兩個相繼登陸海南的秋臺對比分析

陳 冰，江滿桃，李東萍，王春霞，李 英

(廣東省化州市氣象局,廣東化州 525100)

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兩個相繼登陸海南的秋臺對比分析

陳 冰，江滿桃，李東萍，王春霞，李 英

(廣東省化州市氣象局,廣東化州 525100)

對2011年國慶前后相繼登陸于海南的2個熱帶氣旋“納沙”和“尼格”，從兩者的形勢場、環(huán)流結(jié)構(gòu)特征以及通過對相關(guān)物理量場特征來進行分析，結(jié)果表明，副熱帶高壓是“納沙”、“尼格”最直接的影響和控制因素，北方冷空氣是影響其強度、移動路徑的又一重要原因；并對比兩者的大氣環(huán)流形勢、衛(wèi)星云圖、渦度、水汽通量、θse場等物理量，找出造成相近、相似路徑的熱帶氣旋登陸點以及登陸強度不一樣的原因。

海南；“納沙”；“尼格”；對比分析；環(huán)流形勢；物理量

2011年國慶前后相繼登陸海南的2個熱帶氣旋“納沙”和“尼格”，兩者均于9月下旬生成于西太平洋，最強時均達到強臺風(fēng)級別，在菲律賓呂宋島登陸后以臺風(fēng)的強度在幾乎同一區(qū)域進入南海東部海面，移動路徑相似，均以西北偏西為主，均在海南登陸，登陸時間僅相差5 d，但兩者給兩廣以及海南各地帶來的風(fēng)雨卻有明顯差異。筆者利用常規(guī)氣象資料、NCEP再分析資料、衛(wèi)星云圖以及歐洲中心數(shù)值預(yù)報等資料分別對2個熱帶氣旋的大氣環(huán)流形勢、物理量特征等進行分析，找出造成相近、相似路徑的熱帶氣旋登陸點以及登陸強度不一樣的原因，以提高對熱帶氣旋影響機制的認識和預(yù)報。

1 “納沙”和“尼格”概括

1.1 “納沙”2011年第17號熱帶風(fēng)暴“納沙”于9月24日上午在西北太平洋洋面上生成，25日05：00加強為強熱帶風(fēng)暴，以20 km左右的時速向西北偏西方向移動，25日夜間加強為臺風(fēng)，26日夜間加強為強臺風(fēng)，于27日07：00在菲律賓呂宋島東部沿海地區(qū)登陸，登陸時中心最大風(fēng)力14級(45 m/s),27日下午進入南海東部海面趨向粵西到海南海面，于29日早晨重新加強為強臺風(fēng)，29日14：30在海南文昌翁田鎮(zhèn)沿海地區(qū)登陸，登陸時中心風(fēng)力14級(42 m/s)。以臺風(fēng)級別于29日21：15在徐聞縣角尾鄉(xiāng)沿海地區(qū)再次登陸，登陸時中心風(fēng)力12級(35 m/s)。30日05：00減弱為強熱帶風(fēng)暴，30日11：30前后在越南北部廣寧沿海登陸，此后于30日20：00在越南北部減弱為熱帶低壓，中央氣象臺對其停止編號(圖1)。

圖1 “納沙”和“尼格”移動路徑

“納沙”具有路徑穩(wěn)定、移速快、強度強、風(fēng)雨大、影響廣的特點。9月26日夜間和29日07：00兩度加強成為強臺風(fēng)，是2011年以來登陸我國強度最強的臺風(fēng)，也是6年來登陸海南的最強臺風(fēng)，在其生命歷程中一共4次登陸?！凹{沙”登陸適逢天文大潮，臺風(fēng)風(fēng)暴潮和天文大潮疊加，風(fēng)雨影響明顯且范圍較大。受其影響，海南、廣西、廣東出現(xiàn)強風(fēng)雨天氣。據(jù)統(tǒng)計，28日20：00～30日14：00海南大部降雨200～350 mm，海南東方局地455 mm、昌江王下鄉(xiāng)825 mm；廣西中南部、廣東沿海降雨80～150 mm，廣東西南部、廣西南部170～220 mm，廣西防城港市局地332 mm(圖2a)。海南大部、廣西南部、廣東沿海出現(xiàn)8～10級陣風(fēng)，海南北部、廣西南部沿海和廣東西南部沿海局地11～14級，最大為海南文昌七洲列島，觀測到極大風(fēng)力15級(風(fēng)速46.8 m/s)。

