2006號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”近海急劇增強(qiáng)診斷分析

荀愛萍 ，呂巧誼，黃昕 ，陳德花 ，鄭輝

(1.廈門市氣象局/廈門市海峽氣象開放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361012；2.廈門市氣象臺(tái)，福建 廈門 361012)

1 引 言

福建地處華東沿海，是我國(guó)受臺(tái)風(fēng)影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，閻俊岳[1]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)移到中國(guó)近海，強(qiáng)度急劇增強(qiáng)的個(gè)例達(dá)到16%左右。南海臺(tái)風(fēng)是指集中發(fā)生在中國(guó)南海中部偏東的海面上（90～120 °E，12～20 °N）的臺(tái)風(fēng)，其發(fā)生發(fā)展迅速，生命史相對(duì)較短，強(qiáng)度和路徑不確定性較大，尤其是在登陸前短時(shí)間內(nèi)急劇增強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)，預(yù)報(bào)難度極大，預(yù)報(bào)時(shí)間提前量和可預(yù)報(bào)性非常有限，給臺(tái)風(fēng)的防災(zāi)減災(zāi)帶來(lái)了極大的困難。因此研究臺(tái)風(fēng)在近海急劇增強(qiáng)的特征與機(jī)理具有重要的意義。

國(guó)內(nèi)很多相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)境場(chǎng)（輻合輻散、海表溫度、風(fēng)切變、西南季風(fēng)等）以及臺(tái)風(fēng)內(nèi)核對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的變化有至關(guān)重要的作用[2-6]，白莉娜等[7]對(duì)比全風(fēng)速垂直切變和緯向風(fēng)速垂直切變對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化的影響，發(fā)現(xiàn)全風(fēng)速切變的作用更加顯著。王偉等[8]通過統(tǒng)計(jì)和合成方法分析，在東風(fēng)切變環(huán)境下的臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)個(gè)例達(dá)到近70%。Harnos 等[9]發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈對(duì)流事件對(duì)臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)也有顯著影響。Kaplan 等[10]研究發(fā)現(xiàn)大西洋的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化與高層輻散和垂直切變的相關(guān)性最高，而北太平洋的臺(tái)風(fēng)與臺(tái)風(fēng)內(nèi)核對(duì)流的對(duì)稱性相關(guān)性最高。Alvey 等[11]研究發(fā)現(xiàn)急劇增強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)在急劇增強(qiáng)開始前具有更對(duì)稱的降水分布，并且降水的總面積覆蓋范圍更大。

另外大量的專家學(xué)者也對(duì)不同的急劇增強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)個(gè)例進(jìn)行了單獨(dú)的分析，梁建茵等[12]發(fā)現(xiàn)近海加強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)“黃蜂”登陸前的階段，有小股干冷空氣影響了臺(tái)風(fēng)內(nèi)部熱力結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)位勢(shì)不穩(wěn)定加強(qiáng)，從而有利于臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)烈發(fā)展。于玉斌等[13-14]通過研究發(fā)現(xiàn)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“桑美”近海強(qiáng)度突增具有前兆性，垂直風(fēng)切變以及低層動(dòng)能變化的響應(yīng)時(shí)間約為18 h。高拴柱等[15]診斷發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈的高層輻散、低層輻合、豐富的中低層水汽輸入、弱的垂直風(fēng)切變等條件有利于1010號(hào)臺(tái)風(fēng)“莫蘭蒂”的強(qiáng)度在近海實(shí)現(xiàn)突增。同時(shí)薛霖等[16]通過數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中國(guó)臺(tái)灣地形是1010 號(hào)臺(tái)風(fēng)“莫蘭蒂”迅速加強(qiáng)的一個(gè)重要影響因子。Susca-Lopata等[17]發(fā)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)內(nèi)核區(qū)的降雨率和降雨區(qū)面積是導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)“厄爾”急劇增強(qiáng)的條件之一。

