流場(chǎng)的引導(dǎo)移動(dòng)轉(zhuǎn)向西南的，但后期外圍環(huán)流對(duì)其移動(dòng)作用很小的時(shí)候，“天鵝”的移動(dòng)路徑再次產(chǎn)生轉(zhuǎn)向，是受到離它較近的臺(tái)風(fēng)“莫拉克”的吸引；

（2）“天鵝”基本是沿著925 hPa層熱帶氣旋附近θse的高值區(qū)或高能軸移動(dòng)的。“天鵝”也有向云團(tuán)發(fā)展方向移動(dòng)的趨向，熱帶氣旋原移動(dòng)方向出現(xiàn)晴空區(qū)，則意味著熱帶氣旋將受高壓壩的阻擋從而轉(zhuǎn)向；

（3）弱的水平風(fēng)切變、充足的水汽輸送和低空有明顯的西南急流卷入有利于登陸后“天鵝”強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間維持或緩慢減弱。

[1]姜麗萍,夏冠聰,尤紅,等.“珍珠”臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度及路徑異常的分析[J].臺(tái)灣海峽,2008,27(1):124-128.

[2]吳乃庚,林良勛,李天然,等.環(huán)境流場(chǎng)和“派比安”結(jié)構(gòu)變化對(duì)其異常北抬路徑影響的診斷分析[J].氣象,2007,33(11):10-15.

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[4]李英,陳聯(lián)壽,徐祥德.水汽輸送影響登陸熱帶氣旋維持和降水的數(shù)值試驗(yàn)[J].大氣科學(xué),2005,29(1):91-98.

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Diagnostic analysis on anomalous track and sustaining over land of the landfall tropical storm 0908 “GONI”

SU Xiao-shan,XIE Shao,XIAO Fei
(Mao Ming Meteorological Bureau,Mao Ming,Guangdong,525000 China)

Tropical storm 0908“GONI”landed on the coast at Taishan city of Guangdong province.After landfall,it rested on the western Guangdong province over air long time and its intensity keeps steady.Moreover,its track in later period was unusual.In view of those aspects,the forecast of tropical storm“GONI”is difficult.In this article,the analysis of tropical storm“GONI”is carried on.The main conclusions are as follows:tropical cyclone maintenance over land relates to low-altitude water vapor channels'linking and high-altitude weak shear of wind field;the tropical storm track turning southwest for the first time is due to the change of surrounding environment flow field;for its second turning,the typhoon“MORAKOT”plays the role of traction.In addition,the high value of θse on the levels of 925hPa or the high energy axis could also indicate the trend of“GONI”.

meteorology;tropical storm“GONI”;anomalous track;long sustaining;analysis

P444

A

1003-0239（2012）01-0025-06

2011-04-25

蘇小山（1978-），男，工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)工作。E-mail:13929713089@139.com