2020年4號(hào)臺(tái)風(fēng)“黑格比”過程分析

劉松波

(溫州空管站預(yù)報(bào)室，浙江 溫州 325024)

1 “黑格比”概況

“黑格比”于2020年8月1日14時(shí)(北京時(shí)，下同)編報(bào)為熱帶低壓，3日14時(shí)加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，4日03∶30登陸樂清沿海。登陸時(shí)，中心附近最大風(fēng)速38 m/s(13級(jí))，最低氣壓970 hPa。登陸后，繼續(xù)偏西北方向移動(dòng)，穿州過府(臺(tái)州、杭州)，直入江蘇境內(nèi)后減弱入海。“黑格比”是繼2006年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)桑美14年后再次正面登陸溫州沿海的臺(tái)風(fēng)，對(duì)溫州地區(qū)影響嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失28.58億元。

2 “黑格比”的特點(diǎn)

2.1 生成時(shí)間短，近海加強(qiáng)快，臺(tái)風(fēng)級(jí)別維持時(shí)間久

“黑格比”為典型的近海生成臺(tái)風(fēng)，發(fā)展速度非?？?，2天內(nèi)實(shí)現(xiàn)從熱帶低壓到臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度四級(jí)跳。期間，“黑格比”在海上維持臺(tái)風(fēng)級(jí)別長達(dá)12 h，登陸樂清沿海后繼續(xù)維持臺(tái)風(fēng)級(jí)別達(dá)5 h。

2.2 副高強(qiáng)且穩(wěn)定，臺(tái)風(fēng)路徑相對(duì)穩(wěn)定，近乎正面襲擊溫州

天氣形勢(shì)上，8月3日，冷渦及東亞大槽勢(shì)力范圍較小，槽線以東移為主，最南只達(dá)山東半島，對(duì)副高影響較小。副高脊線位于北緯31°左右，位置偏低，呈東西向，形勢(shì)穩(wěn)定，沒有明顯的減弱跡象。副高壓壩明顯，引導(dǎo)氣流單一，臺(tái)風(fēng)在副高西南側(cè)穩(wěn)定的西北氣流引導(dǎo)下路徑相對(duì)穩(wěn)定。3日20時(shí)以后，受臺(tái)風(fēng)環(huán)流及300 hPa流場(chǎng)圖上臺(tái)風(fēng)北側(cè)鞍型場(chǎng)共同影響，臺(tái)風(fēng)路徑略北抬，登陸點(diǎn)鎖定至樂清到玉環(huán)一帶。

2.3 前期結(jié)構(gòu)較松散，中后期結(jié)構(gòu)清晰，蘊(yùn)含能量大

前期螺旋結(jié)構(gòu)不明顯，加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)后，眼區(qū)越來越清晰。受其影響，10級(jí)以上大風(fēng)覆蓋溫州大部分地區(qū)，樂清沿海普遍出現(xiàn)14級(jí)以上大風(fēng)，其中洞頭、南麂和北麂等沿海海面風(fēng)力達(dá)13～15級(jí)，能量極大。

2.4 移動(dòng)速度較慢，登陸后減弱緩慢。

“黑格比”平均移動(dòng)速度大約17 km/h，登陸前后移動(dòng)速度在9～17 km波動(dòng)，相對(duì)較慢，登陸后仍然維持臺(tái)風(fēng)級(jí)別長達(dá)5 h，且基本都在溫州境內(nèi)。

2.5 降水分布不均，中北部雨量大，西南部雨量較小

圖1左看出，溫州中北部普降大暴雨局部特大暴雨，而西南平陽、蒼南、文成和泰順雨量較小。全市過程雨量超100 mm站點(diǎn)共計(jì)231個(gè),超200 mm站點(diǎn)133個(gè)，超300 mm站點(diǎn)19個(gè)，而溫州西南泰順縣面雨量僅為10.0 mm左右。

圖1 溫州地區(qū)“黑格比”過程雨量分布(左)、 8月3日08時(shí)西太平洋海溫SST(右)Fig.1 “Hagupit” process rainfall distribution in Wenzhou Area(left) and Sea temperature SST in Western Pacific at 08∶00, Aug.3

3 “黑格比”近海加強(qiáng)成因分析

3.1 海溫SST較高且適宜

從3日08時(shí)的SST(圖1右)中可以看出，“黑格比”從生成到登陸經(jīng)過3個(gè)SST溫度階梯。第一階梯大于30℃，“黑格比”強(qiáng)度發(fā)展緩慢，符合趙大軍等的研究結(jié)果；第二階梯處于29℃～30℃左右，“黑格比”快速增強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)(3日14時(shí))，且進(jìn)入第二階梯時(shí)間與增強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)的時(shí)間之間存在2 h左右的滯后；第三階梯溫度29℃度左右，“黑格比”繼續(xù)增強(qiáng)，至3日20時(shí)達(dá)峰值13級(jí)。從進(jìn)入適宜的海溫區(qū)域到增強(qiáng)至峰值存在8 h左右滯后，符合Shay 等的研究成果。從圖1右還可以看出溫州附近海溫比南北區(qū)域稍高，根據(jù)臺(tái)風(fēng)趨暖特性，有利于臺(tái)風(fēng)在該區(qū)域登陸。

3.2 云系結(jié)構(gòu)逐漸緊密

衛(wèi)星云圖上可以看出，“黑格比”3日08時(shí)范圍較大，無臺(tái)風(fēng)眼區(qū)，20時(shí)雖然外圍云系有所散亂，但內(nèi)核區(qū)域回波范圍減小、收緊，云墻結(jié)構(gòu)緊密，對(duì)稱結(jié)構(gòu)越發(fā)明顯，眼區(qū)圓大清晰，眼壁回波不斷加強(qiáng)。根據(jù)角動(dòng)量守恒定律，風(fēng)速與半徑成反比，當(dāng)“黑格比”在移動(dòng)中隨著云團(tuán)半徑的收縮，風(fēng)速增大，強(qiáng)度增強(qiáng)。

