章鑫, 陳明玉

海洋水文學(xué)

臺(tái)風(fēng)登陸廣東沿海前后亮溫相對(duì)功率譜的變化特征分析*

章鑫1, 陳明玉2

1. 廣東省地震局, 中國(guó)地震局地震監(jiān)測(cè)與減災(zāi)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510070; 2. 浙江大學(xué)海洋學(xué)院, 浙江 舟山 316021

在2008—2017年間登陸廣東沿海的臺(tái)風(fēng)多達(dá)25個(gè), 但臺(tái)風(fēng)登陸區(qū)域周邊出現(xiàn)的熱輻射異?，F(xiàn)象并未引起太多關(guān)注。本文利用中國(guó)靜止氣象衛(wèi)星FY-2C/2E紅外遙感亮溫資料, 對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸引起的熱輻射異常進(jìn)行分析, 并使用亮溫相對(duì)功率譜對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸前后熱輻射時(shí)空分布進(jìn)行量化。研究發(fā)現(xiàn): 伴隨臺(tái)風(fēng)的登陸, 大于5倍以上背景值的亮溫相對(duì)功率譜經(jīng)歷了產(chǎn)生—增加—極大值—減弱—消亡的過(guò)程, 其持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于臺(tái)風(fēng)過(guò)程; 亮溫相對(duì)功率譜增強(qiáng)的區(qū)域與臺(tái)風(fēng)登陸路徑有一定的相關(guān)性, 受限于陸地條件和海洋熱量供給; 通過(guò)分析臺(tái)風(fēng)登陸路徑和臺(tái)風(fēng)登陸過(guò)程中亮溫相對(duì)功率譜變化趨勢(shì)可知, 臺(tái)風(fēng)登陸前后熱輻射持續(xù)10~20d, 期間的熱異常都與臺(tái)風(fēng)過(guò)程相關(guān)。臺(tái)風(fēng)登陸導(dǎo)致熱輻射的機(jī)制可能與海洋表面降溫、水汽聚集等因素有關(guān), 即臺(tái)風(fēng)吸收的海洋熱量隨環(huán)流上升過(guò)程被?！?dú)庀嗷プ饔盟{(diào)制, 導(dǎo)致不同頻段和區(qū)域出現(xiàn)熱輻射差異。

臺(tái)風(fēng); 亮溫相對(duì)功率譜; 廣東沿海; 熱輻射

臺(tái)風(fēng)的生成、移動(dòng)、增強(qiáng)和消亡過(guò)程都伴隨著熱能量的供給和耗散, 研究臺(tái)風(fēng)過(guò)程的熱散失可加深認(rèn)識(shí)臺(tái)風(fēng)整體過(guò)程。海面溫度(sea surface temperature, SST)的差異可導(dǎo)致氣旋的生成, 根據(jù)對(duì)影響臺(tái)風(fēng)變化的多種變量分析(Emanuel, 2005; Hoyos et al, 2006), 表明近幾十年來(lái)全球范圍內(nèi)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的增多趨勢(shì)主要與SST相關(guān)聯(lián)。在登陸我國(guó)的臺(tái)風(fēng)中, 楊龍奇(2015)分析了1215號(hào)臺(tái)風(fēng)“天秤”的登陸過(guò)程, 認(rèn)為SST降低的原因是不同海水層混合過(guò)程的冷抽吸; 李薛等(2016)通過(guò)研究臺(tái)風(fēng)“威馬遜”后認(rèn)為, SST降低具有非對(duì)稱性。此外, 吳迪生等(2001, 2006)研究認(rèn)為在熱帶輻合帶和熱帶氣旋系統(tǒng)內(nèi), 南海海氣界面熱量交換的變化與海面溫度變化趨勢(shì)不一致, 季風(fēng)控制南海時(shí), 南海以夏季風(fēng)響應(yīng)為主。賴志娟等(2011)研究表明, 南海冬季的上層海洋熱含量偏高或偏低時(shí), 次年南海夏季風(fēng)對(duì)應(yīng)地爆發(fā)偏早或偏晚。這都反映了臺(tái)風(fēng)過(guò)程伴隨著熱散失過(guò)程。除了監(jiān)測(cè)SST外, 我們還可以考慮監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)過(guò)程的熱紅外亮溫。

臺(tái)風(fēng)研究中注重利用多種監(jiān)測(cè)手段獲取臺(tái)風(fēng)本身的尺度、移動(dòng)方位等參數(shù), 但傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法中的浮標(biāo)、海洋站和鉆井平臺(tái)等難以實(shí)現(xiàn)大范圍的同步觀測(cè)。衛(wèi)星的散射計(jì)、輻射計(jì)、高度計(jì)和合成孔徑雷達(dá)等設(shè)備具有全天候和寬覆蓋等優(yōu)勢(shì), 已成為臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)的重要手段(Katsaros et al, 2002; 戚佩霓等, 2019)。劉貝等(2014)將ATOVS 亮溫資料同化應(yīng)用在臺(tái)風(fēng)數(shù)值模擬中, 改進(jìn)了臺(tái)風(fēng)路徑的模擬預(yù)報(bào)效果。利用衛(wèi)星對(duì)臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)一直是臺(tái)風(fēng)分析和預(yù)報(bào)的重要方法, 基于中國(guó)風(fēng)云靜止衛(wèi)星多光譜圖像云分類反演技術(shù), 已實(shí)現(xiàn)了除陸地和水面外的積雨云、多層云系等云的分類, 建立在云分類基礎(chǔ)上的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到約85%(Yu et al, 2011, 2012)。但前述的研究重點(diǎn)在于遙感應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)和降雨估計(jì), 對(duì)于臺(tái)風(fēng)登陸前后熱輻射的關(guān)注還不多見(jiàn)。

熱紅外遙感是氣象衛(wèi)星的常設(shè)通道之一(張勇等, 2016)。由于紅外頻段電磁波具有穿透某些障礙物的優(yōu)勢(shì), 因此熱輻射能量的強(qiáng)度和波譜分布位置依賴于物體表面狀態(tài)(張?jiān)? 2010)。如果能夠?qū)崟r(shí)捕捉到輻射行為的變化, 就可以實(shí)時(shí)反映臺(tái)風(fēng)登陸前后的熱輻射變化和空間分布。利用亮溫相對(duì)功率譜(relative power spectrum, RPS)可以實(shí)現(xiàn)此目的, 因此本文利用氣象衛(wèi)星FY—2C/E亮溫小時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品計(jì)算RPS, 以反映2008—2017年這10年間25個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸廣東沿海前后的熱輻射過(guò)程。

