“菲特”臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào)難點(diǎn)分析

婁小芬，樓茂園，羅玲，范愛芬（浙江省氣象臺(tái)，浙江杭州310007）

“菲特”臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度預(yù)報(bào)難點(diǎn)分析

婁小芬，樓茂園，羅玲，范愛芬
（浙江省氣象臺(tái)，浙江杭州310007）

摘要：利用1°×1°NCEP再分析資料、NOAA海溫資料對(duì)其進(jìn)行分析，結(jié)果表明：（1）副高突然加強(qiáng)西進(jìn)，中低層高壓帶加強(qiáng)，在臺(tái)風(fēng)北側(cè)形成高壓壩和強(qiáng)盛偏東氣流，是臺(tái)風(fēng)路徑突然西折的主要原因；（2）“丹娜絲”的活動(dòng)在一定程度上阻止了副熱帶高壓的南落，有利于副高南側(cè)偏東急流的維持和加強(qiáng)，對(duì)“菲特”路徑的突然西折起一定作用。敏感性數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果表明“雙臺(tái)風(fēng)”效應(yīng)對(duì)“菲特”登陸前進(jìn)一步西折具有決定作用；（3）高低空急流的配置,產(chǎn)生了動(dòng)力場(chǎng)的耦合作用，加強(qiáng)了臺(tái)風(fēng)的對(duì)流活動(dòng)，所釋放的潛熱可以補(bǔ)償海溫降低的影響,對(duì)“菲特”在近海強(qiáng)度維持起到了重要作用；（4）“菲特”的強(qiáng)度和環(huán)境風(fēng)垂直切變的演變規(guī)律基本一致，較低的環(huán)境風(fēng)垂直切變是“菲特”在近海強(qiáng)度維持的重要原因。

關(guān)鍵詞：臺(tái)風(fēng)路徑；強(qiáng)度；雙臺(tái)風(fēng)；低空急流

1　引言

臺(tái)風(fēng)的路徑和強(qiáng)度是臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)中的2個(gè)重要方面，其中臺(tái)風(fēng)的路徑預(yù)報(bào)也是臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)難點(diǎn)所在。西北太平洋臺(tái)風(fēng)生成后，以西行、西北行、轉(zhuǎn)向等移動(dòng)路徑為主，有時(shí)也可出現(xiàn)異常路徑，如打轉(zhuǎn)、突然轉(zhuǎn)向、蛇形路徑等。一些經(jīng)典理論研究[1-3]指出熱帶氣旋路徑突變經(jīng)常是由大尺度環(huán)流的調(diào)整所引起的，如副熱帶高壓的進(jìn)退、ITCZ的斷裂、赤道緩沖帶的形成和消退、行星波的傳播以及信風(fēng)和季風(fēng)的交替等。另外，雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)等因子也是引發(fā)臺(tái)風(fēng)路徑突變的原因之一。相比移動(dòng)路徑而言，長(zhǎng)期以來對(duì)TC強(qiáng)度預(yù)報(bào)的研究相對(duì)較少。影響TC強(qiáng)度變化的因子大致可分為外部因子和內(nèi)部因子。內(nèi)部因子主要指熱帶氣旋自身結(jié)構(gòu)及相關(guān)動(dòng)力過程，而外部因子主要包括下墊面、環(huán)境場(chǎng)風(fēng)垂直切變、上層槽等[3]。

對(duì)我國(guó)影響較大的臺(tái)風(fēng)路徑突變主要是東海臺(tái)風(fēng)的西折和南海臺(tái)風(fēng)的北翹。由于受西風(fēng)槽、副熱帶高壓、冷空氣、雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)、赤道輻合帶等多方面因素的影響，“菲特”路徑和強(qiáng)度復(fù)雜多變。通常情況下，10月份副高東退南壓，臺(tái)風(fēng)路徑偏南或以近海北上轉(zhuǎn)向?yàn)橹?，登陸華東的比例較小。而“菲特”路徑高緯西折登陸浙閩交界，為歷史罕見。“菲特”在近海的強(qiáng)度強(qiáng)，路徑西折后始終維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度，直至登陸，為1949年以來10月登陸我國(guó)華東的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

