周建輝

摘要 鑒于ECMWF再分析資料、FY-2e衛(wèi)星TBB資料和浙江省中尺度站降水資料等，對影響浙江嚴(yán)重的2013年第22號臺風(fēng)菲特移動路徑和降水落區(qū)進行了綜合分析，并對菲特登陸前后的物理量進行了診斷分析。結(jié)果表明：西風(fēng)槽東移，副高加強西伸和丹娜思的互旋作用是臺風(fēng)高緯度突然西折進而影響浙江的主要原因；菲特臺風(fēng)具有明顯的不對稱結(jié)構(gòu)；丹娜思外圍低空急流里持續(xù)的水汽輸送，為臺風(fēng)后期強降水提供了充沛的水汽來源；高層強輻散和低層強輻合區(qū)域與高低空急流位置密切相關(guān)，與強降水區(qū)域具有很好的相關(guān)性；中層入侵的冷空氣和低層暖濕氣流在30°N附近相遇，觸發(fā)對流不穩(wěn)定，是造成臺風(fēng)后期這一區(qū)域強降水的重要原因。

關(guān)鍵詞 菲特臺風(fēng)；強降水；診斷分析；浙江省

中圖分類號 P426.61 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）20-0185-04

臺風(fēng)（熱帶氣旋）是發(fā)生在熱帶或副熱帶洋面上，具有有組織和氣旋性環(huán)流的非鋒面性渦旋的總稱，是影響浙江省最嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣之一[1-3]。近幾十年在西太平洋臺風(fēng)研究領(lǐng)域，國內(nèi)外氣象學(xué)者已取得了諸多成果。陳聯(lián)壽等、藤原等、李 英等、丁治英等分別從不同尺度系統(tǒng)和不同緯度環(huán)流的相互作用、雙渦旋相互作用、水汽輸送和能量轉(zhuǎn)換和冷空氣入侵等方面研究了登陸臺風(fēng)的異常移動路徑和強降水維持機制[1-2]。此外，國內(nèi)外數(shù)值試驗和相關(guān)研究還表明：高空冷渦可使臺風(fēng)運動發(fā)生突然轉(zhuǎn)折；2個相互作用的渦旋是否相互影響依賴于渦旋渦度的分布。這些研究和試驗不僅有助于我們加深對登陸臺風(fēng)活動的認識，還有助于對登陸臺風(fēng)路徑和降水規(guī)律的預(yù)報水平的提高。

登陸臺風(fēng)在冷空氣和雙臺風(fēng)同時作用下活動的情況較為罕見，此類研究尚不多見，具有非常高的研究價值。2013年第23號臺風(fēng)菲特是影響浙江嚴(yán)重的臺風(fēng)，菲特在登陸前后有2個明顯特征：第一，北上過程中，路徑突然西折，預(yù)報難度大；第二，呈秋臺風(fēng)特性，風(fēng)雨強度大，極大風(fēng)速和日面雨量均破浙江省歷史記錄。本文主要利用每天4次ECMWF再分析資料、FY-2e衛(wèi)星TBB資料和浙江省中尺度站降水資料等進行物理量診斷分析，并簡單探討了臺風(fēng)登陸前異常移動路徑及造成浙江省大范圍強降水天氣的成因[3-4]，為日后的預(yù)報業(yè)務(wù)工作提供參考依據(jù)。

1 臺風(fēng)概況和降水落區(qū)及災(zāi)情

2013年9月下旬，西北太平洋海溫異常偏高，菲律賓以東洋面上熱帶氣旋擾動頻繁，1323號臺風(fēng)菲特于9月30日20：00（北京時間，下同）在13.9°N、132.5°E生成（圖1），強度為熱帶風(fēng)暴級別[5-6]。10月1日17：00發(fā)展為強熱帶風(fēng)暴，3日5：00加強為臺風(fēng)，4日17：00繼續(xù)加強為強臺風(fēng)，7日1：15在浙閔交界處（福建省福鼎市沙埕鎮(zhèn)沿海）登陸，登錄時中心附近最大風(fēng)力為14級（42 m/s），中心最大氣壓為955 hPa，是2001年以來10月登陸我國大陸強度最強的臺風(fēng)。登陸后臺風(fēng)強度迅速減弱，3：00減弱為臺風(fēng)，4：00減弱為強熱帶風(fēng)暴，5：00減弱為熱帶風(fēng)暴，9：00在福建省建甌市境內(nèi)減弱為熱帶低壓，11：00中央氣象臺對其停止編號，其殘余云系仍造成我國華東北部地區(qū)強降水天氣。

據(jù)浙江省人民政府防汛防臺抗旱指揮部辦公室公布數(shù)據(jù)（圖2），菲特臺風(fēng)共造成浙江874.25萬人受災(zāi)，死亡10人，失蹤4人，倒塌房屋3.06萬間；余姚、奉化、安吉、上虞等18縣（市、區(qū)）城市被淹；超10萬輛汽車受損，其中寧波超5萬輛；因災(zāi)造成直接經(jīng)濟損失275.58億元。