2020 年第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”（2006）在南海生成，且在近海強(qiáng)度急劇增強(qiáng)，8 月11 日07 時(shí)30 分在福建省漳浦縣沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力12級(jí)(33 m/s)、中心最低氣壓980 hPa，給福建南部地區(qū)造成了嚴(yán)重的災(zāi)害。據(jù)福建省應(yīng)急管理廳統(tǒng)計(jì)，受其影響，廈門、泉州、漳州3市共5.9萬(wàn)人受災(zāi)，倒塌房屋18間，緊急轉(zhuǎn)移4.4萬(wàn)人，農(nóng)作物受災(zāi)14.5千公頃，造成直接經(jīng)濟(jì)總損失12.1億元。

2 資料與方法

2.1 資 料

本文所使用的數(shù)據(jù)包括ERA-5 再分析資料（水平分辨率為0.25 °×0.25 °，垂直方向?yàn)? 000 hPa、975 hPa、950 hPa、925 hPa、900 hPa、875 hPa、850 hPa、825 hPa、800 hPa、775 hPa、750 hPa、700 hPa、650 hPa、600 hPa、550 hPa、500 hPa、450 hPa、400 hPa、350 hPa、300 hPa、250 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa 共24 層，時(shí)間分辨率為1 h），其中有高度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、相對(duì)濕度場(chǎng)、散度場(chǎng)、渦度場(chǎng)、垂直速度場(chǎng)、海平面溫度場(chǎng)等；日本葵花8號(hào)衛(wèi)星逐小時(shí)16 種不同波段的黑體亮溫（Black Body Temperature，TBB）資料以及中國(guó)氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所的臺(tái)風(fēng)最佳路徑集資料。

2.2 方 法

強(qiáng)度突變定義：P（I）代表I時(shí)的臺(tái)風(fēng)中心海平面最低氣壓，V（I）代表I時(shí)的臺(tái)風(fēng)近中心地面最大風(fēng)速,I與I+1 時(shí)刻間隔6 h。臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化用每一時(shí)次的6 h 變壓（ΔP6）或12 h 風(fēng)速變化（ΔV12）表示，I+1 時(shí)刻臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化為ΔP6（I+1）=P（I+1）-P（I）或ΔV12（I+1）=V（I+2）-V（I），如臺(tái)風(fēng)14 時(shí)強(qiáng)度變化可以表示為ΔP6（14 時(shí)）=P（14 時(shí)）-P（08 時(shí)）或ΔV12（14 時(shí)）=V（20 時(shí)）-V（08 時(shí)）。根據(jù)于玉斌等[18]定義的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度急劇增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)ΔP6＜-7.78 hPa 或ΔV12＞7.909 m/s，某一時(shí)刻兩者有其一達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)則定義該時(shí)刻為臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)時(shí)刻。

3 臺(tái)風(fēng)“米克拉”概況

圖1 給出了2020 年第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”的路徑圖，“米克拉”于8 月9 日08 時(shí)（除標(biāo)明外為北京時(shí)，下同）在南海生成，生成后穩(wěn)定向偏北方向移動(dòng)，移速較快，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，10 日08 時(shí)加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴，20 時(shí)加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，11 日05 時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)級(jí)。07 時(shí)30 分“米克拉”在福建省漳浦縣沿海登陸，登陸時(shí)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度保持臺(tái)風(fēng)級(jí)。登陸后繼續(xù)向西北方向移動(dòng)，強(qiáng)度迅速減弱，14時(shí)在福建省連城縣境內(nèi)減弱為熱帶低壓，17 時(shí)停止編號(hào)。由表1可知，8月10日20時(shí)、11日02時(shí)以及08 時(shí)是“米克拉”急劇增強(qiáng)時(shí)刻，故本文利用10 日14 時(shí)以及11 日08 時(shí)作為“米克拉”急劇增強(qiáng)前后的對(duì)比時(shí)刻，來(lái)研究“米克拉”在急劇增強(qiáng)前后的環(huán)境場(chǎng)特征以及結(jié)構(gòu)特征變化。