“菲特”2次路徑西折以及登陸前強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)對(duì)防災(zāi)減災(zāi)意義重大，是我們關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)熱帶氣旋的預(yù)報(bào),現(xiàn)在多數(shù)是利用數(shù)值模式的方法,經(jīng)過幾十年來對(duì)熱帶氣旋的不斷研究,國(guó)際上各預(yù)報(bào)中心對(duì)于一般熱帶氣旋路徑的預(yù)報(bào)已經(jīng)有了很高的準(zhǔn)確性,對(duì)于熱帶氣旋的強(qiáng)度和一些特殊熱帶氣旋的異常路徑,預(yù)報(bào)能力還是非常有限,這些預(yù)報(bào)的誤差會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)“菲特”路徑的預(yù)報(bào)，各家數(shù)值模式在臺(tái)風(fēng)生成之初都以北上轉(zhuǎn)向?yàn)橹鳎?日開始各機(jī)構(gòu)的預(yù)報(bào)路徑才逐漸向南調(diào)整，但登陸點(diǎn)的分歧依然較大，且登陸前路徑的進(jìn)一步西折都沒有預(yù)報(bào)出來。在強(qiáng)度方面也主要考慮了秋季近海海溫的降低對(duì)強(qiáng)度的影響，預(yù)報(bào)登陸時(shí)的強(qiáng)度基本偏弱。本文從多角度綜合分析“菲特”路徑2次西折、登陸前維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的成因，找出相關(guān)問題的預(yù)報(bào)難點(diǎn)和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，以期為今后類似臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)提供參考和依據(jù)。

2　資料和研究方法

研究所采用的資料包括：中央氣象臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和位置資料；NOAA1°×1°的全球再分析的海溫資料；NCEP 1°×1°6 h時(shí)間間隔的FNL資料；CIMSS的西北太平洋中層至高層水氣及風(fēng)場(chǎng)分析資料。

本文通過對(duì)副熱帶高壓、高低空急流、水汽輸送、海溫、環(huán)境風(fēng)垂直切變等多方面來分析“菲特”路徑兩次西折及近海強(qiáng)度維持的原因。并通過敏感性數(shù)值試驗(yàn)分析雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)對(duì)“菲特”路徑西折造成的可能影響。

3　臺(tái)風(fēng)“菲特”概況

2013年夏末秋初，西北太平洋海溫較常年偏高1—3℃，暖水層異常深厚，導(dǎo)致副高在秋季偏北偏強(qiáng)，同時(shí)西南季風(fēng)與跨赤道氣流活躍，有利于西太平洋大范圍氣旋性切變的形成，從而使熱帶氣旋（TC)生成數(shù)量異常偏多，1323號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“菲特”（Fitow）就是在這樣的環(huán)流背景下于2013年9月30 日20時(shí)（北京時(shí)間，下同）在菲律賓以東洋面上生成?！胺铺亍甭窂降奶攸c(diǎn)是經(jīng)歷了2次西折：在4日前以偏北行路徑為主，4日20時(shí)開始突然左折，朝西北方向運(yùn)動(dòng)，6日14時(shí)以后偏西分量進(jìn)一步加大，向偏西方向移動(dòng)，致使預(yù)報(bào)的登陸點(diǎn)不斷向南調(diào)整?！胺铺亍痹谏沙跗谠鰪?qiáng)緩慢，直到10月3日開始，隨著高層極向流出通道的打開，“菲特”迅速增強(qiáng)，3日05時(shí)加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，4日傍晚17時(shí)前后發(fā)展為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，此后一直維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，于7日凌晨01時(shí)15分在福建省福鼎市沙埕鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力達(dá)14級(jí)（風(fēng)速為42 m/s），中心最低氣壓為955 hPa，為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，是繼0608“桑美”以后正面襲擊華東強(qiáng)度最強(qiáng)的熱帶氣旋，也是歷史上登陸華東時(shí)間最晚、近年來華東地區(qū)破壞力最大的熱帶氣旋之一?！胺铺亍痹谇锛咀叱隽霜?dú)特的高緯西折路徑，出現(xiàn)了罕見的十月東海近海增強(qiáng)，并造成了華東地區(qū)歷史同期罕見的暴雨洪澇災(zāi)害。