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1 數(shù)據(jù)和研究范圍

本文研究區(qū)域?yàn)閺V東省大部分地區(qū)和南海中北部(18°—26°N, 110°—120°E)。為了獲取熱紅外RPS的時(shí)序曲線, 選取了6個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)比較集中的0.5°×0.5°小區(qū)域范圍作為鄰近區(qū)域RPS均值的計(jì)算點(diǎn), 從東到西分別是: 汕頭(23°—23°30′N, 117°— 117°30′E); 汕尾(23°—23°30′N, 115°—115°30′E); 深圳(22°30′—23°N, 113°—113°30′E); 珠海—臺(tái)山(22°— 22°30′N, 112°—112°30′E); 陽(yáng)江(21°—21°30′N,111°30′—112°E); 湛江(20°—20°30′N, 110°— 110°30′E)。本文關(guān)注2008—2017年這十年間研究區(qū)域臺(tái)風(fēng)熱輻射過(guò)程, 在此期間共有25個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸廣東沿海, 如表1所示。其中, 粵西區(qū)域登陸臺(tái)風(fēng)較多, 粵東區(qū)域較少, 珠海—臺(tái)山地區(qū)登陸臺(tái)風(fēng)達(dá)到5個(gè), 是登陸次數(shù)最多的地點(diǎn)之一。

表1 2008—2017年登陸廣東沿海的臺(tái)風(fēng)基本信息

臺(tái)風(fēng)數(shù)據(jù)、路徑信息和登陸信息來(lái)自于中國(guó)氣象熱帶氣旋資料中心(http://tcdata.typhoon.org.cn/ zjljsjj_zlhq.html; Ying et al, 2014)。依據(jù)定義, 臺(tái)風(fēng)級(jí)別分為6級(jí), 本文中只使用了3級(jí)以上，如表1所示。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)有5個(gè), 級(jí)別為6; 強(qiáng)臺(tái)風(fēng)有5個(gè), 級(jí)別為5; 其余7個(gè)為一般臺(tái)風(fēng), 級(jí)別為4; 8個(gè)在登陸時(shí)已經(jīng)減弱為強(qiáng)熱帶氣旋, 級(jí)別為3。

2.2 亮溫相對(duì)功率譜的獲取

本文使用2008—2017年中國(guó)靜止氣象衛(wèi)星FY—2C/E亮溫小時(shí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品, 該地球同步靜止衛(wèi)星定點(diǎn)于104°30′E的赤道上空, 觀測(cè)范圍為中國(guó)大陸及鄰區(qū)。本文采用的是熱紅外中波, 即11.32~ 12.68μm波長(zhǎng)段的數(shù)據(jù), 選取當(dāng)?shù)匚缫挂院?個(gè)時(shí)次(北京時(shí)間1:00—5:00)的數(shù)據(jù)。為避免太陽(yáng)直接輻射造成的影響, 對(duì)5個(gè)時(shí)次數(shù)據(jù)求均值, 并用補(bǔ)窗法進(jìn)行去背景趨勢(shì)處理, 形成日值亮溫?cái)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理使用了小波變換和功率譜估計(jì)法, 有限時(shí)間序列的小波變換公式如下:

對(duì)熱紅外亮溫?cái)?shù)據(jù)的小波變換, 高階小波尺度部分年際特征明顯(圖1d), 因此可將長(zhǎng)周期成分通過(guò)去除7階小波尺度部分來(lái)消除其影響。處理后的數(shù)據(jù)為亮溫波形數(shù)據(jù), 單位為℃(圖1e—f)。最終用小波2階的低通部分減去小波7階的低通部分, 即保留了中間頻帶部分信息, 舍去了高頻和低頻信息, 得到2減7階(圖1e)、3減7階、4減7階(圖1f)等數(shù)據(jù), 此步驟相當(dāng)于一個(gè)帶通濾波。

圖1 熱紅外亮溫?cái)?shù)據(jù)經(jīng)小波變換后信息分離

a為原始亮溫?cái)?shù)據(jù)序列; b—d為小波分離后的2、4、6階結(jié)果, 黑色線表示對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分離的結(jié)果; e—g分別為2、4、6階細(xì)節(jié)與7階尺度的差, 紅色線表示對(duì)分離結(jié)果取相對(duì)差值

Fig. 1 Wavelet transformation results of RPS. Panel a shows the original brightness temperature data sequence. Panels b-d show the results of the 2/4/6 order after wavelet separation, with black curve representing the results of wavelet separation of the original data. Panels e—g show the results of subtraction of 2/4/6 order detail and 7th order scale, with red curve representing the relative difference between the results of wavelet decomposition

功率譜估計(jì)參考了Welch算法(伊鑫等, 2010), 先將長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分為段, 每段點(diǎn), 再對(duì)每一段的數(shù)據(jù)加窗求傅里葉變換, 最后計(jì)算各段功率譜的平均值。計(jì)算式如下:

對(duì)上述小波變換及去除影響因素之后的數(shù)據(jù)計(jì)算功率譜, 考慮到臺(tái)風(fēng)的影響通常在20d至一個(gè)月左右, 本文以=64d為窗長(zhǎng),=1d為滑動(dòng)窗長(zhǎng)作傅里葉變換, 獲得結(jié)果的理論特征頻率分別為64、32、21、16、13和11d。時(shí)間約定為窗內(nèi)數(shù)據(jù)的最新時(shí)間, 對(duì)每個(gè)像元的時(shí)程數(shù)據(jù)滑動(dòng)一次可得一組功率譜, 得到本文中1—6頻段的亮溫相對(duì)功率譜曲線。利用(2)式計(jì)算得到第像元點(diǎn)第天第頻率的RPS變化幅值。并對(duì)其進(jìn)行幅值相對(duì)處理, 最后得到的結(jié)果為各像元(0.05°×0.05°范圍)的RPS值。功率譜計(jì)算及相對(duì)處理過(guò)程見(jiàn)郭曉等(2010), 在此研究基礎(chǔ)上對(duì)RPS又進(jìn)行了去背景值處理, 詳細(xì)計(jì)算過(guò)程見(jiàn)張麗峰等(2016)。這種處理方式計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單, 利用通過(guò)計(jì)算獲得的時(shí)—頻空間數(shù)據(jù)進(jìn)行全時(shí)空和全頻段掃描, 尋找幅值變化較大的對(duì)應(yīng)頻率(即特征周期)、時(shí)間和區(qū)域位置參數(shù), 再根據(jù)特征周期和時(shí)間參數(shù)作平面圖和時(shí)序曲線圖。