表1 臺(tái)風(fēng)“米克拉”基本情況

圖1 臺(tái)風(fēng)“米克拉”移動(dòng)路徑

4 環(huán)境場(chǎng)特征分析

4.1 偏暖的南海東部海面

海表的熱力狀況對(duì)臺(tái)風(fēng)的形成與加強(qiáng)有重要作用，臺(tái)風(fēng)發(fā)生、發(fā)展的根本條件之一是要有足夠大的海面或洋面，同時(shí)海溫必須在26～27 ℃以上，它決定水汽的來(lái)源和熱力不穩(wěn)定度的維持[19]。Chan 等[20]通過數(shù)值模擬證實(shí)27 ℃的海表溫度是臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱的閾值，臺(tái)風(fēng)在海表溫度處于27～30 ℃之間時(shí)其增強(qiáng)的速度最快。本文利用ERA-5高分辨率逐時(shí)海溫資料對(duì)“米克拉”移動(dòng)路徑附近（10 °×10 °）的海表溫度進(jìn)行分析，圖2 給出了海平面氣溫（Sea Surface Temperature，SST）及其距平（Sea Surface Temperature Anomaly，SSTA）的時(shí)間演變，在“米克拉”發(fā)展初期，緯度較低，海溫基本在30 ℃以上，較常年偏暖0.8～1.0 ℃，臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)的速率較慢，而在“米克拉”發(fā)展中后期，臺(tái)風(fēng)逐漸向福建近?？拷Ｃ鏈囟扔兴陆?，處于29～30 ℃之間，海溫相對(duì)常年偏暖的幅度也有所下降，偏暖0.6～0.7 ℃，臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)速率明顯加強(qiáng)，這與前人的研究結(jié)論一致。以上分析表明，南海東部比常年偏暖的高海溫有利于“米克拉”的近?？焖僭鰪?qiáng)。

圖2 臺(tái)風(fēng)“米克拉”移動(dòng)過程中區(qū)域平均（10 °×10 °）海平面氣溫值（a，單位：℃）和海平面氣溫距平值（b，單位：℃）的時(shí)間演變圖 黑色虛線區(qū)間代表“米克拉”急劇增強(qiáng)時(shí)段，0908代表9日08時(shí)，以此類推，下同。

4.2 增強(qiáng)的南亞高壓與副熱帶高壓

覃麗等[21]通過對(duì)臺(tái)風(fēng)“天鴿”研究發(fā)現(xiàn)，“天鴿”在近海強(qiáng)度的變化與南亞高壓、副熱帶高壓的強(qiáng)度變化有正相關(guān)關(guān)系。本文用1 260 dagpm 和588 dagpm 等高線的包圍區(qū)域分別代表南亞高壓和副熱帶高壓的強(qiáng)度。圖3 是10 日14 時(shí)、11 日08時(shí)的200 hPa 和500 hPa 高度場(chǎng)，從圖3a、3b 可見，在“米克拉”急劇增強(qiáng)之前，200 hPa 閩浙沿海地區(qū)存在一個(gè)明顯的小高壓，高壓強(qiáng)度1 256 dagpm，南亞高壓1 260 dagpm線東脊點(diǎn)位于102 °E左右?！懊卓死奔眲≡鰪?qiáng)之后，11 日08 時(shí)閩浙沿海地區(qū)的小高壓減弱消失，南亞高壓加強(qiáng)并明顯東移，1 260 dagpm 線東脊點(diǎn)移到110 °E 附近，“米克拉”位于南亞高壓脊線東南側(cè)，高層出流增強(qiáng)。從圖3c、3d可見，10日14時(shí)500 hPa在115 °E附近存在高空槽，副高呈帶狀分布，脊線位于20 °N附近，到11 日08 時(shí)高空槽東移并逐漸拉平，副高加強(qiáng)西伸，副高北側(cè)588 線明顯西伸北抬，592 線西脊點(diǎn)由127 °E 西伸到122 °E，“米克拉”位于588 線西南側(cè)?？傮w來(lái)說(shuō)，南亞高壓加強(qiáng)東移，副高加強(qiáng)西伸，中高層輻散增強(qiáng)，其“抽吸作用”有利于低層輻合，從而有利于臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)。

