菲特（1322）臺(tái)風(fēng)期間浙江強(qiáng)降水過程分析

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(duì)影響浙江嚴(yán)重的2013年第22號(hào)臺(tái)風(fēng)菲特移動(dòng)路徑和降水落區(qū)進(jìn)行了綜合分析，并對(duì)菲特登陸前后的物理量進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明：西風(fēng)槽東移，副高加強(qiáng)西伸和丹娜思的互旋作用是臺(tái)風(fēng)高緯度突然西折進(jìn)而影響浙江的主要原因；菲特臺(tái)風(fēng)具有明顯的不對(duì)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(tái)風(fēng)后期強(qiáng)降水提供了充沛的水汽來源；高層強(qiáng)輻散和低層強(qiáng)輻合區(qū)域與高低空急流位置密切相關(guān)，與強(qiáng)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(duì)流不穩(wěn)定，是造成臺(tái)風(fēng)后期這一區(qū)域強(qiáng)降水的重要原因。

關(guān)鍵詞 菲特臺(tái)風(fēng)；強(qiáng)降水；診斷分析；浙江省

中圖分類號(hào) P426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）20-0185-04

臺(tái)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(tái)風(fēng)研究領(lǐng)域，國(guó)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(tái)風(fēng)的異常移動(dòng)路徑和強(qiáng)降水維持機(jī)制[1-2]。此外，國(guó)內(nèi)外數(shù)值試驗(yàn)和相關(guān)研究還表明：高空冷渦可使臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)發(fā)生突然轉(zhuǎn)折；2個(gè)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(yàn)不僅有助于我們加深對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的認(rèn)識(shí)，還有助于對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)路徑和降水規(guī)律的預(yù)報(bào)水平的提高。

登陸臺(tái)風(fēng)在冷空氣和雙臺(tái)風(fēng)同時(shí)作用下活動(dòng)的情況較為罕見，此類研究尚不多見，具有非常高的研究?jī)r(jià)值。2013年第23號(hào)臺(tái)風(fēng)菲特是影響浙江嚴(yán)重的臺(tái)風(fēng)，菲特在登陸前后有2個(gè)明顯特征：第一，北上過程中，路徑突然西折，預(yù)報(bào)難度大；第二，呈秋臺(tái)風(fēng)特性，風(fēng)雨強(qiáng)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(jìn)行物理量診斷分析，并簡(jiǎn)單探討了臺(tái)風(fēng)登陸前異常移動(dòng)路徑及造成浙江省大范圍強(qiáng)降水天氣的成因[3-4]，為日后的預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作提供參考依據(jù)。

1 臺(tái)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(dòng)頻繁，1323號(hào)臺(tái)風(fēng)菲特于9月30日20：00（北京時(shí)間，下同）在13.9°N、132.5°E生成（圖1），強(qiáng)度為熱帶風(fēng)暴級(jí)別[5-6]。10月1日17：00發(fā)展為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，3日5：00加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，4日17：00繼續(xù)加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)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(shí)中心附近最大風(fēng)力為14級(jí)（42 m/s），中心最大氣壓為955 hPa，是2001年以來10月登陸我國(guó)大陸強(qiáng)度最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)。登陸后臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度迅速減弱，3：00減弱為臺(tái)風(fēng)，4：00減弱為強(qiáng)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(tái)對(duì)其停止編號(hào)，其殘余云系仍造成我國(guó)華東北部地區(qū)強(qiáng)降水天氣。

據(jù)浙江省人民政府防汛防臺(tái)抗旱指揮部辦公室公布數(shù)據(jù)（圖2），菲特臺(tái)風(fēng)共造成浙江874.25萬(wàn)人受災(zāi)，死亡10人，失蹤4人，倒塌房屋3.06萬(wàn)間；余姚、奉化、安吉、上虞等18縣（市、區(qū)）城市被淹；超10萬(wàn)輛汽車受損，其中寧波超5萬(wàn)輛；因?yàn)?zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失275.58億元。

2 臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑分析

臺(tái)風(fēng)移動(dòng)既受臺(tái)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(chǎng)在地轉(zhuǎn)偏向力作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，主要在臺(tái)風(fēng)初生成時(shí)起作用，而臺(tái)風(fēng)在移動(dòng)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(tái)風(fēng)移動(dòng)發(fā)展過程大致劃分為4個(gè)階段。第一階段：副高強(qiáng)盛，西北行，引導(dǎo)氣流偏弱。菲特臺(tái)風(fēng)于9月30日20：00（圖3a）生成時(shí)，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(qiáng)盛的副高控制著我國(guó)華東、華南大部分地區(qū)，脊線位于25°N，西脊點(diǎn)伸至110°E附近。此時(shí)臺(tái)風(fēng)中心距離588線約10個(gè)經(jīng)距，引導(dǎo)氣流較弱，朝西北偏西方向移動(dòng)，移速較慢。第二階段：副高斷裂，引導(dǎo)氣流逐漸加強(qiáng)，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(tái)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(tái)風(fēng)中心迅速轉(zhuǎn)向北上。同時(shí)，臺(tái)風(fēng)倒槽右側(cè)風(fēng)速也開始逐漸增大，引導(dǎo)氣流增強(qiáng)，臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)速度明顯加快。第三階段：副高西伸和雙臺(tái)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(qiáng)，脊線北跳至30°N附近，西脊點(diǎn)伸至125°E以西，引導(dǎo)氣流偏西分量增大。同時(shí)隨著丹娜絲臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)，兩者距離逐漸拉近，雙臺(tái)風(fēng)互旋作用明顯，臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑西折明顯，第四階段：10月7日2：00（圖3d）臺(tái)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(tái)風(fēng)西移減慢，強(qiáng)度迅速減弱，近似滯留。