3 結(jié)果及分析

3.1 亮溫相對(duì)功率譜時(shí)序曲線

亮溫相對(duì)功率譜(或簡(jiǎn)稱“亮溫”)時(shí)序曲線考慮了廣東沿海臺(tái)風(fēng)登陸點(diǎn)比較集中的6個(gè)區(qū)域的均值, 圖2顯示了這6個(gè)區(qū)域的亮溫相對(duì)功率譜時(shí)序曲線與臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖2 亮溫相對(duì)功率譜時(shí)序曲線與臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系

a. 登陸廣東沿海的25個(gè)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和6個(gè)區(qū)域的RPS時(shí)序曲線; b. 汕尾區(qū)域1—3頻的時(shí)序曲線小波能譜; c. 汕尾區(qū)域4—6頻的時(shí)序曲線小波能譜

Fig. 2 Correspondence between RPS time series curves and typhoon landfall times. Panel a shows the 25 landfall typhoon strengths in the coast of Guangdong and the RPS time series curves for six regions. Panel b shows wavelet spectra of bands 1-3 in Shanwei. Panel c shows wavelet spectra of bands 4-6 in Shanwei

10年來(lái)在廣東沿海地區(qū)登陸的臺(tái)風(fēng)集中在6—10月出現(xiàn), 每年登陸臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)差別較大, 最多為2008年的5個(gè), 最少為2010和2011年各1個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸 (表1)。與之對(duì)應(yīng), 圖2中顯示的時(shí)序曲線峰值都出現(xiàn)在6—10月, 顯示出明顯的季節(jié)規(guī)律(圖2a)。把臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)間疊加到時(shí)序曲線中, 兩者具有高度一致性, 在臺(tái)風(fēng)登陸前后都出現(xiàn)了RPS峰值, 其中2013年的峰值明顯地出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸之后。值得注意的是, 臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)的級(jí)別和峰值高低無(wú)明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。

把汕尾區(qū)域的綜合時(shí)序曲線進(jìn)行小波能譜分析, 圖2b中短周期(<32d)的高能仍集中出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸前后, 這與時(shí)序曲線的特點(diǎn)吻合; 而在32~64d的周期范圍內(nèi), 高能量只集中出現(xiàn)在2009、2013和2016年, 而根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì), 2009年在惠東縣有臺(tái)風(fēng)“浪卡”(Nangka)登陸, 離汕尾約50km; 2013年在汕尾有超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“天兔”登陸; 2016年在汕尾臺(tái)風(fēng)“海馬”登陸, 在時(shí)間上有比較好的對(duì)應(yīng)。2015年7月9日在陸豐登陸的1510號(hào)臺(tái)風(fēng)“海馬”在32~64d的周期范圍無(wú)明顯增強(qiáng), 該臺(tái)風(fēng)的能譜峰值異常出現(xiàn)在16~ 32d的周期范圍。

3.2 典型臺(tái)風(fēng)的RPS演變

臺(tái)風(fēng)路徑兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)熱紅外RPS增強(qiáng), 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于臺(tái)風(fēng)周期。2017年08月23日超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“天鴿”登陸珠海臺(tái)山, 圖3為臺(tái)風(fēng)登陸前后的RPS演變趨勢(shì)。登陸前10天在南海區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)小范圍RPS增高現(xiàn)象, 此后增溫異常面積逐漸擴(kuò)大, RPS倍數(shù)增加, 至登陸日增強(qiáng)到背景值的4~9倍, 異常區(qū)域整體向NW方向移動(dòng), RPS區(qū)域前緣與海岸線大致平行; 登陸后1~3d, RPS增強(qiáng)的覆蓋面積仍在增加, 增強(qiáng)倍數(shù)達(dá)到最大, 最高為背景值的9.5倍。8月26日RPS異常面積達(dá)到最大, 基本覆蓋了珠江口全部, 并延伸到南海大部分區(qū)域; 強(qiáng)度最大部分出現(xiàn)在南海, 約為背景值的9.5倍。登陸3d后, 強(qiáng)度逐漸減弱、面積減小, 約20d后消失。

圖3 廣東沿海地區(qū)典型臺(tái)風(fēng)“天鴿”熱紅外RPS演變

a—h分別為臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程的典型RPS分布, 圖中日期為RPS獲取的實(shí)際日期, 紅色日期表示登陸當(dāng)日, 紅色線表示臺(tái)風(fēng)路徑, RPS頻段為1頻。d中超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“天鴿”登陸時(shí)間為2017-08-23, 登陸地點(diǎn)為臺(tái)山

Fig. 3 RPS evolution of a typical typhoon “Hato” in the coastal area of Guangdong. Panels a-h show the typical RPS distribution of typhoon development process. The date is the actual date used to obtain the RPS. The date in red indicates the date of landfall, the red line indicates the typhoon path, and the RPS is in band 1. Panel d shows the super typhoon "Hato" made landfall in Taishan on Aug 23, 2017

從整個(gè)RPS的演化進(jìn)程來(lái)看, 登陸前10d開(kāi)始出現(xiàn)異常, 而登陸后RPS異常持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng), 達(dá)到15d以上, RPS極值出現(xiàn)在登陸后3d。臺(tái)風(fēng)資料顯示, 8月20日“天鴿”生成, 8月19日在南海已經(jīng)形成較大范圍RPS異常, 這可能說(shuō)明臺(tái)風(fēng)生成前的大氣過(guò)程促使云頂熱輻射的增強(qiáng)。本次臺(tái)風(fēng)于8月25日停止編號(hào), 此時(shí)其經(jīng)過(guò)的廣東沿海卻處于RPS異常的峰值階段, 并且此RPS異常過(guò)程持續(xù)到登陸15d后, 這一RPS過(guò)程的持續(xù)時(shí)間段比臺(tái)風(fēng)本身演化時(shí)間長(zhǎng)。