4.3 有利的低層大氣垂直風(fēng)切變

風(fēng)速垂直切變（Vertical Wind Shear，VWS）對(duì)臺(tái)風(fēng)發(fā)展的影響很大，本文利用ERA-5 再分析資料計(jì)算不同層次間的VWS，以此研究其對(duì)“米克拉”臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)的影響。具體做法為：以臺(tái)風(fēng)位置為中心點(diǎn)選取10 °×10 ° 區(qū)域，計(jì)算“米克拉”強(qiáng)度變化過程中垂直風(fēng)切變的區(qū)域平均值，用200 hPa與850 hPa 之間的垂直風(fēng)切代表深層大氣VWS，200 hPa 與500 hPa 之間的垂直風(fēng)切代表高層大氣VWS，500 hPa 與850 hPa 之間的垂直風(fēng)切代表低層大氣VWS。

白莉娜等[7]研究發(fā)現(xiàn)深層大氣VWS 低于8 m/s時(shí)有利于臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)，且這種增強(qiáng)作用有一定的時(shí)間滯后。高拴柱等[15]診斷發(fā)現(xiàn)在“莫蘭蒂”快速增強(qiáng)過程中，其深層、高層大氣VWS 基本都在5 m/s 左右，低層大氣VWS 最小能達(dá)到2 m/s 以下。圖4給出“米克拉”的分析結(jié)果，其深層與高層大氣VWS 演變趨勢(shì)保持一致，發(fā)展前期，深層與高層大氣VWS 值先略有下降，方向以偏東為主，從10 日02 時(shí)開始，VWS 值不斷增大，基本都保持在8 m/s 以上，VWS 方向偏北分量增大，以東北方向?yàn)橹?。這表明深層與高層大氣VWS 對(duì)于“米克拉”的增強(qiáng)沒有起到有利的作用。Wang 等[22]統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)活躍季節(jié)，對(duì)比深層切變，低層切變與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化的負(fù)相關(guān)更加顯著。故本文進(jìn)一步探討低層大氣VWS 對(duì)“米克拉”增強(qiáng)的作用，在“米克拉”發(fā)展過程中，低層大氣VWS 值不斷減小，到10日17時(shí)達(dá)到1 m/s以下，急劇增強(qiáng)階段略有增大，但基本保持在4 m/s 以下。10 日14 時(shí)之前低層大氣VWS 方向偏南分量逐漸增大，以東南方向?yàn)橹?，之后偏北分量突增，由東南方向轉(zhuǎn)變?yōu)闁|北方向。

圖4 臺(tái)風(fēng)“米克拉”深層（200～850 hPa）、高層（200～500 hPa）、低層（500～850 hPa）大氣區(qū)域平均（10 °×10 °）VWS大小（a，單位：m/s）和方向（b，單位：°，0 °代表指向正北）的時(shí)間演變圖

由上述分析可知，不同于許多其他臺(tái)風(fēng)深層大氣VWS 是其增強(qiáng)的有利因子[13，15，21]，持續(xù)較小的低層大氣VWS 對(duì)“米克拉”增強(qiáng)的作用更加顯著。

4.4 加強(qiáng)的偏南-西南急流

圖5 給出了“米克拉”急劇增強(qiáng)前后850 hPa風(fēng)場(chǎng)與水汽通量場(chǎng)分布，在急劇增強(qiáng)前，臺(tái)風(fēng)西南側(cè)海面以偏西風(fēng)為主，低層大氣風(fēng)切方向?yàn)闁|南方向，水汽通量大值區(qū)主要位于臺(tái)風(fēng)中心逆風(fēng)切方向左側(cè)，強(qiáng)度達(dá)到28 kg/(m·hPa·s)；臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)之后，風(fēng)切方向轉(zhuǎn)變?yōu)闁|北方向，水汽通量明顯增強(qiáng)，大值區(qū)由逆風(fēng)切左側(cè)擴(kuò)展到整個(gè)逆風(fēng)切方向，達(dá)到40 kg/(m·hPa·s)以上，偏南-西南急流明顯加強(qiáng)，臺(tái)風(fēng)中心附近風(fēng)速達(dá)到36 m/s 以上,源源不斷向臺(tái)風(fēng)輸送水汽，使臺(tái)風(fēng)的水汽和低層潛熱能不斷增加，從而使臺(tái)風(fēng)暖心不斷發(fā)展。將“米克拉”在急劇增強(qiáng)前后的相當(dāng)位溫場(chǎng)以及流場(chǎng)沿著低層大氣VWS 方向做剖面，10 日14 時(shí)，“米克拉”上升運(yùn)動(dòng)在中低層發(fā)展較強(qiáng)，臺(tái)風(fēng)的出流層在300～400 hPa 之間，相當(dāng)位溫達(dá)到352 K 左右，臺(tái)風(fēng)中高層的暖心結(jié)構(gòu)明顯，且存在明顯的不對(duì)稱特征，在臺(tái)風(fēng)中心逆風(fēng)切方向存在發(fā)展高度在700 hPa 的反環(huán)流，阻止了臺(tái)風(fēng)東南側(cè)方向的對(duì)流發(fā)展。11 日08 時(shí)，臺(tái)風(fēng)發(fā)展明顯加強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)顯著增大，臺(tái)風(fēng)的出流層明顯升高，達(dá)到250～200 hPa，臺(tái)風(fēng)中心逆風(fēng)切方向的反環(huán)流消失，臺(tái)風(fēng)的暖心結(jié)構(gòu)明顯加強(qiáng)，出流層的相當(dāng)位溫達(dá)到360 K 以上，且相對(duì)于急劇增強(qiáng)之前，暖心結(jié)構(gòu)變得更加對(duì)稱。