4　臺(tái)風(fēng)“菲特”路徑分析

“菲特”最大的特點(diǎn)即是其十分特別的路徑（見圖1）。一般情況下，進(jìn)入夏末秋初，副熱帶高壓較夏季明顯南壓東退，副高脊線位于25°—30°N附近，西風(fēng)帶系統(tǒng)也開始活躍，此時(shí)生成的臺(tái)風(fēng)或在西風(fēng)槽的作用下東北轉(zhuǎn)向、或沿副高南部西行登陸華南沿海，登陸華東的臺(tái)風(fēng)比例較少，而且像“菲特”這種在云圖上呈現(xiàn)“6字形”的臺(tái)風(fēng)，在人們的常識(shí)中應(yīng)是東北轉(zhuǎn)向路徑的典型，但是“菲特”卻走出了逆時(shí)針偏折的高緯西折路徑，而且這一現(xiàn)象還是發(fā)生在大氣環(huán)流開始向冬季過渡的十月，極其罕見。因此，有必要對(duì)“菲特”的路徑的進(jìn)行深入的分析，為今后預(yù)報(bào)提供參考。

4.1副高加強(qiáng)西進(jìn)是“菲特”路徑西折的根本原因

臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑受大尺度環(huán)流場(chǎng)和β效應(yīng)的制約。在研究西北太平洋臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑時(shí)，許多專家學(xué)者注重環(huán)境場(chǎng)變化的研究，特別關(guān)注西北太平洋副熱帶高壓演變對(duì)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的影響?！胺铺亍睆?月29日生成到10月4日20時(shí)轉(zhuǎn)向前以偏北行路徑為主，4日20時(shí)路徑突然向左偏折，轉(zhuǎn)為偏西路徑，“菲特”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的這種變化，與此期間500 hPa等壓面上環(huán)流場(chǎng)變化有關(guān)。下面從大尺度環(huán)流的演變特征分析一下路徑西折的原因。

圖1　“菲特”臺(tái)風(fēng)路徑圖

圖2　500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)和200 hPa全風(fēng)速場(chǎng)（陰影區(qū)表示風(fēng)速大于36 m/s）

臺(tái)風(fēng)在形成初期，受臺(tái)風(fēng)“圣帕”北上的影響，副高東退，西脊點(diǎn)位于140°E以東，與“菲特”距離較遠(yuǎn)，臺(tái)風(fēng)主要受赤道反氣旋西側(cè)偏南風(fēng)及其內(nèi)力的作用下朝偏北方向運(yùn)動(dòng)。1日開始位于貝加爾湖地區(qū)的西風(fēng)槽東移并不斷加深，受其影響，位于華南地區(qū)的大陸高壓減弱西撤。3日20時(shí)（見圖2a），西風(fēng)槽移到了我國(guó)東北地區(qū)，槽底南探到長(zhǎng)江以南，“菲特”處于副熱帶高壓和大陸高壓之間的鞍型場(chǎng)中，同時(shí)在西風(fēng)槽作用下朝偏北方向運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)緩慢。4日20時(shí)（見圖2b），西風(fēng)槽淺化北收，中高緯逐漸轉(zhuǎn)為平直的緯向環(huán)流，無明顯溫度平流，日本上空出現(xiàn)強(qiáng)烈的正變高，副高隨即迅速加強(qiáng)西伸，西段北抬，“菲特”轉(zhuǎn)受副高西南側(cè)東南氣流的引導(dǎo)，路徑突然左折，開始朝西北方向移動(dòng)。在“菲特”加強(qiáng)成為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)之后，渤海-東北上空的暖脊發(fā)展，強(qiáng)烈的正變高促使副高繼續(xù)加強(qiáng)西伸，4日20時(shí)副高西脊點(diǎn)還位于136°E，到了6日20時(shí)西伸到125°E。副高的持續(xù)西伸加強(qiáng)，有利于臺(tái)風(fēng)持續(xù)朝西北偏西方向運(yùn)動(dòng)。在副高加強(qiáng)西伸的過程中200 hPa副熱帶西風(fēng)急流也發(fā)生了重大的調(diào)整：從200 hPa西風(fēng)急流的演變分析，10月1—3日的高空西風(fēng)急流軸位于日本上空，呈東北-西南走向，急流中心風(fēng)速50—60 m/s之間。4日20時(shí)，急流軸逐漸轉(zhuǎn)為東西走向，急流中心風(fēng)速明顯增強(qiáng)，達(dá)到了80 m/s以上。