不同的登陸地點(diǎn)也可能產(chǎn)生類似的RPS演化過(guò)程, 而且其熱紅外RPS持續(xù)時(shí)間可能更長(zhǎng), 滯后于登陸日的效應(yīng)更明顯。2015年7月9日超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“蓮花”登陸陸豐, 整體移動(dòng)方向?yàn)镹W, 此臺(tái)風(fēng)于7月2日生成, 7月10日結(jié)束。圖4a顯示, 7月1日珠江口以東的廣東陸地就開(kāi)始出現(xiàn)RPS異常, 其范圍從廣州附近延伸到閩粵交界區(qū)域, 強(qiáng)度為4~7倍背景值。此后直到登陸前(圖4b、c), RPS異常的范圍略微擴(kuò)大, 強(qiáng)度變化不大, 保持在4~7倍左右; 登陸后7d(圖4e), RPS范圍逐步擴(kuò)大, 南海上方逐漸出現(xiàn)大范圍RPS, 強(qiáng)度仍變化不大。至登陸后11~12d(圖4f、g), RPS異常范圍擴(kuò)大到本過(guò)程的最大, 幾乎占滿了所有研究范圍, 約達(dá)到10°×8°的面積; 其強(qiáng)度也達(dá)到最強(qiáng), 為背景值的5~9.5倍, 極值區(qū)域出現(xiàn)在南海洋面上方。臺(tái)風(fēng)登陸后13d, RPS異常面積開(kāi)始減小, 強(qiáng)度減弱, 覆蓋的主要范圍為海洋區(qū)域。另外值得注意的是, 本此RPS異常的邊緣仍與海岸線近似平行, RPS極值出現(xiàn)在登陸后12d(圖4g)。

圖4 廣東沿海地區(qū)典型臺(tái)風(fēng)“蓮花”的RPS演變

a—h分別為臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程的典型RPS分布, 圖中日期為RPS獲取的實(shí)際日期, 紅色日期表示登陸當(dāng)日, 紅色線表示臺(tái)風(fēng)路徑, RPS頻段為1頻。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“蓮花”登陸時(shí)間為2015-07-09, 登陸地點(diǎn)為陸豐

Fig. 4 RPS evolution of a typical typhoon “Linfa” in the coastal area of Guangdong. Panels a-h show the typical RPS distribution of typhoon development process. The date is the actual date used to obtain the RPS. The date in red indicates the date of landfall, the red line indicates the typhoon path, and the RPS is in band 1. Panel d shows the super typhoon “Linfa” made landfall Lufeng on Jul 09, 2015

對(duì)于未達(dá)到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別的熱帶氣旋, 也會(huì)引起登陸點(diǎn)附近的RPS增強(qiáng), 其演化過(guò)程與前述類似: 出現(xiàn)—擴(kuò)大(增強(qiáng))—登陸—范圍極大(最高倍數(shù))—縮小(減弱)—消失。圖5是2014年6月15日熱帶氣旋“海貝斯”登陸汕頭的熱輻射RPS異常演化。熱異常RPS的出現(xiàn)與該氣旋活動(dòng)延續(xù)的時(shí)間一致性較好, 6月10日氣旋剛生成(圖5a), 對(duì)粵東區(qū)域幾乎無(wú)影響; 氣旋登陸前1日(圖5b), 熱紅外RPS開(kāi)始出現(xiàn)在登陸點(diǎn)附近, 范圍比前幾日明顯增大, 相對(duì)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)(4~5倍); 6月15日登陸當(dāng)日RPS范圍擴(kuò)大到整個(gè)粵東沿海(圖5c), 強(qiáng)度比登陸前進(jìn)一步增強(qiáng)(4~6倍); 6月17日熱帶氣旋過(guò)境后(圖5d), 熱紅外RPS異常面積達(dá)到最大, 覆蓋了粵東沿海大部分區(qū)域, 異常強(qiáng)度最高達(dá)到了本次RPS的7.5倍; 此后RPS面積逐漸減小, 強(qiáng)度減弱, 直至7月初完全消失。這一過(guò)程體現(xiàn)為, 首先此臺(tái)風(fēng)形成的RPS強(qiáng)度相對(duì)較弱, 最高只達(dá)到6倍左右; 其次, RPS面積相對(duì)較小, 影響范圍僅限于粵東沿海; 最后, 持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng), RPS超過(guò)5倍持續(xù)時(shí)間不足10d。與前述幾個(gè)臺(tái)風(fēng)也有類似之處, 在于分布區(qū)域接近于登陸地點(diǎn), 且分布區(qū)域的前緣與海岸線近似平行。

3.3 同一事件的不同熱輻射頻段

處于不同頻段的熱輻射RPS, 其結(jié)果在區(qū)域空間的分布有差異(圖6)。以2010年7月22日登陸湛江吳川縣的臺(tái)風(fēng)“燦都”為例, 具體如下。

1) 1頻(1B)的RPS范圍最大, 主要分布區(qū)域?yàn)殛懙厣系幕浳鞯貐^(qū)(靠近登陸點(diǎn))、海上海南島以東南和珠江口以南的大部分海面, 其RPS為背景值的4~8倍;

2) 2頻(2B)RPS范圍小, 集中在陸地上的粵北地區(qū)和南海, RPS異常區(qū)前緣與海岸線近似平行, RPS為背景值的4~6倍;

圖5 一般強(qiáng)度熱帶氣旋“海貝斯”的RPS演變

a—f分別為臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程的典型RPS分布。圖中日期為RPS獲取的實(shí)際日期, 紅色日期表示登陸當(dāng)日, 紅色線表示臺(tái)風(fēng)路徑, RPS頻段為5頻?！昂Ｘ愃埂钡顷憰r(shí)間為2014-06-15, 登陸地點(diǎn)為汕頭