圖2 “納沙”(a)和“尼格”(b)雨量實況

1.2 “尼格”2011年第19號熱帶風(fēng)暴“尼格”于9月28日02：00生成，以15 km左右的時速向偏西方向移動，29日08：00加強為強熱帶風(fēng)暴, 30日02：00加強為臺風(fēng)，30日23：00加強為強臺風(fēng)。10月1日02：00加強為強臺風(fēng)，并于09：00在菲律賓呂宋島東北部沿海地區(qū)登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力15級。“尼格”在菲律賓登陸后以20 km左右的時速向偏西方向移動,于10月1日傍晚進入南海后繼續(xù)往偏西方向移動，逐漸趨向西沙群島附近海域。1日17：00減弱為臺風(fēng)，2日14：00減弱為強熱帶風(fēng)暴后繼續(xù)往偏西方向移動。于4日12：30前后在海南省萬寧市東澳鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力10級，14：00在海南島南部減弱為熱帶風(fēng)暴，23：00在海南樂東黎族自治縣西部沿海減弱為熱帶低壓并移入北部灣東部海面，5日05：00低壓中心仍位于北部灣東部海面，其后中央氣象臺對其停止編號。

“尼格”具有移向穩(wěn)定、移速多變、大風(fēng)影響范圍廣等特點。在西北太平洋洋面上生成之后用了3 d左右的時間加強為強臺風(fēng)，又在2 d后減弱為強熱帶風(fēng)暴?！澳岣瘛钡顷憰r的強度為強熱帶風(fēng)暴，較“納沙”小了2個量級，風(fēng)雨的影響也相對較小。受“尼格”和冷空氣的共同影響，10月3日08：00～5日08：00，海南大部、雷州半島南部、廣西西南部出現(xiàn)30～70 mm的降雨，海南中部和東北部及雷州半島南部部分地區(qū)80～150 mm，海南瓊中黎母山鎮(zhèn)達279 mm(圖2b)；浙江、福建、廣東、海南東部等沿海地區(qū)出現(xiàn)6～8級大風(fēng)，瞬時風(fēng)力達9～11級，局地達12級，海南文昌七洲列島陣風(fēng)達13級(33.8 m/s)[1]。

2 “納沙”和“尼格”強度及路徑分析

2.1 形場勢分析副熱帶高壓是影響熱帶氣旋路徑最重要的天氣系統(tǒng)，熱帶氣旋的移動與多方面的因子和物理過程有關(guān)，包括氣旋內(nèi)力作用和環(huán)境場的影響，在影響熱帶氣旋運動的諸多因子中，大尺度環(huán)境引導(dǎo)氣流是最重要和基本的。而副熱帶高壓是最直接地控制和影響熱帶氣旋活動的最主要的大型天氣系統(tǒng)。副熱帶高壓呈“帶狀”分布時，天氣形勢比較穩(wěn)定，西風(fēng)帶環(huán)流比較平直，多數(shù)熱帶氣旋在副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流引導(dǎo)下向西到西北方向移動[2-4]；另外，臺風(fēng)自身結(jié)構(gòu)與強度的變化及與環(huán)境場的相互作用也是影響臺風(fēng)路徑的重要因素[5]。臺風(fēng)的非對稱環(huán)流、弱冷空氣的活動、臺風(fēng)內(nèi)部中小尺度對流活動以及地形的作用均是造成臺風(fēng)強度變化的原因[6-7]。