從底層700—850 hPa平均環(huán)流來看（見圖3），3 日20時(shí)“菲特”處于大陸高壓和副熱帶高壓之間的鞍型場(chǎng)中，主要受副高西側(cè)的偏南風(fēng)引導(dǎo)，以偏北路徑為主。4日20時(shí)，西環(huán)大陸高壓比前期減弱，西風(fēng)槽收縮，貝加爾湖脊強(qiáng)烈發(fā)展，朝鮮半島-華北地區(qū)強(qiáng)烈的正變高誘導(dǎo)東環(huán)副高迅速西伸，且此時(shí)的副高和“菲特”兩者的強(qiáng)度都明顯加強(qiáng)，副高南側(cè)出現(xiàn)大于12 m/s的偏東風(fēng)急流，臺(tái)風(fēng)在它的引導(dǎo)下，路徑迅速西折，朝西北偏西方向運(yùn)動(dòng)。5日20時(shí)，貝加爾湖地區(qū)又有西風(fēng)槽發(fā)展東移，槽前的暖平流使得我國(guó)華北到東北的脊也隨之強(qiáng)烈發(fā)展，副高進(jìn)一步增強(qiáng)西伸。6日20時(shí)，西風(fēng)槽東移過程中略有北縮，東西兩環(huán)副高打通，強(qiáng)大的副高橫貫西北太平洋到我國(guó)大陸的中緯度地區(qū)形成高壓壩，其南側(cè)的偏東氣流增強(qiáng)到16—20 m/s，引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)在登陸前進(jìn)一步西折。從10月4日20時(shí)—6日20時(shí)中低層環(huán)流的配置看，低層和高層正好相反。在低層“菲特”北側(cè)是冷高壓變性而成的高壓壩，但在高層就是槽位，這也是這個(gè)節(jié)氣跟8月的本質(zhì)性的不同，熱力場(chǎng)不同，高低層溫壓場(chǎng)差距甚大。從500 hPa和低層引導(dǎo)氣流對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑的影響來看，中低層的引導(dǎo)氣流偏西分量更大一些，和實(shí)際臺(tái)風(fēng)突然西折對(duì)應(yīng)的更好。因此秋季臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)，要特別關(guān)注低層引導(dǎo)氣流的作用。

圖3　850—700 hPa平均的位勢(shì)高度和全風(fēng)速場(chǎng)（陰影區(qū)表示風(fēng)速大于12 m/s）

4.2“丹娜絲”對(duì)臺(tái)風(fēng)“菲特”移動(dòng)路徑的影響

對(duì)于雙臺(tái)風(fēng)的研究，藤原效應(yīng)的模型概念在分析雙臺(tái)風(fēng)的相互影響時(shí)被廣泛應(yīng)用。后來陳聯(lián)壽[1]等對(duì)雙臺(tái)風(fēng)之間相互作用進(jìn)一步拓展，指出了雙臺(tái)風(fēng)之間距離較遠(yuǎn)時(shí)通過環(huán)境場(chǎng)相互產(chǎn)生間接作用，并指出，當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)之間的距離大于15緯距時(shí)，雙臺(tái)風(fēng)之間大多發(fā)生間接作用。羅哲賢[4]數(shù)值模擬表明，雙臺(tái)風(fēng)之間的相互作用是激發(fā)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑突變的一個(gè)原因。蔡海艇等[5]對(duì)雙臺(tái)風(fēng)相互影響的統(tǒng)計(jì)研究表明，當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)相距20緯距以內(nèi)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)就可能產(chǎn)生明顯的相互旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

臺(tái)風(fēng)“菲特”在北上過程中，東部有一發(fā)展的熱帶風(fēng)暴“丹娜絲”向西移動(dòng)。由于它距臺(tái)風(fēng)“菲特”較遠(yuǎn)，大于20個(gè)緯距之上，故他們之間的相互作用較弱。4日之后在副高加強(qiáng)西進(jìn)的過程中，“丹娜絲”也隨之向西移動(dòng)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)之間距離逐漸縮小，6日前后，兩者距離在10個(gè)緯距左右，雙臺(tái)風(fēng)的相互作用逐漸加大?！暗つ冉z”的存在，一方面有利于高壓帶東西向的維持，形成寬廣的東風(fēng)帶，有利于“菲特”偏西行。另一方面在兩者距離靠近的過程中，產(chǎn)生了互旋，使得“菲特”在登陸前路徑進(jìn)一步西折。