2 臺風(fēng)移動路徑分析

臺風(fēng)移動既受臺風(fēng)內(nèi)部因子的作用，又受環(huán)境條件的影響，內(nèi)部因子是渦旋本身流場在地轉(zhuǎn)偏向力作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，主要在臺風(fēng)初生成時起作用，而臺風(fēng)在移動過程中主要由環(huán)流背景及影響系統(tǒng)作用下引導(dǎo)氣流所支配[4]。根據(jù)環(huán)流背景及影響系統(tǒng)的不同，可將此次臺風(fēng)移動發(fā)展過程大致劃分為4個階段。第一階段：副高強盛，西北行，引導(dǎo)氣流偏弱。菲特臺風(fēng)于9月30日20：00（圖3a）生成時，中高緯為“兩槽一脊”型，兩槽分別位于貝加爾湖和朝鮮半島附近，強盛的副高控制著我國華東、華南大部分地區(qū)，脊線位于25°N，西脊點伸至110°E附近。此時臺風(fēng)中心距離588線約10個經(jīng)距，引導(dǎo)氣流較弱，朝西北偏西方向移動，移速較慢。第二階段：副高斷裂，引導(dǎo)氣流逐漸加強，轉(zhuǎn)為經(jīng)向型環(huán)流，偏北行。10月2日14：00（圖3b）隨著西風(fēng)槽東移出海，華北地區(qū)轉(zhuǎn)為槽后西北氣流，槽底在25°N附近，副高在臺風(fēng)所在經(jīng)度（130°E）斷裂，引導(dǎo)氣流轉(zhuǎn)為經(jīng)向型環(huán)流，臺風(fēng)中心迅速轉(zhuǎn)向北上。同時，臺風(fēng)倒槽右側(cè)風(fēng)速也開始逐漸增大，引導(dǎo)氣流增強，臺風(fēng)中心移動速度明顯加快。第三階段：副高西伸和雙臺作用下，引導(dǎo)氣流偏西分量大，突然西折。10月5日8：00（圖3c），隨著華北地區(qū)再次轉(zhuǎn)為槽前西南氣流，副熱帶高壓又開始逐漸加強，脊線北跳至30°N附近，西脊點伸至125°E以西，引導(dǎo)氣流偏西分量增大。同時隨著丹娜絲臺風(fēng)強度增強，兩者距離逐漸拉近，雙臺風(fēng)互旋作用明顯，臺風(fēng)移動路徑西折明顯，第四階段：10月7日2：00（圖3d）臺風(fēng)登陸后，受下墊面摩擦、副高引導(dǎo)氣流的減弱和冷空氣入侵等因素影響，臺風(fēng)西移減慢，強度迅速減弱，近似滯留。

3 臺風(fēng)非對稱結(jié)構(gòu)分析

從FY-2e衛(wèi)星紅外通道反演的TBB圖像上看，菲特臺風(fēng)登陸前后螺旋云帶具有明顯的非對稱性。臺風(fēng)登陸前（圖4a），對流云帶主要位于臺風(fēng)眼北部的浙南地區(qū)，最低亮溫小于-60 ℃，而其東側(cè)的丹娜思臺風(fēng)結(jié)構(gòu)較為對稱，有明顯的臺風(fēng)眼和密閉云區(qū)，對流發(fā)展旺盛。臺風(fēng)登陸后（圖4b），密閉云區(qū)向偏北方向移動，臺風(fēng)云系主要位于距離臺風(fēng)中心較遠的杭州灣附近，小于-50 ℃的亮云核區(qū)域明顯減少，結(jié)構(gòu)松散，丹娜思臺風(fēng)對流強度也趨于減弱。

4 臺風(fēng)強降水的診斷分析

4.1 水汽條件分析

圖5為臺風(fēng)登陸前后925 hPa水汽通量和風(fēng)矢量場，臺風(fēng)登陸前（圖5a）水汽通量大值區(qū)主要在臺風(fēng)倒槽內(nèi)，中心區(qū)域強度達60 g·hPa/s·cm2以上，此時水汽輸送通道主要有2條：一是來自其前部偏南氣流中南海地區(qū)，二是來自丹娜思臺風(fēng)頂部偏東氣流輸送下西太平洋地區(qū)。臺風(fēng)登陸后（圖5b）浙南地區(qū)水汽輸送迅速減弱，而菲特與丹娜思水汽輸送通道仍然維持，長三角地區(qū)水汽通量維持在20～35 g·hPa/s·cm2之間，丹娜思外圍低空急流里持續(xù)的水汽輸送，為這一地區(qū)后期強降水提供了充沛的水汽條件。endprint