3.3 水汽輸送持久而穩(wěn)定

臺(tái)風(fēng)的主要能量來源是水汽凝結(jié)時(shí)釋放的潛熱，充足的水汽供應(yīng)有利于臺(tái)風(fēng)暖心結(jié)構(gòu)的維持，也為臺(tái)風(fēng)的發(fā)展提供充足的能量。2日20時(shí)之前，西南季風(fēng)的分支被森拉克阻斷，“黑格比”主要水汽來源于其下墊面海域。3日08時(shí)，森拉克已完全消散，隨著強(qiáng)西南急流的建立，西南季風(fēng)對(duì)“黑格比”的水汽輸送通道逐漸打通，至3日14時(shí)，形成了一條非常強(qiáng)勁的水汽輸送通道(圖2)，水汽通量超過220 g/(s.hPa.cm)，且一直持續(xù)至登陸后。水汽通道暢通，有利于臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的維持和加強(qiáng)。

圖2 8月3日14時(shí)850 hPa水汽通量Fig.2 850 hPa water vapor flux at 14∶00, Aug.3

3.4 高層輻散低層輻合

3日20時(shí)探空資料顯示，溫州區(qū)域CAPE指數(shù)1 500左右，層結(jié)不穩(wěn)定。3日20時(shí)散度剖面(圖3左)，低層散度為大的負(fù)中心，表明低層輻合很強(qiáng)，高層為大的正散度中心，表明高層輻散強(qiáng)。200 hPa散度圖上，高層輻散從3日下午開始逐漸增強(qiáng)，至4日02時(shí)(圖3右)達(dá)到峰值，隨著高層輻散場(chǎng)的加強(qiáng), 臺(tái)風(fēng)環(huán)流中心的垂直上升運(yùn)動(dòng)也隨之加強(qiáng)。高層強(qiáng)輻散和低層強(qiáng)輻合有利于上升運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

圖3 8月3日20時(shí)散度垂直剖面(左)、 850 hPa風(fēng)及200 hPa散度(右)Fig.3 Divergence vertical profile(left), 850 hPa wind and 200 hPa divergence(right) at 20:00, Aug.3

3.5 垂直風(fēng)切變?nèi)?/h3>

環(huán)境風(fēng)切變( VWS) 對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度具有抑制作用。強(qiáng)風(fēng)垂直切變加大大氣高層通風(fēng)，帶走高層熱量，減弱臺(tái)風(fēng)上層暖核，不利于臺(tái)風(fēng)維持。于玉斌等認(rèn)為，介于-4～4 m/s弱的200 hpa和850 hpa高低層環(huán)境風(fēng)垂直切變是臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)的必要條件。Paterson L A 等在研究影響澳大利亞的 TC 時(shí)發(fā)現(xiàn)，VWS 介乎2～4 m/s之間是 TC 突然增強(qiáng)的必要條件?！昂诟癖取迸_(tái)風(fēng)登陸前8～20小時(shí)，溫州地區(qū)500～850 hPa風(fēng)切變均小于3 m/s，符合于玉斌及Paterson L A等人的研究結(jié)果。

4 溫州機(jī)場(chǎng)預(yù)報(bào)及服務(wù)過程分析

4.1 “黑格比”對(duì)溫州機(jī)場(chǎng)的影響情況

溫州機(jī)場(chǎng)3日17∶30進(jìn)入7級(jí)風(fēng)圈范圍，20時(shí)開始受外圍螺旋云帶影響出現(xiàn)間歇性中到大陣雨，4日00時(shí)左右進(jìn)入10級(jí)風(fēng)圈范圍。受云墻區(qū)覆蓋，持續(xù)中到大陣雨，過程累積降水量247.8 mm。4日01∶20左右進(jìn)入12級(jí)風(fēng)圈范圍，04∶47測(cè)得本場(chǎng)風(fēng)速極大值34.6 m/s(12級(jí))。受臺(tái)風(fēng)影響，本場(chǎng)累計(jì)取消航班86架次。

4.2 服務(wù)過程

亮點(diǎn)：本次過程對(duì)臺(tái)風(fēng)的登陸地點(diǎn)、登陸強(qiáng)度以及對(duì)本場(chǎng)的影響情況均有非常準(zhǔn)確的判斷，各類預(yù)警發(fā)布也及時(shí)準(zhǔn)確。

不足：對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸后強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間及降雨量估計(jì)不足。通常臺(tái)風(fēng)登陸以后會(huì)迅速減弱，但“黑格比”有所例外。臺(tái)風(fēng)03∶30登陸時(shí)，機(jī)場(chǎng)剛好位于云墻區(qū)內(nèi)邊緣，04∶30時(shí)位于臺(tái)風(fēng)眼南側(cè)云墻區(qū)，07∶00時(shí)，臺(tái)風(fēng)眼區(qū)已不明顯，云墻區(qū)也無明顯環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但臺(tái)風(fēng)后部的水汽通道急流剛好位于機(jī)場(chǎng)上空。由于副高的阻擋，“黑格比”移動(dòng)緩慢，長時(shí)間在溫州境內(nèi)逗留，云墻區(qū)長時(shí)間覆蓋本場(chǎng)，同時(shí)水汽通道的長時(shí)間維持使得“黑格比”減弱緩慢，二者是造成機(jī)場(chǎng)4日凌晨到中午持續(xù)中到大降水的關(guān)鍵因素。