為了更好的揭示“丹娜絲”對(duì)“菲特”路徑的影響，采用NCAR開發(fā)的非靜力中尺度模式（WRFV3.1.1）進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬時(shí)間從2013年10 月4日20時(shí)開始至10月8日20時(shí)，共96h，利用NCEP/NCAR1°×1°6h時(shí)間間隔的FNL資料并使用全球地面和高空觀測(cè)資料作客觀分析后作為模式初始場(chǎng)及邊界條件，模擬區(qū)域以（30°N，125°E）為中心，采用雙重網(wǎng)格嵌套，水平分辨率分別為27 km 和9 km，積分步長(zhǎng)分別為120 s和40 s。模式垂直方向分27層，模式頂氣壓取50 hPa。粗細(xì)網(wǎng)格均采用WSM 3-class簡(jiǎn)單冰方案的微物理過程、YSU邊界層方案以及Kain-Fritch積云參數(shù)化方案。敏感試驗(yàn)中濾除丹娜絲臺(tái)風(fēng)采用Kurihara[6]等提出的方法。共設(shè)計(jì)5組實(shí)驗(yàn)（見表1）。

表1　不同數(shù)值試驗(yàn)方案

圖4　敏感性試驗(yàn)中“菲特”路徑圖（Obs為觀測(cè)，CTL為控制實(shí)驗(yàn)）

對(duì)比實(shí)況路徑（紅色）與CTL試驗(yàn)路徑（白色）發(fā)現(xiàn)兩者基本一致（見圖4）。增強(qiáng)“丹娜絲”強(qiáng)度的EXP1和EXP2試驗(yàn)?zāi)M的“菲特”路徑比實(shí)況偏南，登陸點(diǎn)位于福建的中部到南部一帶，且“丹娜絲”強(qiáng)度越強(qiáng)，“菲特”路徑西折的越明顯。過濾了“丹娜絲”或者將其強(qiáng)度降低的EXP4和EXP3試驗(yàn)?zāi)M的“菲特”路徑比實(shí)況明顯偏北，最終在杭州灣附近登陸后轉(zhuǎn)向北上。因此從數(shù)值模式的結(jié)果表明，“丹娜絲”的存在對(duì)“菲特”路徑西折起到了重要作用，且“丹娜絲”強(qiáng)度越強(qiáng)，“菲特”路徑西折的更顯著。

5　“菲特”強(qiáng)度變化分析

“菲特”的另外一個(gè)重要特點(diǎn)是強(qiáng)度強(qiáng)。一般情況下，到了秋季由于東海海域溫度已經(jīng)降低，若有臺(tái)風(fēng)靠近，會(huì)在冷海溫的作用下強(qiáng)度減弱，結(jié)構(gòu)遭到破壞，即使登陸華東地區(qū)，破壞力也不大，而“菲特”在近海維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，成為十月登陸華東地區(qū)最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)。因此有必要分析一下“菲特”在近海強(qiáng)度維持的原因。

5.1海溫分布對(duì)“菲特”強(qiáng)度的影響

臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度對(duì)SST變化比較敏感,暖的下墊面是臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度維持和增強(qiáng)的主要原因之一,臺(tái)風(fēng)只能在溫度高于26°C的洋面上生成發(fā)展[7]。通過對(duì)一系列經(jīng)過高海溫區(qū)突然加強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)的研究[8]發(fā)現(xiàn)：上層海洋為大氣邊界層提供能量使臺(tái)風(fēng)能夠加強(qiáng),海表熱容量較SST能更全面地體現(xiàn)海洋上層熱狀況。經(jīng)驗(yàn)表明，海表熱容量大于50 kJ/cm2時(shí)臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)的概率大大增加。

“菲特”臺(tái)風(fēng)之所以能成為登陸華東最強(qiáng)的秋季臺(tái)風(fēng)和西太平洋偏暖的海溫有密切聯(lián)系。從9月下旬到10月上旬海溫及距平的分布圖上可以看到（圖略），在此階段，西北太平洋海溫呈現(xiàn)為正距平，較常年偏高1—3°C，偏暖的海溫是“菲特”能增強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)有利的下墊面條件。然而在臺(tái)風(fēng)靠近東海的過程中，海溫逐漸降低，從10月6日的海溫分布來看（圖5a），在東海海域海溫低于26°C。從TCHP（海表熱容量）分布（圖5b）也可以看到，東海海域海表熱容量低于50 kJ/cm2，不利于臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的維持。從這些條件分析，海溫情況是不利于后期“菲特”強(qiáng)度的維持和發(fā)展，而實(shí)際情況是在近海臺(tái)風(fēng)一直維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度直至登陸。由于在預(yù)報(bào)中過多的考慮了近海低海溫對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的影響，導(dǎo)致了對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸強(qiáng)度的預(yù)報(bào)偏弱。