4.2 動力條件分析

圖6是臺風(fēng)登陸前后，200 hPa和850 hPa高低空急流和散度場的水平分布，6日20：00臺風(fēng)北側(cè)浙東沿海地區(qū)高層為強輻散，低層為強輻合場，中心區(qū)域極值為60×10-6 /s和-60×10-6 /s，強輻散和強輻合區(qū)域與高低空急流位置密切相關(guān)（圖6a、圖6c）。7日8：00浙南地區(qū)850 hPa仍維持較強低層輻合運動，但這一區(qū)域200 hPa無明顯輻散，此時高層輻散主要位于29°N以北地區(qū)（圖6b、圖6d）。低層輻合、高層輻散的上下位置為強降水提供了動力條件，但此次過程中高空強輻散場更好地對應(yīng)了強降水落區(qū)[5-6]。

此外從臺風(fēng)登陸前后沿其低壓中心南北向的垂直運動剖面圖（圖7）上看，臺風(fēng)登陸前（圖7a）28°N附近維持著強而深厚的上升運動，中心位于800～600 hPa之間，強度在 -4.0×10-3 hPa/s以上，臺風(fēng)登陸后（圖7b）垂直運動呈現(xiàn)了強度由強到弱，垂直運動軸線向北傾斜的變化過程，與臺風(fēng)強降水的位置變化相對應(yīng)。

4.3 熱力條件分析

菲特減弱為熱帶低壓后，其外圍殘留云系是造成浙東北地區(qū)強降水的重要天氣尺度系統(tǒng)，分析冷空氣入侵對強降水的增幅作用是非常有必要的。陳聯(lián)壽等研究表明：冷空氣在熱帶氣旋不同的發(fā)展階段，其所起的作用不同。前期可使得熱帶氣旋變性而具有溫帶斜壓特征，使其獲得斜壓能量，位能轉(zhuǎn)化為動能而使渦旋得以加強或維持，到達后期，由于冷空氣大量入侵，造成臺風(fēng)眼壁、強對流及熱帶氣旋的暖心結(jié)構(gòu)受破壞，使其填塞消失。冷空氣活動對此次臺風(fēng)過程很好地驗證了上述觀點。為了解暴雨中心冷空氣入侵過程，沿暴雨中心所在經(jīng)度（121°E）作假相當(dāng)位溫和流場剖面圖，其中陰影部分為小于339 K的假相當(dāng)位溫，示蹤冷空氣。6日20：00冷空氣主體主要分布在800～500 hPa之間，位于29.5°N以北地區(qū)（圖8a）。7日8：00南北兩側(cè)冷空氣入侵明顯（圖8b），北側(cè)冷空氣從中層入侵，伸至28°N附近，臺風(fēng)結(jié)構(gòu)傾斜，偏南方向的暖濕氣流遇到冷空氣觸發(fā)了對流不穩(wěn)定，為臺風(fēng)后期強降水的發(fā)生提供了很好的熱力條件。

5 結(jié)論與討論

本文通過對1322號臺風(fēng)菲特影響期間，浙江省強降水的診斷分析，可以得出以下結(jié)論。

（1）西風(fēng)槽東移，副高加強西伸和丹娜思的互旋作用是臺風(fēng)高緯度突然西折進而影響浙江的主要原因。

（2）菲特臺風(fēng)具有明顯的不對稱結(jié)構(gòu)，登陸前對流云帶主要位于臺風(fēng)眼北部（浙江區(qū)域內(nèi)），登陸后對流云系迅速向北偏離臺風(fēng)中心。

（3）丹娜思外圍低空急流里持續(xù)的水汽輸送，為臺風(fēng)后期強降水提供了充足水汽；高層強輻散和低層強輻合區(qū)域與高低空急流位置密切相關(guān)，與強降水區(qū)域相關(guān)性很好。

（4）中層入侵的冷空氣和低層暖濕氣流在30°N附近相遇，觸發(fā)對流不穩(wěn)定，是臺風(fēng)后期該區(qū)域強降水的重要原因。

6 參考文獻

[1] 范學(xué)峰.“海棠”臺風(fēng)遠距離強降水分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2007（4）：30.

[2] 黃克慧.臺風(fēng)云娜后部強降水分析[J].氣象，2006（2）：98-103.

[3] 黃新晴，陸瑋，滕代高.“莫拉克”臺風(fēng)在浙江產(chǎn)生強降水的初步分析[J].科技通報，2015（3）：16-20.

[4] 馬曉琳，馬中元，黃水林，等.廬山夏季強降水與臺風(fēng)活動關(guān)系分析[J].暴雨災(zāi)害，2011（2）：177-181.

[5] 施望芝，毛以偉，王建生，等.臺風(fēng)降水云區(qū)中單站強降水診斷分析和預(yù)報[J].氣象科學(xué)，2006（6）：668-675.

[6] 宇如聰，原韋華，李建.降水過程的不對稱性[J].科學(xué)通報，2013（15）：1325-1392.endprint