Fig. 5 RPS evolution of a low-intensity tropical cyclone “Hagibis” in the coastal area of Guangdong. Panels a-f show the typical RPS distribution of typhoon development process. The date is the actual date used to obtain the RPS. The date in red indicates the date of landfall, the red line indicates the typhoon path, and the RPS is in band 5. "Hagibis" made landfall in Shantou on Jun 15, 2014

圖6 不同頻率段出現(xiàn)的RPS異常

a—f分別為臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程的典型RPS分布, 圖中日期為RPS獲取的實(shí)際日期, 紅色線表示臺(tái)風(fēng)路徑, 圖中編號(hào)1B—6B表示RPS的1—6頻段, 登陸日期是2010-07-22, 登陸地為吳川

Fig. 6 RPS anomalies in different frequency ranges. Panels a-f show the typical RPS distribution of typhoon development process. The date is the actual date used to obtain the RPS. The date in red indicates the date of landfall, and the red line indicates the typhoon path. The numbers 1B-6B indicate bands 1-6 of the RPS. The typhoon made landfall in Wuchuan on Jul 22, 2010

3) 3頻(3B)范圍集中為陸地, 覆蓋了粵北地區(qū)大部分, RPS異常區(qū)前緣與海岸線近似平行, 其RPS為背景值的5~9倍;

4) 4(4B)和6頻(6B)的RPS值幾乎沒(méi)有出現(xiàn), 僅有零星的3~4倍于背景值的RPS出現(xiàn);

5) 5頻(5B)的RPS范圍集中在沿海近海岸區(qū)域, 從瓊州半島東面到粵東沿海都有分布, RPS異常區(qū)前緣與海岸線近似平行, 其RPS為背景值的4~6倍;

圖6選取的時(shí)間都是臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)日, 圖中可說(shuō)明兩點(diǎn), 一是RPS范圍的出現(xiàn)不僅與臺(tái)風(fēng)登陸路徑有關(guān), 還可能受控于臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和海表面的熱量散失過(guò)程; 二是衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果中, 可能包含了不同因素形成的RPS異常, 還可能受到了海—?dú)庀嗷プ饔玫恼{(diào)制和影響, 因此在分頻后能夠體現(xiàn)出不同因素引起的熱輻射及其范圍。

3.4 綜合分析25個(gè)臺(tái)風(fēng)的RPS

綜合分析登陸廣東地區(qū)的25個(gè)臺(tái)風(fēng), 圖7羅列了25個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)日引起的熱紅外RPS異常。圖7a為登陸前后1個(gè)月內(nèi)登陸點(diǎn)的RPS時(shí)序曲線疊加, 子圖中編號(hào)1—25對(duì)應(yīng)于箭頭所示的25個(gè)臺(tái)風(fēng)。

RPS異常形成特殊幾何形狀的重要原因是臺(tái)灣島和海南島的存在, 海南島致使登陸西部的臺(tái)風(fēng)影響范圍偏東, 臺(tái)灣島則使登陸東部的臺(tái)風(fēng)影響范圍偏西。登陸廣東沿海中部和東部的臺(tái)風(fēng), 其RPS區(qū)域的西北邊緣大致與廣東海岸線平行, 典型如登陸汕頭的1號(hào)臺(tái)風(fēng); 登陸粵西的臺(tái)風(fēng), RPS區(qū)域的前緣與海岸線不成比例, 典型如2013年登陸陽(yáng)西的17號(hào)臺(tái)風(fēng)(圖7)。參照?qǐng)D3—7中底圖是陸地和海洋基本上各占一半的面積, 而且是斜上下三角的關(guān)系, 由此對(duì)照?qǐng)D7中RPS異常分布, 出現(xiàn)與海岸線或島嶼位置分布無(wú)關(guān)的RPS區(qū)域只有17和19號(hào)。

圖7 廣東沿海25個(gè)臺(tái)風(fēng)的RPS異常綜合信息

圖中RPS都是登陸當(dāng)日的最大面積/強(qiáng)度的頻率段, 子圖上的數(shù)字如“2008-10-04, 海高斯”表示臺(tái)風(fēng)登陸的日期和臺(tái)風(fēng)名稱

Fig. 7 Comprehensive information on RPS anomalies of the 25 landfall typhoons along the Guangdong coastal area. All the RPS in these insets correspond to the band of the maximum area/intensity on the landfall day. Notation of “2008-10-04, Haigaos” indicates the typhoon landfall date, and typhoon name

另外由于17號(hào)臺(tái)風(fēng)的登陸地點(diǎn)為陽(yáng)西, 地理位置離海南島不遠(yuǎn), 致使RPS區(qū)域東偏至珠江口以東; 19號(hào)臺(tái)風(fēng)的登陸點(diǎn)是陽(yáng)江附近的吳川, 其RPS區(qū)域覆蓋了海南島和粵西地區(qū)以及南海, 但在粵東地區(qū)幾乎無(wú)分布, 這與17的分布情況相反。原因可能是該區(qū)域有別的熱帶氣旋影響, 2008年8—10月登陸廣東區(qū)域的臺(tái)風(fēng)達(dá)到5個(gè); 另外可能本次臺(tái)風(fēng)引起的熱輻射過(guò)程綜合決定了RPS如此分布, 因此需要關(guān)注臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生熱輻射RPS異常的影響因素。

圖8a中的時(shí)序曲線顯示, 對(duì)于25個(gè)登陸臺(tái)風(fēng), 其RPS峰值出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)處于登陸日前和后的數(shù)量差異很小。換言之, RPS異常出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸前甚至生成以前的情形和出現(xiàn)在過(guò)境后的情形基本一致。但是這并不意味著某個(gè)臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的RPS異常一定出現(xiàn)在同一階段(比如登陸前), 而是表示同一個(gè)臺(tái)風(fēng)不同頻段的RPS異常, 可能出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)差異較大。圖8c中就說(shuō)明了這種機(jī)制, 峰值出現(xiàn)在登陸前的為2條(1和2頻), 出現(xiàn)在登陸后的為1條(4頻), 出現(xiàn)在登陸點(diǎn)附近的為1條(3頻), 另外2條無(wú)大于4倍的異常出現(xiàn)。峰值出現(xiàn)的時(shí)間距離登陸日(圖8a中紅色豎線, 31日)也沒(méi)有顯著的統(tǒng)計(jì)規(guī)律, 在登陸前后30日范圍內(nèi)都有很大可能出現(xiàn)。