5.2高空急流對(duì)“菲特”強(qiáng)度的影響

高空水平流場(chǎng)影響熱帶氣旋氣流的流出，起“抽氣”作用，有利于上升運(yùn)動(dòng),使得對(duì)流發(fā)展強(qiáng)盛,有利于臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)發(fā)展。熱帶氣旋趨近高空西南急流加劇熱帶氣旋上空的流出氣流，和急流南側(cè)正渦度區(qū)的共同作用下使得TC的強(qiáng)度得到迅猛發(fā)展。

“菲特”生成于西太平洋到南海海域廣闊的季風(fēng)槽中，初期輻合輻散較弱，發(fā)展緩慢，一直到9月30日20時(shí)開始編報(bào)。在隨后的幾天里，“菲特”一直穩(wěn)定朝北偏西方向移動(dòng)，逐漸脫離了季風(fēng)槽，環(huán)流被迫縮小，有利于系統(tǒng)的發(fā)展整合。隨著強(qiáng)度的增強(qiáng)，菲特開始構(gòu)建起一個(gè)云卷風(fēng)眼，但高層輻散較弱，北側(cè)的干空氣不斷卷入使得“菲特”CISK機(jī)制運(yùn)行的不順利，深層對(duì)流一直存在缺口，使得“菲特”的強(qiáng)度遲遲得不到大的提升。直到10月3日形勢(shì)迎來了轉(zhuǎn)變。北半球高緯西風(fēng)帶維持著經(jīng)向型環(huán)流，槽脊活動(dòng)十分劇烈，位于我國(guó)東北北部一帶的西風(fēng)槽南擺并且與南支槽同相疊加，槽底南探到了長(zhǎng)江以南地區(qū)。從圖6a可以看出，“菲特”此時(shí)已經(jīng)移動(dòng)到了臺(tái)灣以東海域，臺(tái)風(fēng)北側(cè)趨近了高空西風(fēng)急流，“菲特”在一天之內(nèi)打開了一道優(yōu)越的極向流出通道。極向流出的改善使“菲特”南強(qiáng)北弱的形態(tài)明顯轉(zhuǎn)好，同時(shí)大大加強(qiáng)了系統(tǒng)的輻合和抽吸作用；急流南側(cè)正渦度平流的輸送也在動(dòng)力上支持了“菲特”的增強(qiáng)?？梢哉f，在沒有與西風(fēng)帶打通之前，“菲特”幾乎沒有出現(xiàn)顯著的加強(qiáng)，直到此刻才開始了迅速的蛻變。

到了10月4日20時(shí)（見圖6b），盡管西風(fēng)大槽已經(jīng)逐漸淺化北收，但頻繁的西風(fēng)短波槽活動(dòng)依然給“菲特”帶來了優(yōu)越的極向流出，也造就了它北強(qiáng)南弱的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。配合低空強(qiáng)烈的輻合，系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了強(qiáng)大的抽吸作用，從水汽云圖可以清楚地看在良好的輻散流出作用下，“菲特”的風(fēng)眼逐漸清晰，核心環(huán)流收緊，“菲特”增強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。此后高空一直有優(yōu)越的極向流出和強(qiáng)輻散存在，為臺(tái)風(fēng)在近海強(qiáng)度維持，成為秋季登陸華東最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)起到了重要作用。由此可知，在臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的預(yù)報(bào)中，要特別關(guān)注高空急流的位置和強(qiáng)度。

圖5　2013年10月6日海表面溫度（單位：℃）和海表熱容量（單位：kJ/cm2)

圖6　MTSAT反演的“菲特”水汽云圖及高空風(fēng)場(chǎng)(引自：美國(guó)威斯康辛大學(xué)氣象衛(wèi)星研究所CIMSS網(wǎng)站)