2.1.1“納沙”。在“納沙”的移動過程中，起主導(dǎo)作用的是副熱帶高壓南側(cè)的東風(fēng)引導(dǎo)力，副熱帶高壓是最直接影響和控制“納沙”移動路徑的的重要天氣系統(tǒng)。副熱帶高壓前期略有變化但仍算穩(wěn)定，副熱帶高壓中心始終位于“納沙”東北面，雖然距離較遠，環(huán)流并無太大變化，長軸呈東西向的脊線穩(wěn)定在25°N附近，西伸脊點在110°E附近，“納沙”在副熱帶高壓南側(cè)強偏東氣流引導(dǎo)下，一直較為穩(wěn)定地向西北偏西方向移動。在500 hPa形勢圖上可以看到，東槽一直偏弱偏北，故副熱帶高壓不會減弱或東退太明顯；25、26日副熱帶高壓加強西伸，27日副熱帶高壓主體略有減退，28日中高緯維持兩槽一脊型，東槽逐漸東移，副熱帶高壓主體趨于減弱東退，29日槽底偏北，副熱帶高壓隨“納沙”西北移重新加強發(fā)展成方頭副高，“納沙”在方頭副高的東南氣流引導(dǎo)下偏北分量加大，但此時恰有北方冷空氣發(fā)展南下，于是“納沙”繼續(xù)向西北偏西方向移動。850 hPa，低空急流不但對“納沙”強度的維持提供了重要的能量來源，也對登陸后強降水的產(chǎn)生提供了充沛的水汽輸送。從地面圖來看，25、26日地面受弱冷高壓脊控制；27、28日中低層海南及廣東受“納沙”環(huán)流影響，29日地面北方有冷空氣南下，但冷空氣主體偏北，勢力較弱，“納沙”北側(cè)環(huán)流與冷高壓脊疊加，其北側(cè)氣壓梯度加大，東北風(fēng)因此顯著增強，因此“納沙”在南海海面行進中重新加強為強臺風(fēng)直至登陸，所以說冷空氣的南下對“納沙”發(fā)展加強以及后期的路徑也起到了重要的作用。

2.1.2“尼格”?！澳岣瘛边^程中，從500 hPa環(huán)流形勢看，副熱帶高壓整體偏弱，引導(dǎo)氣流弱，1～3日副熱帶高壓減弱東退，“尼格”西北偏西移動；從850 hPa天氣形勢和地面圖可以看出，“尼格”進入南海后，前期我國大陸一直受冷高壓控制，冷高壓前端強盛的東到東北氣流一直控制著南海中北部，使得其移動路徑的偏西分量比“納沙”的大。由于“尼格”南側(cè)的西南風(fēng)比較弱，不利于其強度加強，“尼格”逐漸減弱為強熱帶風(fēng)暴維持至登陸。冷高壓的壓頂作用和熱帶氣旋趨暖避冷的特點使得“尼格”路徑偏西，而干冷空氣的入侵，也削弱了“尼格”的降水系統(tǒng)，以致“尼格”登陸點較“納沙”要南，強度比“納沙”小了2個量級，其帶來的風(fēng)雨程度及影響范圍也均比“納沙”小。