圖5 8月10日14時(shí)850 hPa水汽通量（陰影，kg/(m·hPa·s)），風(fēng)矢量（m/s）（a）；8月10日14時(shí)沿（a）中紅線AB的相當(dāng)位溫（陰影，K），風(fēng)矢量（m/s）的垂直剖面（b）；（c）同（a），但為8月11日08時(shí)；（d）同（b），但為8月11日08時(shí)沿（c）中紅線CD的垂直剖面 紅色實(shí)線BA、DC為風(fēng)切變方向，黑色圓點(diǎn)代表當(dāng)前時(shí)刻臺(tái)風(fēng)中心位置。

5 “米克拉”結(jié)構(gòu)特征分析

5.1 渦度、散度與垂直速度的加強(qiáng)特征

渦度是反映臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化的重要指標(biāo)，圖6a、6b給出了“米克拉”增強(qiáng)前后過臺(tái)風(fēng)中心的渦度緯向剖面圖，在臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)之前，渦度柱的中心值為5×10-4s-1，最大正渦度中心位于對(duì)流層中高層400～500 hPa，臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)之后，最大正渦度中心向?qū)α鲗又械蛯訑U(kuò)展，位于700 hPa 左右，達(dá)到8×10-4s-1。從散度（圖6c、6d）以及垂直速度（圖6e、6f）的緯向剖面來(lái)看，“米克拉”急劇增強(qiáng)之前，高層的輻散強(qiáng)度以及低層的輻合強(qiáng)度均較小，臺(tái)風(fēng)內(nèi)部上升運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的層結(jié)位于300～400 hPa，最大值達(dá)到-2 Pa/s?！懊卓死奔眲≡鰪?qiáng)之后，輻散層、輻合層以及上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)明顯向?qū)α鲗又械蛯訑U(kuò)展，與渦度場(chǎng)一致。輻散中心位于400～500 hPa，最大達(dá)到3×10-4s-1，輻合中心達(dá)到-3×10-4s-1，位于900～1000 hPa，上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，最強(qiáng)的層結(jié)位于700～800 hPa，達(dá)到-6 Pa/s。低層的氣旋性渦度和水平散度的輻合有利于形成上升氣流和向上輸送水汽，凝結(jié)潛熱的釋放可使云團(tuán)內(nèi)的空氣增暖，形成臺(tái)風(fēng)的暖心結(jié)構(gòu)。

圖6 8月10日14時(shí)（a）和11日08時(shí)（b）過臺(tái)風(fēng)中心渦度緯向剖面圖（單位：10-5 s-1）；8月10日14時(shí)（c）和11日08時(shí)（d）過臺(tái)風(fēng)中心散度緯向剖面圖（單位：10-5 s-1）；8月10日14時(shí)（e）和11日08時(shí)（f）過臺(tái)風(fēng)中心垂直速度緯向剖面圖（單位：Pa/s） 黑色臺(tái)風(fēng)圖標(biāo)代表當(dāng)前時(shí)刻臺(tái)風(fēng)中心位置。