5.3低空急流和水汽輸送對(duì)“菲特”強(qiáng)度的影響低空急流能夠?yàn)闊釒庑龓泶罅康哪芰俊⑺?，從而影響熱帶氣旋的發(fā)展和維持。李英[9]等通過數(shù)值研究揭示出強(qiáng)的水汽輸送對(duì)暖心的發(fā)展與維持有促進(jìn)作用，增強(qiáng)熱帶氣旋雨帶中的對(duì)流活動(dòng)，對(duì)熱帶氣旋的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)有十分重要的作用。從低空急流和水汽輸送看（見圖7），3日20時(shí)“菲特”東部“丹娜絲”的存在使得在副高南部存在一支東風(fēng)急流，在10—12 m/s之間，風(fēng)力不強(qiáng)，水汽輸送也比較弱。4日20時(shí)隨著“丹娜絲”的加強(qiáng)和兩者距離的接近，東風(fēng)氣流加強(qiáng)，達(dá)到了12 m/s以上。到了5—6日急流進(jìn)一步加強(qiáng)，達(dá)16—22 m/s，水汽通量在28—32 g/（cm·hPa·s）之間，充沛的水汽和能量輸送彌補(bǔ)了由于海溫降低所損失的能量，為“菲特”在近海維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)提供了熱力輸送作用；同時(shí)，東風(fēng)水汽輸送的加強(qiáng)亦有效抵御了干空氣的入侵，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重整創(chuàng)造了條件。低層弱冷空氣恰到好處的滲透進(jìn)一步加強(qiáng)了低層輻合流入并促進(jìn)了對(duì)流不穩(wěn)定能量的釋放，所激發(fā)的潛熱可以補(bǔ)償海溫降低的影響，是造成“菲特”在近海強(qiáng)度維持的一個(gè)動(dòng)力因素。而“菲特”在成功眼壁置換后整體環(huán)流緊縮，也減少了對(duì)海水中熱焓的依賴與消耗。

圖7　“菲特”850 hPa風(fēng)場(chǎng)（單位：m/s）和水汽通量（單位：g/（cm·hPa·s））

圖8　“菲特”強(qiáng)度和環(huán)境風(fēng)垂直切變時(shí)間演變

5.4環(huán)境垂直風(fēng)切變對(duì)“菲特”強(qiáng)度的影響

在影響臺(tái)風(fēng)生成和發(fā)展的主要因子中，環(huán)境流場(chǎng)垂直風(fēng)切變也是一個(gè)重要因子。環(huán)境風(fēng)垂直切變的大小決定由積云對(duì)流產(chǎn)生的加熱能否在中上層集中,從而形成和維持明顯的暖心結(jié)構(gòu)。這對(duì)判斷氣旋的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。經(jīng)驗(yàn)表明西北太平洋上大于10 m/s的環(huán)境風(fēng)垂直切變是不利于氣旋發(fā)生發(fā)展的。

關(guān)于風(fēng)場(chǎng)垂直切變的求法差異很大。近年來許多學(xué)者利用850 hPa和200 hPa兩層區(qū)域平均的風(fēng)場(chǎng)矢量差來計(jì)算垂直切變值，但在所取的區(qū)域范圍上又有較大差別。如Palmer[10]等利用九點(diǎn)平滑的方法，分別計(jì)算了5°×5°、10°×10°、15°×15°三種網(wǎng)格內(nèi)的平均風(fēng)場(chǎng)的垂直切變，從經(jīng)驗(yàn)來看，10°×10°網(wǎng)格內(nèi)的垂直切變值相對(duì)較好[11]。本文的環(huán)境風(fēng)垂直切變是指200 hPa和850 hPa兩氣壓層之間的平均風(fēng)矢量差。令ΔU=u200-u850、ΔV=v200-v850，切變值W=[(ΔU)2+(ΔV)2]1/2，單位：m/s。因此，在具體的計(jì)算過程中，以每個(gè)時(shí)次臺(tái)風(fēng)的中心位置為中心點(diǎn)，計(jì)算臺(tái)風(fēng)中心周圍10°×10°范圍內(nèi)200 hPa和850 hPa之間的平均風(fēng)矢量差。

從“菲特”環(huán)境風(fēng)垂直切變及臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的時(shí)間演變來看，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和垂直風(fēng)切變的變化規(guī)律基本一致，有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。臺(tái)風(fēng)生成之初風(fēng)的垂直切變超過16 m/s，因此“菲特”強(qiáng)度較弱。此后垂直切變逐漸下降，到了10月4日08時(shí)以后，風(fēng)切變下降到了10 m/s以下，對(duì)應(yīng)臺(tái)風(fēng)有一個(gè)迅速增強(qiáng)的過程，于10月4日20時(shí)增強(qiáng)為超級(jí)臺(tái)風(fēng)。此后垂直風(fēng)切變一直維持較低的數(shù)值，基本在4—8 m/s之間，較小的環(huán)境風(fēng)垂直切變使得在海溫降低這樣一個(gè)不利條件下，“菲特”仍然維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，直至登陸。