2.2 環(huán)流結(jié)構(gòu)特征分析

2.2.1衛(wèi)星云圖分析。螺旋云帶的變化反映了熱帶氣旋與周圍環(huán)流相互作用的結(jié)果。從衛(wèi)星云圖來看，“納沙”的范圍特別大，其環(huán)流云系覆蓋了幾乎整個南海地區(qū)(圖3a)，進入南海后，非對稱結(jié)構(gòu)明顯，南側(cè)的對流發(fā)展十分旺盛，其西南側(cè)源源不斷的水汽輸送以“尾巴云”的形式從熱帶氣旋的西南側(cè)外圍卷入中心，促使熱帶氣旋明顯發(fā)展，加上進入南海后遇到較高的海溫(圖4)，使它有足夠的能量繼續(xù)發(fā)展?！凹{沙”登陸時云團緊密、尾部云系較強(圖3b)，水汽輸送持續(xù)，有利于臺風(fēng)強度的維持，并為臺風(fēng)降雨提供充足的水汽和能量。而“尼格”前期云系結(jié)構(gòu)較完整(圖3c)，但進入南海后，云系結(jié)構(gòu)不清晰，沒有明顯的臺風(fēng)眼，螺旋云與主體脫離，周圍云系松散(圖3d)。后期也沒有足夠的能量加強，尤其是沒有西南氣流的輸入，所以不利于其發(fā)展。由于“尼格”的主要云系在西側(cè)，其帶來的風(fēng)雨影響主要集中在海南島的東南部地區(qū)。

2.2.2海溫分析。海溫是熱帶氣旋發(fā)展的又一必要條件。從SST圖(圖4)可以看出，在“納沙”西移發(fā)展過程中，南海中北部的海溫達27～28 ℃，為“納沙”在行進過程中提供了必要的能量以及充足水汽來維持、發(fā)展其強度。而由于前一個熱帶氣旋“納沙”移過海面時，海表面水溫降低，后一個熱帶氣旋“尼格”應(yīng)該會避開“納沙”形成的冷尾，不會沿著“納沙”的路徑移動。而“納沙”形成的“冷尾流”，對緊隨其后的“尼格”強度也有明顯的減弱作用[2]。

2.2.3雙旋作用分析。“納沙”先后與18號熱帶風(fēng)暴“海棠”、“尼格”形成雙旋現(xiàn)象，但 “納沙”與“尼格”距離最近時均超過20個緯度，且兩者之間還存在一個南北向的高壓帶，雙熱帶氣旋的相互作用很小，還是環(huán)境系統(tǒng)起主導(dǎo)作用。而 “納沙”與 “海棠”最近時距離約13個緯距左右，當(dāng)時強度較弱的“海棠”已經(jīng)趨近越南即將登陸，雙熱帶氣旋的相互作用也很有限。

注：a.9月27日07：00；b.9月29日14：00；c.10月1日09：00；d.10月2日08：00。圖3 “納沙”和“尼格”登陸前后衛(wèi)星云圖

圖4 2011年9月29日(a)和10月2日(b)海溫距平

2.3 物理量場分析

2.3.1渦度。 從500 hPa渦度場圖(圖略)可看出，“納沙”過程和“尼格”過程正渦度大值區(qū)均在海南島，“納沙”過程正渦度>10 s-1，而“尼格”過程正渦度<10 s-1；兩者均存在長江以北有一東西向的負渦度穩(wěn)定區(qū)域，抑制了外圍云系的發(fā)展，不利于西北部的降水。

2.3.2低層輻合、高層輻散，輻散輻合明顯。在“納沙”南側(cè)有強勁的西南氣流輸送，北側(cè)有穩(wěn)定的副熱帶高壓阻擋，因此在“納沙”附近的低層形成明顯的氣流輻合，高空流出氣流的強輻散，有利于上升運動；在對流層高層,北側(cè)是南壓高壓、南側(cè)是強東風(fēng)氣流,使得對流發(fā)展強盛，有利于熱帶氣旋在陸地上的維持和加強。高空輻散在散度分布上以正散度為特征，高層200 hPa在熱帶氣旋移動的前方始終為最大正散度中心，且后期一直維持著強烈的輻散區(qū)。高空輻散的抽吸作用加強了低壓的垂直運動和低層輻合，有利于其環(huán)流的