為了對(duì)比圖7中22號(hào)和24號(hào)臺(tái)風(fēng)不明顯的RPS異常, 把兩個(gè)相關(guān)區(qū)域的時(shí)序曲線(圖8d、e)與出現(xiàn)明顯RPS異常的16號(hào)登陸臺(tái)風(fēng)(圖8c)相比較。它們的明顯差異表現(xiàn)為登陸當(dāng)日RPS較弱, 而在前后幾日都出現(xiàn)了6倍以上的RPS異常。圖8d峰值出現(xiàn)在登陸后, 2014年7月18日威馬遜臺(tái)風(fēng)路徑偏西, 處于RPS均值計(jì)算區(qū)域的邊緣, RPS曲線無(wú)明顯變化的原因可能與此有關(guān)。圖8e峰值出現(xiàn)在登陸前, 說(shuō)明圖7中22和24號(hào)弱RPS異常只是登陸日恰好處于RPS異常倍數(shù)很小的階段。圖8c—e中還可以看出, RPS異常的峰值與臺(tái)風(fēng)登陸日不重合, 即使在圖8a中登陸日附近出現(xiàn)了3頻的高RPS異常, 但其峰值卻依舊出現(xiàn)在登陸前8日。其余頻率的峰值也都不出現(xiàn)在登陸日, 且分布在登陸日前/后的情況都有出現(xiàn), 這也是圖8a—b中無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)結(jié)果出現(xiàn)的重要原因。

圖8 三個(gè)臺(tái)風(fēng)的RPS時(shí)序曲線對(duì)比

a疊加了RPS極大值在登陸之后的曲線; b疊加了出現(xiàn)在登陸之前曲線; c為2011-06-23登陸陽(yáng)西的典型臺(tái)風(fēng), 時(shí)序曲線正常; d為2014-07-18登陸徐聞的臺(tái)風(fēng), 其時(shí)序曲線在登陸當(dāng)日不明顯; e為2013-07-02登陸湛江的臺(tái)風(fēng), 其時(shí)序曲線在登陸當(dāng)日也不明顯升高。圖中1B—6B表示1—6頻的RPS

Fig. 8 Comparison of RPS time series curves of three typhoons. In panel a, the curve of the RPS maximum value after landfall is superimposed. In panel b, the curve before landfall is superimposed. Panel c shows the typical typhoon that landed in Yangxi on Jun 23, 2011. Panel d shows the typhoon landed in Xuwen on Jul 18, 2014, whose time series curve is not obvious on the landfall day. Panel e shows the typhoon that landed in Zhanjiang on Jun 02, 2013, and its time series curve did not increase significantly on the landfall day. Notations 1B-6B refer to the RPS of bands 1 to 6

4 討論

4.1 臺(tái)風(fēng)環(huán)流導(dǎo)致云頂增溫

海表面散失的熱量是臺(tái)風(fēng)過(guò)程中云頂熱輻射增強(qiáng)的重要熱源。楊曉霞等(2010)統(tǒng)計(jì)了1998—2009經(jīng)過(guò)南海的92個(gè)臺(tái)風(fēng)的遙感SST數(shù)據(jù), 結(jié)果顯示64個(gè)臺(tái)風(fēng)(69.6%)引起了明顯的海表面降溫(降溫≥2℃), 臺(tái)風(fēng)引起的最大降溫出現(xiàn)的位置主要集中在臺(tái)風(fēng)路徑左右兩側(cè)100km范圍內(nèi); 其中43個(gè)臺(tái)風(fēng)(46.7%)引起的最大降溫位于臺(tái)風(fēng)路徑右側(cè); 13個(gè)臺(tái)風(fēng)(14.1%)引起的降溫出現(xiàn)在路徑附近; 8個(gè)臺(tái)風(fēng)(8.7%)引起的最大降溫位于路徑左側(cè)。不同臺(tái)風(fēng)引起的最大降溫相對(duì)于臺(tái)風(fēng)路徑的差異性可能與臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)有關(guān), 這種不確定性可能也是導(dǎo)致不同臺(tái)風(fēng)具有不同RPS特征的原因。本文結(jié)果顯示, 25個(gè)臺(tái)風(fēng)的RPS增強(qiáng)幾乎都發(fā)生在臺(tái)風(fēng)路徑附近, 這可能說(shuō)明臺(tái)風(fēng)吸收了海表面熱量, 引起了臺(tái)風(fēng)路徑區(qū)域上層海洋表面溫度降低(李薛等, 2016)。這一部分熱量隨環(huán)流逐步上升, 到達(dá)大氣中引起較強(qiáng)的云頂熱輻射, 從而在臺(tái)風(fēng)路徑區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)衛(wèi)星觀測(cè)的RPS異常, 而海面熱量到達(dá)大氣上層所經(jīng)歷的上升時(shí)間與臺(tái)風(fēng)環(huán)流尺度和方式相關(guān)。