5.2 對(duì)流層低層動(dòng)能增強(qiáng)

動(dòng)能在總比能中占的比例較小，但在臺(tái)風(fēng)天氣中的表現(xiàn)最有特點(diǎn)，對(duì)臺(tái)風(fēng)的維持和發(fā)展具有重要的意義[23]，于玉斌等[13]等分析發(fā)現(xiàn)在“桑美”臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)過程中，對(duì)流層高層動(dòng)能的下傳是對(duì)流層低層動(dòng)能補(bǔ)充的途徑之一。

圖7a 是“米克拉”中心附近4 °×4 °區(qū)域的動(dòng)能平均值，“米克拉”急劇增強(qiáng)之前，中高層動(dòng)能不斷增大，10 日08—14 時(shí)500～400 hPa 存在動(dòng)能的大值區(qū)，動(dòng)能達(dá)到120 m2/s2。對(duì)流層低層輻合較弱（圖6c），600 hPa 以下動(dòng)能變化不大，且維持較小，基本在80 m2/s2以下。而隨著“米克拉”急劇增強(qiáng)，對(duì)流層低層輻合、中高層輻散明顯加強(qiáng)（圖6d），高層出流將一部分動(dòng)能輸送給四周的大氣，對(duì)流層中高層動(dòng)能減小，基本在60～80 m2/s2，對(duì)流層低層動(dòng)能不斷增大，在11 日05—11 時(shí)低層動(dòng)能達(dá)到最大，達(dá)到140 m2/s2左右。

圖7 “米克拉”區(qū)域平均(4 °×4 °)動(dòng)能演變圖（單位：m2/s2） a.高度-時(shí)間剖面；b.400 hPa以及850 hPa動(dòng)能演變。

為進(jìn)一步揭示臺(tái)風(fēng)“米克拉”強(qiáng)度增強(qiáng)過程中對(duì)流層中高層動(dòng)能與低層動(dòng)能的演變規(guī)律，本文用400 hPa 代表對(duì)流層中高層，850 hPa 代表對(duì)流層低層，在400 hPa 高度圖上（圖7b），“米克拉”生成之后，動(dòng)能不斷增加，到10 日14 時(shí)達(dá)到最大140 m2/s2左右，10 日14—20 時(shí)400 hPa 動(dòng)能急劇減小，下降幅度達(dá)到50 m2/s2，臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)階段，400 hPa 動(dòng)能緩慢下降。而850 hPa 高度上，10 日20時(shí)前動(dòng)能有所波動(dòng)，但總體變化不大，臺(tái)風(fēng)急劇增 強(qiáng) 階 段，850 hPa 動(dòng) 能 逐 步 增 加，11 日08 時(shí)850 hPa動(dòng)能達(dá)到最大，達(dá)到150 m2/s2。

這說(shuō)明“米克拉”的發(fā)展增強(qiáng)主要體現(xiàn)在對(duì)流層低層動(dòng)能的不斷增強(qiáng)，在增強(qiáng)過程中，對(duì)流層低層存在其他能量的補(bǔ)充，使得動(dòng)能不斷增加。對(duì)流層中高層動(dòng)能在“米克拉”急劇增強(qiáng)前的減小，可能與臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)的高空出流相關(guān)。根據(jù)于玉斌等[13]的研究結(jié)論，臺(tái)風(fēng)“米克拉”對(duì)流層中高層動(dòng)能的減少可能也與部分動(dòng)能下傳到對(duì)流層低層有關(guān)。