6　結(jié)論

本文利用1°×1°NCEP再分析資料、NOAA海溫資料對(duì)“菲特”路徑兩次西折及登陸前強(qiáng)度維持的成因進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）副高加強(qiáng)西進(jìn)，中低層高壓帶加強(qiáng)，在臺(tái)風(fēng)北側(cè)形成高壓壩和強(qiáng)盛偏東氣流，是臺(tái)風(fēng)路徑突然西折的主要原因。秋季由于高低層熱力性質(zhì)的差異，溫壓場(chǎng)會(huì)有很大的不同，對(duì)于秋季臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑，要特別關(guān)注低層引導(dǎo)氣流的作用；

（2）“丹娜絲”的活動(dòng)在一定程度上阻止了副熱帶高壓的南落，有利于副高南側(cè)偏東急流的維持和加強(qiáng)，對(duì)“菲特”路徑的突然西折起一定作用。敏感性數(shù)值預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)對(duì)“菲特”登陸前后進(jìn)一步西折起重要作用；

（3）高空急流加劇了“菲特”上空的流出氣流，引起高空的強(qiáng)輻散，起到了“抽氣”作用；低層偏東風(fēng)急流的維持和加強(qiáng)，保證了TC水汽和能量的輸送。高低空急流的配置,產(chǎn)生了動(dòng)力場(chǎng)的耦合作用，加強(qiáng)了臺(tái)風(fēng)的對(duì)流活動(dòng)，所釋放的潛熱可以補(bǔ)償海溫降低對(duì)強(qiáng)度的影響，對(duì)“菲特”在近海強(qiáng)度維持起到了重要作用。在秋季近海海溫降低的情況下尤其要關(guān)注高空急流和低層的水汽輻合對(duì)臺(tái)風(fēng)的加強(qiáng)作用；

（4）“菲特”的強(qiáng)度和環(huán)境風(fēng)垂直切變的演變規(guī)律基本一致，較低的環(huán)境風(fēng)垂直切變是“菲特”在近海仍然維持強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的重要原因。

“菲特”作為一個(gè)秋季臺(tái)風(fēng)，路徑和強(qiáng)度受多方面因素的影響，復(fù)雜多變。在此次臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)中，低估了“丹娜絲”對(duì)“菲特”路徑和強(qiáng)度的影響，登陸前路徑的進(jìn)一步西折沒有預(yù)報(bào)出來；在靠近東海的時(shí)候又過多的考慮低海溫對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的影響，忽視了高空優(yōu)越極向流出和弱的環(huán)境風(fēng)垂直切變等有利條件，致使預(yù)報(bào)的登陸強(qiáng)度偏弱。因此在今后預(yù)報(bào)考中要綜合考慮多方面的影響因素，盡量減小預(yù)報(bào)的誤差。

致謝：特別感謝中國(guó)氣象局臺(tái)風(fēng)海洋預(yù)報(bào)中心提供的數(shù)值模擬結(jié)果。

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Analysis of the forecast difficulties for moving track and intensity of typhoon“Fitow”

LOU Xiao-fen，LOU Mao-Yuan，LUO ling，F(xiàn)ANAi-fen
（Zhejiang Meteorological Observatory,Hangzhou 310017 China）

Abstract：Based on NCEP/NCAR reanalysis data (1°×1°) and SST data from NOAA, they were analyzed. The results showed that: (1) the sudden strengthen and westward extend of subtropical high and the strengthen of high pressure belt in lower layer, the formation of high pressure barrier and the stronger flow on the north of the typhoon were the key causes of the path turning to the west suddenly. (2) The activity of typhoon“Danas”in some degree had blocked the south shift of subtropical high and was in favour of the maintaining and strengthening of the east flow on the southern of the subtropical high, playing a role in the path turning to the west suddenly. The sensitivity numerical experiments showed that the Fujiwhara effect of binary cyclone played the key role in the path turning to the west further. (3)The proper allocation of the high and low level jet stream produced the function of coincidence on dynamical field which strengthened the convection of typhoon and played an important role in the intensity maintaining offshore of typhoon“Fitow”. (4)The evolvement rules of the typhoon intensity and the environmental vertical wind shear were coincident, and the lower environmental vertical wind shear was an important cause of the intensity maintaining offshore of typhoon“Fitow”.

Key words：typhoon track；intensity；binary typhoons；low-leveljet stream

作者簡(jiǎn)介：婁小芬（1980-），女，工程師，碩士研究生，主要從事天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作。E-mail：rhythm9806@sina.com

基金項(xiàng)目：中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)（CMAYBY2014-026）；浙江省公益技術(shù)研究社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目（2013C33037）

收稿日期：2014-06-04

DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2015.01.002

中圖分類號(hào)：P444

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0239（2015）01-0010-010