臺(tái)風(fēng)環(huán)流的規(guī)模影響了潛熱輸送的周期, 與臺(tái)風(fēng)形成過(guò)程和消散過(guò)程的熱輻射有關(guān)。從圖4—6中可以看出, 熱輻射的時(shí)間范圍可以達(dá)到登陸日的前后20d左右, 一般來(lái)說(shuō), 很少有熱帶氣旋的活動(dòng)周期維持臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到20d。但熱輻射的高強(qiáng)度卻可以維持較長(zhǎng)時(shí)間, 超過(guò)了臺(tái)風(fēng)活動(dòng)時(shí)間, 這決定于熱帶氣旋的生成、發(fā)展甚至停編后的熱輻射過(guò)程。首先是形成過(guò)程, 臺(tái)風(fēng)形成與熱量輸送并未完全同步, 在大尺度的臺(tái)風(fēng)環(huán)流形成之前, 局部地區(qū)可能存在了比較強(qiáng)烈的海面散失的熱量上升過(guò)程, 這種熱結(jié)構(gòu)的變化也可能是促使臺(tái)風(fēng)生成的原因之一(晏紅明等, 2013; 郭勝利等, 2018)。其次是消散過(guò)程, 臺(tái)風(fēng)登陸停止編號(hào)后, 但熱輻射亮溫仍舊維持較高的水平, 這一方面與熱傳導(dǎo)速度有關(guān), 熱傳導(dǎo)相對(duì)于臺(tái)風(fēng)環(huán)流來(lái)說(shuō)是非常緩慢的, 風(fēng)結(jié)構(gòu)消失后, 亮溫才到達(dá)峰值水平; 另一方面是臺(tái)風(fēng)停止編號(hào)并非風(fēng)結(jié)構(gòu)完全消失, 在局部地區(qū)存在的風(fēng)結(jié)構(gòu)仍促使了地面(海面)熱量繼續(xù)供給, 與前述熱量疊加形成了亮溫峰值。因此造成了RPS峰值在登陸日前后出現(xiàn)的現(xiàn)象。

RPS具有明顯的區(qū)域性, 其范圍和周期受制于臺(tái)風(fēng)環(huán)流的控制范圍和海陸條件。在大尺度的環(huán)流作用下, 由于每個(gè)區(qū)域供給的熱量不均勻, 使得臺(tái)風(fēng)環(huán)流向上輸送的熱量也不均勻, 從而導(dǎo)致了云頂RPS具有區(qū)域和頻率差異性。李薛等(2016)對(duì)臺(tái)風(fēng)威馬遜的路徑海溫進(jìn)行跟蹤, 在臺(tái)風(fēng)路徑附近SST降幅達(dá)到0.81~1.76℃, 而且降溫在臺(tái)風(fēng)路徑兩側(cè)不對(duì)稱。這說(shuō)明臺(tái)風(fēng)過(guò)程導(dǎo)致的熱散失并不均衡, 致使不同頻段的熱輻射出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)發(fā)展的不同區(qū)域。臺(tái)風(fēng)過(guò)境后, 熱氣流層次重新調(diào)整, 可能使原熱輻射條件發(fā)生改變, 達(dá)到一種濾波效果, 這可能是臺(tái)風(fēng)登陸后不同頻率熱輻射出現(xiàn)差異的原因。圖6中顯示了這種影響因素, 即不同周期的熱輻射出現(xiàn)的范圍不一致, 其中中、長(zhǎng)周期的影響較為顯著。對(duì)于廣東地區(qū), 南海夏季風(fēng)爆發(fā)的熱帶氣旋系統(tǒng)內(nèi), 海洋向大氣輸送熱量的主要貢獻(xiàn)來(lái)自于潛熱(孫灝等, 2015)。臺(tái)風(fēng)經(jīng)由南海登陸廣東地區(qū)時(shí), 由于南海海氣相互作用的區(qū)域性造成了熱輻射和吸收轉(zhuǎn)換的差異, 從而導(dǎo)致了熱輻射的區(qū)域性和頻率性異常。

總之, 臺(tái)風(fēng)過(guò)程伴隨了大量的云頂熱輻射異常, 這種大面積的輻射異常開(kāi)始于臺(tái)風(fēng)生成之前, 結(jié)束于臺(tái)風(fēng)過(guò)境之后。海表面耗散的熱量(SST降低)在上升過(guò)程中被臺(tái)風(fēng)環(huán)流帶到大氣上層, 從而引起較強(qiáng)烈的云頂熱輻射。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因一方面是部分臺(tái)風(fēng)在孕育和生成的周期較長(zhǎng), 由此形成的熱輻射異常也可能持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間; 另一方面是部分臺(tái)風(fēng)過(guò)境后熱輻射調(diào)整的周期可能達(dá)到20d以上, 其RPS響應(yīng)持續(xù)。

4.2 臺(tái)風(fēng)過(guò)程中RPS影響因素

如圖2所示, 無(wú)論登陸地點(diǎn)與RPS計(jì)算點(diǎn)距離遠(yuǎn)近,結(jié)果中6個(gè)頻求和后的時(shí)序曲線在臺(tái)風(fēng)登陸的時(shí)間節(jié)點(diǎn)附近都會(huì)出現(xiàn)升高的現(xiàn)象, 即發(fā)生了云頂增溫過(guò)程, 但增溫峰值出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)相對(duì)于登陸日會(huì)有較大差別。因此, 如果在同一時(shí)間段內(nèi)有多個(gè)臺(tái)風(fēng)連續(xù)登陸的情況下, 并不容易分辨RPS增加所對(duì)應(yīng)的臺(tái)風(fēng); 一個(gè)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)可能造成較大區(qū)域內(nèi)的亮溫增強(qiáng), 或造成不同區(qū)域內(nèi)不同頻段的亮溫增強(qiáng), 這在求和后更難分辨。王桂華等(2006)研究南海海氣界面熱通量時(shí)空分布時(shí)給出的潛熱和感熱季節(jié)變化具有分頻特點(diǎn), 即不同模態(tài)(頻段)的變化特征是不同的, 具有比較明顯的周期性, 這在一定程度上佐證了本文中RPS時(shí)序曲線的特點(diǎn), 不同頻段體現(xiàn)了不同的機(jī)制。與王桂華等(2006)研究結(jié)果不同的是, 臺(tái)風(fēng)的RPS的季節(jié)變化并無(wú)明顯的周期規(guī)律, 圖2中的RPS相對(duì)功率譜曲線峰值幾乎只與臺(tái)風(fēng)發(fā)生過(guò)程相吻合, 體現(xiàn)了臺(tái)風(fēng)引起的云頂熱輻射。