5.3 臺(tái)風(fēng)深對(duì)流云系發(fā)展

圖8 是“米克拉”從生成到急劇增強(qiáng)階段的葵花8 號(hào)衛(wèi)星紅外通道TBB 分布圖，臺(tái)風(fēng)在生成初期，結(jié)構(gòu)比較松散，呈現(xiàn)明顯的不對(duì)稱現(xiàn)象，旺盛的對(duì)流云團(tuán)離臺(tái)風(fēng)中心較遠(yuǎn)，主要分布在臺(tái)風(fēng)的西南側(cè)。10 日08 時(shí)臺(tái)風(fēng)低壓云型和強(qiáng)度存在較強(qiáng)的南北不對(duì)稱性，云系的對(duì)流強(qiáng)度整體較弱，TBB在210 K左右。10日20時(shí)臺(tái)風(fēng)深對(duì)流云系明顯發(fā)展加強(qiáng)，從臺(tái)風(fēng)西南側(cè)擴(kuò)展到東南側(cè)，TBB 下降到190 K以下，臺(tái)風(fēng)北側(cè)對(duì)流較弱。11日08時(shí)，TBB＜208 K 的深對(duì)流云系面積迅速增大，臺(tái)風(fēng)北側(cè)分裂出的云團(tuán)快速減弱消亡，南側(cè)云團(tuán)出現(xiàn)爆發(fā)式對(duì)流性發(fā)展，臺(tái)風(fēng)中心呈現(xiàn)近圓形，結(jié)構(gòu)變得更加緊實(shí)集中。

圖8 8月9日20時(shí)（a）、10日08時(shí)（b）、10日20時(shí)（c）、11日08時(shí)（d）葵花8號(hào)衛(wèi)星紅外通道TBB分布（單位：K）綠色臺(tái)風(fēng)標(biāo)志代表當(dāng)前時(shí)刻臺(tái)風(fēng)所在位置。

Wu 等[24]統(tǒng)計(jì)研究1982—2017 年全球臺(tái)風(fēng)日變化，發(fā)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)快速增強(qiáng)的時(shí)刻多出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間的03—09 時(shí)，這種快速增強(qiáng)與TBB＜208 K 的深對(duì)流云系的覆蓋面積聯(lián)系緊密?！懊卓死钡目焖僭鰪?qiáng)時(shí)段為10 日20 時(shí)—11 日08 時(shí)，圖9a 給出了10 日08 時(shí)—11 日14 時(shí)“米克拉”中心附近2 °×2 °區(qū)域的對(duì)流云系中TBB＜208 K 的網(wǎng)格數(shù)的時(shí)間演變，可以發(fā)現(xiàn)，TBB＜208 K的深對(duì)流云系覆蓋面積不斷增大，在“米克拉”急劇增強(qiáng)前12 h，這種增長(zhǎng)較為平緩，而在臺(tái)風(fēng)開始急劇增強(qiáng)時(shí)（10 日20時(shí)起），增長(zhǎng)幅度明顯加強(qiáng)，到11 日08 時(shí)達(dá)到最大，面積為10日08時(shí)的近3倍。臺(tái)風(fēng)登陸之后，強(qiáng)度迅速減弱，云系面積也迅速減小。

圖9 葵花8號(hào)衛(wèi)星“米克拉”中心附近2 °×2 °區(qū)域的對(duì)流云系中TBB＜208 K的網(wǎng)格數(shù)的時(shí)間演變（a）和對(duì)流云團(tuán)BTD箱線圖的時(shí)間演變（b,單位：℃，黑色實(shí)線代表平均值）

衛(wèi)星觀測(cè)與輻射傳輸分析表明，對(duì)流云團(tuán)紅外水汽波段（Water Vapor，WV）與紅外窗區(qū)波段（Infrared Window，IRW）的 亮 溫 差（Brightness Temperature Difference，BTD）具有顯著特征，利用對(duì)流云團(tuán)BTD 紅外亮溫特征可以識(shí)別對(duì)流云團(tuán)，而且可以進(jìn)一步對(duì)對(duì)流云團(tuán)的強(qiáng)度進(jìn)行量化。BTD 表示為：BTD=BT(WV)-BT(IRW)，BTD 依賴于紅外水汽與窗區(qū)光譜響應(yīng)及其定標(biāo)差異，對(duì)于日本葵花8 號(hào)衛(wèi)星，使用波段08 以及14 作為WV和IRW 波段。密實(shí)云頂BTD 趨近于0，對(duì)流云團(tuán)發(fā)展越強(qiáng)烈，云團(tuán)頂部越密實(shí)，在強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)頂部，由于沖頂水汽作用，BTD逆轉(zhuǎn)為正值[25]。