3 臺(tái)風(fēng)非對(duì)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(tái)風(fēng)登陸前后螺旋云帶具有明顯的非對(duì)稱性。臺(tái)風(fēng)登陸前（圖4a），對(duì)流云帶主要位于臺(tái)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(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)較為對(duì)稱，有明顯的臺(tái)風(fēng)眼和密閉云區(qū)，對(duì)流發(fā)展旺盛。臺(tái)風(fēng)登陸后（圖4b），密閉云區(qū)向偏北方向移動(dòng)，臺(tái)風(fēng)云系主要位于距離臺(tái)風(fēng)中心較遠(yuǎn)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(tái)風(fēng)對(duì)流強(qiáng)度也趨于減弱。

4 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降水的診斷分析

4.1 水汽條件分析

圖5為臺(tái)風(fēng)登陸前后925 hPa水汽通量和風(fēng)矢量場(chǎng)，臺(tái)風(fēng)登陸前（圖5a）水汽通量大值區(qū)主要在臺(tái)風(fēng)倒槽內(nèi)，中心區(qū)域強(qiáng)度達(dá)60 g·hPa/s·cm2以上，此時(shí)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(tái)風(fēng)頂部偏東氣流輸送下西太平洋地區(qū)。臺(tái)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(zhǎng)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(qiáng)降水提供了充沛的水汽條件。endprint

4.2 動(dòng)力條件分析

圖6是臺(tái)風(fēng)登陸前后，200 hPa和850 hPa高低空急流和散度場(chǎng)的水平分布，6日20：00臺(tái)風(fēng)北側(cè)浙東沿海地區(qū)高層為強(qiáng)輻散，低層為強(qiáng)輻合場(chǎng)，中心區(qū)域極值為60×10-6 /s和-60×10-6 /s，強(qiáng)輻散和強(qiáng)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(qiáng)低層輻合運(yùn)動(dòng)，但這一區(qū)域200 hPa無明顯輻散，此時(shí)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(qiáng)降水提供了動(dòng)力條件，但此次過程中高空強(qiáng)輻散場(chǎng)更好地對(duì)應(yīng)了強(qiáng)降水落區(qū)[5-6]。

此外從臺(tái)風(fēng)登陸前后沿其低壓中心南北向的垂直運(yùn)動(dòng)剖面圖（圖7）上看，臺(tái)風(fēng)登陸前（圖7a）28°N附近維持著強(qiáng)而深厚的上升運(yùn)動(dòng)，中心位于800～600 hPa之間，強(qiáng)度在 -4.0×10-3 hPa/s以上，臺(tái)風(fēng)登陸后（圖7b）垂直運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)了強(qiáng)度由強(qiáng)到弱，垂直運(yùn)動(dòng)軸線向北傾斜的變化過程，與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降水的位置變化相對(duì)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(qiáng)降水的重要天氣尺度系統(tǒng)，分析冷空氣入侵對(duì)強(qiáng)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(dòng)能而使渦旋得以加強(qiáng)或維持，到達(dá)后期，由于冷空氣大量入侵，造成臺(tái)風(fēng)眼壁、強(qiáng)對(duì)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(dòng)對(duì)此次臺(tái)風(fēng)過程很好地驗(yàn)證了上述觀點(diǎn)。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(chǎng)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(tái)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(duì)流不穩(wěn)定，為臺(tái)風(fēng)后期強(qiáng)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(duì)1322號(hào)臺(tái)風(fēng)菲特影響期間，浙江省強(qiáng)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(qiáng)西伸和丹娜思的互旋作用是臺(tái)風(fēng)高緯度突然西折進(jìn)而影響浙江的主要原因。

（2）菲特臺(tái)風(fēng)具有明顯的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，登陸前對(duì)流云帶主要位于臺(tái)風(fēng)眼北部（浙江區(qū)域內(nèi)），登陸后對(duì)流云系迅速向北偏離臺(tái)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(tái)風(fēng)后期強(qiáng)降水提供了充足水汽；高層強(qiáng)輻散和低層強(qiáng)輻合區(qū)域與高低空急流位置密切相關(guān)，與強(qiáng)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(duì)流不穩(wěn)定，是臺(tái)風(fēng)后期該區(qū)域強(qiáng)降水的重要原因。

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