環(huán)境水汽場(chǎng)對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度熱輻射結(jié)構(gòu)同樣有明顯影響。不考慮環(huán)境氣流影響時(shí), 較多的環(huán)境水汽會(huì)使臺(tái)風(fēng)尺度增大, 當(dāng)環(huán)境水汽較少時(shí), 次級(jí)環(huán)流的加強(qiáng)會(huì)使臺(tái)風(fēng)收縮, 并且環(huán)境水汽較少時(shí)臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)更快但生命周期較短(Ying et al, 2012)。比如充沛的水汽條件以及副高和南亞高壓的環(huán)流配置使得臺(tái)風(fēng)“彩虹”移動(dòng)至我國(guó)近海時(shí), 急劇加強(qiáng)(劉凱等, 2017)。水汽的來(lái)源與供給對(duì)臺(tái)風(fēng)的生成和發(fā)展十分重要, 臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流將大量的潮濕空氣卷入臺(tái)風(fēng), 使臺(tái)風(fēng)獲得潛熱得以發(fā)展(朱乾根等, 2000), 一方面形成了登陸后的強(qiáng)降雨, 另一方面增強(qiáng)溫室效應(yīng)且使熱輻射持續(xù)。結(jié)合丁一匯等(1988)的三維模擬結(jié)果, 本文認(rèn)為臺(tái)風(fēng)過(guò)程中的云頂熱輻射異常對(duì)于研究熱帶氣旋的初始發(fā)展和加強(qiáng)過(guò)程有相當(dāng)重要的作用。

5 結(jié)論

應(yīng)用衛(wèi)星遙感資料對(duì)于臺(tái)風(fēng)發(fā)展過(guò)程開(kāi)展熱輻射RPS的監(jiān)測(cè)研究, 得出以下主要結(jié)論。

1) 2008—2017年, 共25個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸廣東, 登陸頻次依次為: 粵西最高、中部次之、粵東最低, RPS時(shí)序曲線體現(xiàn)了臺(tái)風(fēng)登陸期間熱輻射異常, 且大空間范圍對(duì)應(yīng)良好, 臺(tái)風(fēng)登陸前后出現(xiàn)的亮溫RPS時(shí)序曲線峰數(shù)量相當(dāng)。

2) 臺(tái)風(fēng)的亮溫相對(duì)功率譜發(fā)展過(guò)程為“出現(xiàn)—擴(kuò)大(增強(qiáng))—登陸—范圍極大(最高倍數(shù))—縮小(減弱)—消失”, 其分布區(qū)域的南北邊界與海岸線平行且與登陸點(diǎn)并不一定重合, 存在水汽前緣聚焦致熱和臺(tái)風(fēng)過(guò)境后的尾部熱輻射增強(qiáng)效應(yīng)。最高的亮溫RPS倍數(shù)和面積最大亮溫RPS范圍都出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸以后, 較高的熱輻射水平持續(xù)到臺(tái)風(fēng)過(guò)境后, 說(shuō)明臺(tái)風(fēng)生成前和過(guò)境后也是熱輻射增加的時(shí)間窗口。

3) 海表面耗散的熱量(SST降低)在上升過(guò)程中被臺(tái)風(fēng)環(huán)流帶到大氣上層, 從而引起較強(qiáng)烈的云頂熱輻射。臺(tái)風(fēng)過(guò)境時(shí)海表面產(chǎn)生冷跡, 耗散的熱量被臺(tái)風(fēng)環(huán)流帶到大氣上層, 衛(wèi)星亮溫?cái)?shù)據(jù)反映的RPS長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)與臺(tái)風(fēng)環(huán)流相關(guān); 且這種效應(yīng)會(huì)被?！?dú)庀嗷プ饔盟{(diào)制, 不同頻段在不同區(qū)域具有差異性。

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Analysis of characteristics of brightness temperature relative power spectrum before and after typhoon landfall in Guangdong coastal area

ZHANG Xin1, CHEN Mingyu2

1. Key Laboratory of Earthquake Monitoring and Disaster Reduction Technology, China Earthquake Administration, Guangdong Earthquake Agency, Guangzhou 510070, China;2. Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China.

In the period of 2008-2017, there were 25 typhoons that made landfall in the coastal areas of Guangdong, China. However, abnormal thermal radiation around the typhoon landing area has not attracted much attention so far. In this paper, the infrared remote sensing temperature data of Chinese geostationary meteorological satellite FY-2C/2E are used to analyze the thermal radiation anomalies associated with typhoon landfall. The temporal and spatial distributions of thermal radiation before and after typhoon landfall are quantified using bright temperature relative power spectrum (RPS). It is found that with the typhoon landfall, RPS was five times greater than the background value, experiencing a process of generating— increasing—reaching maximum—attenuating—extinction, which lasted longer than the typhoon process itself. There was a correlation between the area with enhanced RPS and typhoon landfall path, limited by terrestrial conditions and ocean heat supply. By analyzing the landfall path and RPS change trend during the typhoon landfall process, we show that the thermal radiation lasted for 10-20 days before and after typhoon landfall, and the thermal anomalies during this period were all related to the typhoon process. The mechanism of thermal radiation anomalies caused by typhoon landfall may be related to the heating leakage and water-vapor accumulation, that is, the ocean heat absorbed by typhoon is modulated by the air-sea interaction as the air rises, resulting in thermal radiation variation in different frequency bands and regions.

typhoon; landfall;relative power spectrum; coastal area of Guangdong province; thermal radiation

10.11978/2019003

http://www.jto.ac.cn

P733.4

A

1009-5470(2019)06-0029-12

2019-01-03;

2019-04-18。

林強(qiáng)編輯

中國(guó)地震局三結(jié)合項(xiàng)目(CEA3JH2017-0124); 地震科技星火計(jì)劃(XH2018034Y)

章鑫(1989—), 男, 助理研究員, E-mail:zxdqwl@163.com

陳明玉(1992—), 女, 博士研究生, E-mail: chenmyu@zju.edu.cn

*致謝: 文中使用的亮溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)自于中國(guó)氣象局氣象衛(wèi)星中心, 臺(tái)風(fēng)路徑信息和登陸信息來(lái)自于中國(guó)氣象熱帶氣旋資料中心(http://tcdata.typhoon.org.cn/zjljsjj_zlhq.html), 在此表示感謝。

2019-01-03;

2019-04-18.

Editor: LIN Qiang

Combination Project with Monitoring, Prediction and Scientific Research of Earthquake Technology, CEA(CEA3JH2017-0124); Earthquake Science and Technology Star Fire Plan (XH2018034Y)

Chen Mingyu. E-mail: chenmyu@zju.edu.cn