加強。

2.3.3θse場分析。29日08：00，海南省東部、雷州半島、粵西南沿海為高能區(qū)，高能中心在海南島東面海面上空(中心值>355 K)；29日20：00，海南島至整個粵西部為高能區(qū)，與此對應(yīng)的是海南島至整個粵西部上空的Δθse值也為一正值(10 K)，說明該區(qū)域上空的中低層已為暴雨的產(chǎn)生積累了充足的能量，使其處于對流不穩(wěn)定的中心；30日20：00，高能中心進一步擴大至廣西東部，但中心值下降(>345 K)。 而“尼格”過程，高能中心從海南島東面海面移至海南島上空(中心值>345 K)，但其Δθse值(0～5 K)不如“納沙”過程大，高能區(qū)也不如“納沙”范圍大，說明不穩(wěn)定能量略低且不穩(wěn)定層結(jié)維持時間短，能量條件不利于強降水的發(fā)生和持續(xù)。

2.3.4水汽通量分析。除了有利的環(huán)境場外，臺風(fēng)暴雨形成還與水汽輸送條件有關(guān)[8]。分析“納沙”和“尼格”過程中水汽通量及其散度演變(圖5)發(fā)現(xiàn)，過程中2個熱帶氣旋在海南上空均有高通量的水汽輸入，水汽通量大值區(qū)均在海南，隨著熱帶氣旋的靠近，850 hPa的水汽通量輻合均存在著一個明顯的增大過程。對比可知，“納沙”登陸西移進入后水汽的輻合區(qū)比“尼格”大得多，水汽通量的輻合中心與降水中心對應(yīng)。暴雨出現(xiàn)在低空急流上的水汽通量大值區(qū)和水汽通量輻合的高值區(qū)，強降水時間的長短、強度的大小與水汽通量輻合區(qū)域大小、強度、維持時間有很好的對應(yīng)關(guān)系。

注：a1、b1為“納沙”；a2、b2為“尼格”。圖5 “納沙”和“尼格”925 hPa水汽通量(a)和850 hPa水汽通量散度(b)

3 結(jié)論

(1)副熱帶高壓的位置及強度的變化、冷空氣的強度及南下的時間是影響“納沙”和“尼格”強度和移動路徑的最主要原因。

(2)從衛(wèi)星云圖來看，水汽輸送明顯，使“納沙”有足夠的能量發(fā)展，登陸后其帶來的風(fēng)雨也較明顯；“尼格”云系發(fā)展不明顯，風(fēng)雨的強度及影響范圍均比“納沙”小。

(3)海溫對“納沙”和“尼格”影響明顯；雙旋作用不明顯。

(4)分析“納沙”和“尼格”各自物理量，均能反應(yīng)其強度的發(fā)展以及登陸點的變化，并與其帶來的風(fēng)雨程度及影響范圍也有很好的對應(yīng)。

[1] 中國天氣臺風(fēng)網(wǎng)網(wǎng)站：中央氣象臺發(fā)布的過程雨量實況[EB/OL].http://typhoon.weather.com.cn/.

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Contrastive Research on the Autumn Typhoon Neast and Nalgae that Landed in Hainan Province

CHEN Bing, JIANG Man-tao, LI Dong-ping et al

(Huazhou City Meteorological Bureau, Huazhou, Guangdong 525100)

The tropical cyclones Neast and Nalgae that landed in Hainan Province in the 2011 National Day were compared and discussed through synoptic situation field, structural characteristics of general circulation and other related physical quantities. The results showed that the subtropical high is the most direct effective and control factor of the typhoon Neast and Nalgae, and the cold air from the north is another important reason that changed their intensity and movement path. In order to find the reasons why the landing and landing intensity of the tropical cyclones with similar path aren't the same, their atmospheric circulation situation, satellite images, vorticity, water vapor flux, θse field and other physical quantities were compared.

Hainan Province; Neast; Nalgae; Contrastive research; Circulation situation; Physical quantities

茂名市氣象局課題(茂氣[2011])66號2011003)和化州市科技計劃項目(化科字(2011)10號)。

陳冰(1973-),女,廣東高州人,工程師,從事天氣預(yù)測及氣象服務(wù)工作。

2014-12-15

S 161;P 458

A

0517-6611(2015)04-211-03