圖9b給出了10日08時(shí)—11日14時(shí)“米克拉”中心附近2 °×2 °區(qū)域的對(duì)流云團(tuán)BTD 箱線圖的時(shí)間演變，在“米克拉”急劇增強(qiáng)前（10 日08—20時(shí)），BTD 區(qū)域平均值波動(dòng)增大，區(qū)域中BTD 值離散度較大，上四分位數(shù)不斷增大，從0 ℃增加到2 ℃，下四分位數(shù)基本在-10～-20 ℃，這說(shuō)明，此時(shí)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的增強(qiáng)主要體現(xiàn)在小范圍的深對(duì)流云系對(duì)流強(qiáng)度的增強(qiáng)，覆蓋面積變化不大，還不夠有組織化。而到了“米克拉”急劇增強(qiáng)階段，BTD 區(qū)域平均值明顯增大，區(qū)域中BTD 值離散度不斷減小，上四分位數(shù)基本保持在2 ℃，下四分位數(shù)不斷增大，從-13 ℃增大到0 ℃，這說(shuō)明，此時(shí)臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)并不是體現(xiàn)在深對(duì)流云系對(duì)流強(qiáng)度的進(jìn)一步增強(qiáng)，而是由于深對(duì)流云系不斷被組織起來(lái)，覆蓋面積不斷增大，而這也與前面的分析一致。

6 結(jié)論和討論

2020 年第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”生命史短，發(fā)展迅速，在中國(guó)臺(tái)灣海峽南部海面經(jīng)歷了急劇增強(qiáng)過程，登陸前加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)級(jí)別，通過對(duì)其強(qiáng)度變化的對(duì)比分析，主要結(jié)論如下。

（1）南海東部海面溫度位于29～30 ℃之間，比常年偏暖，為臺(tái)風(fēng)“米克拉”生成并急劇增強(qiáng)提供了十分有利的下墊面條件。200 hPa 加強(qiáng)東移的南亞高壓、500 hPa 加強(qiáng)西伸的副高、低層明顯加強(qiáng)的偏南-西南急流是“米克拉”急劇增強(qiáng)的主要影響系統(tǒng)。相對(duì)比深層和高層大氣，持續(xù)低于4 m/s 的低層大氣VWS 是“米克拉”急劇增強(qiáng)的重要因子。

（2）“米克拉”的增強(qiáng)主要體現(xiàn)在對(duì)流層低層動(dòng)能的不斷增強(qiáng)，在其增強(qiáng)過程中，其最大正渦度中心、輻散層、輻合層以及上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)明顯向?qū)α鲗又械蛯訑U(kuò)展，且中低層的氣旋性渦度、低層輻合強(qiáng)度、中高層輻散強(qiáng)度以及上升運(yùn)動(dòng)均明顯加強(qiáng)。對(duì)流層中高層動(dòng)能在臺(tái)風(fēng)急劇增強(qiáng)前的減小可能與臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)的高空出流相關(guān)，對(duì)提前預(yù)測(cè)“米克拉”的增強(qiáng)有一定的指示意義。

（3）“米克拉”臺(tái)風(fēng)TBB＜208 K的深對(duì)流云系面積、對(duì)流云團(tuán)BTD 值與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在“米克拉”急劇增強(qiáng)前，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的增強(qiáng)主要體現(xiàn)在小范圍的深對(duì)流云系對(duì)流強(qiáng)度的增強(qiáng)，深對(duì)流云系覆蓋面積變化不大；在急劇增強(qiáng)階段，主要體現(xiàn)在深對(duì)流云系組織的更加緊實(shí)集中，覆蓋面積明顯增大。

本文針對(duì)臺(tái)風(fēng)“米克拉”近海加強(qiáng)的特征進(jìn)行診斷分析，僅從海溫、影響系統(tǒng)、垂直風(fēng)切變、動(dòng)能、深對(duì)流云系等方面進(jìn)行了初步探討，希望可以對(duì)日后近海加強(qiáng)的南海臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)提供一定的參考。另外對(duì)于其強(qiáng)度變化更深層次的原因，接下去還有賴于利用高分辨率數(shù)值模式來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探討。