1816號(hào)臺(tái)風(fēng)“貝碧嘉”強(qiáng)度變化特征及原因分析

劉瑾 許向春

(1海南省三亞市氣象局海南三亞 572000;2海南省氣象局海南海口 570203;3海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室海南?？?570203)

熱帶氣旋是發(fā)生在低緯度地區(qū)海面上的氣旋性環(huán)流，是影響我國的主要災(zāi)害性天氣之一［1］，熱帶氣旋帶來的強(qiáng)風(fēng)雨對(duì)沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。近年來隨著觀測(cè)技術(shù)、數(shù)值模式和理論研究的不斷進(jìn)步，臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)有了很大改進(jìn)，但對(duì)于臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)的改進(jìn)卻不明顯。主要原因是觀測(cè)資料不足以及對(duì)強(qiáng)度變化的物理機(jī)制缺乏認(rèn)識(shí)［2-5］。研究表明［6］，90%以上的近海臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度都減弱，只有少數(shù)臺(tái)風(fēng)近海加強(qiáng)。而在我國年均約2個(gè)近海加強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)中，南海沿岸約占1.5個(gè)［7］。因此，研究南海地區(qū)臺(tái)風(fēng)近海強(qiáng)度變化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。南海地區(qū)大氣環(huán)境流場(chǎng)復(fù)雜多變，高空槽帶來的輻散氣流［8］、高空冷渦造成的較弱風(fēng)垂直切變及正渦度平流［9］、西南季風(fēng)帶來的水汽及渦度輸送［10］等均有利于南海地區(qū)臺(tái)風(fēng)的加強(qiáng)。陳聯(lián)壽等［11］研究發(fā)現(xiàn)，引起臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化主要有三方面因素：海溫、大尺度環(huán)境流場(chǎng)及地形等。其又指出弱冷空氣侵入、臺(tái)風(fēng)內(nèi)部中小尺度強(qiáng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)發(fā)展、地形作用等均有利于臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)［12］。氣旋的本質(zhì)是渦旋運(yùn)動(dòng)［13］，臺(tái)風(fēng)的增強(qiáng)往往與氣旋性渦度的急劇發(fā)展相伴。丁治英等［14］研究表明，臺(tái)風(fēng)中水平渦度的分布與垂直風(fēng)場(chǎng)的分布聯(lián)系密切。李永平等［15］利用渦度場(chǎng)跟蹤臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)過程，揭示出渦度場(chǎng)能提前捕捉臺(tái)風(fēng)的動(dòng)態(tài)變化，具有超前的預(yù)報(bào)能力。

已有臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度的研究大多針對(duì)個(gè)例的一次變化進(jìn)行分析［16-18］，而“貝碧嘉”生命史久、路徑奇特，在廣東西部近岸打轉(zhuǎn)并經(jīng)歷三次加強(qiáng)和一次短時(shí)段減弱，給預(yù)報(bào)和服務(wù)帶來很大的挑戰(zhàn)，值得進(jìn)行深入分析。本研究使用中國氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所整理的熱帶氣旋最佳路徑資料、常規(guī)觀測(cè)資料、美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心GFS 0.25°×0.25°逐6 h再分析資料、全球同化系統(tǒng)（GDAS）資料，引入拉格朗日混合單粒子軌道模型（HYSPLIT4），具體分析“貝碧嘉”強(qiáng)度變化期間物理量的演變，探索南海熱帶氣旋強(qiáng)度變化特征及物理機(jī)制，為臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)提供科學(xué)參考，以進(jìn)一步提高南海臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

1 “貝碧嘉”概況及強(qiáng)度變化

2018年16號(hào)臺(tái)風(fēng)“貝碧嘉”是由南海中部海域的熱帶擾動(dòng)發(fā)展而成，8月9日00時(shí)（世界時(shí)，下同）發(fā)展為熱帶低壓，之后向西北方向移動(dòng)，于10日03時(shí)在瓊海市沿海地區(qū)登陸后先后穿過定安、?？诤臀牟?。10日下午從海南島東北部出海，于11日上午在廣東省陽江市第二次登陸，登陸后徊旋在廣東西部近岸將近4天，期間12日06時(shí)加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴、14日12時(shí)加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴。之后西移，于15日12時(shí)減弱為熱帶風(fēng)暴，逐漸在廣東省雷州市沿海第三次登陸，并移入北部灣，16日00時(shí)在北部灣東部海面再次加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，西移至越南一帶后減弱，對(duì)海南島的影響逐漸結(jié)束。

“貝碧嘉”移動(dòng)路徑多變（圖1），對(duì)海南島的風(fēng)雨影響時(shí)達(dá)8 d。移速先快后慢再快，自南海中部海域北移登陸海南島東北部陸地與第三次登陸雷州半島后西移移速較快，達(dá)20～25 km/h，在廣東西部近?；残陂g移速緩慢，約為2～10 km/h。在強(qiáng)度方面，圖2可知“貝碧嘉”第一次登陸期間強(qiáng)度為熱帶低壓，中心氣壓維持在998 hPa，中心最大風(fēng)速為13 m/s，徊旋期間逐漸加強(qiáng)，14日12時(shí)加強(qiáng)至強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，中心氣壓低至985 hPa，中心風(fēng)速達(dá)25 m/s，15日12—18時(shí)短時(shí)段減弱，中心氣壓略增、風(fēng)速略降，16日00時(shí)重新加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，中心氣壓達(dá)到生命史最低值982 hPa，中心風(fēng)速28 m/s?！柏惐碳巍庇绊懫陂g（2018年8月9—17日），導(dǎo)致海南12個(gè)市縣19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)受災(zāi)，其中有17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量超過600 mm，2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過900 mm，最大累積雨量出現(xiàn)在?？谑行虏航值擂k事處，為934.2 mm，海南島受災(zāi)人口17.203萬人，倒塌房屋51間，緊急轉(zhuǎn)移安置人口9.068萬人，造成直接經(jīng)濟(jì)總損失達(dá)3.757 093億元［19］?！柏惐碳巍睔v時(shí)久，移動(dòng)緩慢，長時(shí)間維持較強(qiáng)強(qiáng)度是對(duì)海南造成大范圍受災(zāi)、巨額經(jīng)濟(jì)損失的主要原因。本研究將著眼于“貝碧嘉”少動(dòng)徊旋及加速西移（2018年8月12日06時(shí)至16日18時(shí)）的強(qiáng)度變化，對(duì)期間“貝碧嘉”強(qiáng)度加強(qiáng)（12日06時(shí)至15日06時(shí)）、短時(shí)段減弱（15日12時(shí)至18時(shí)）和加強(qiáng)維持（16日00時(shí)至18時(shí)）的原因進(jìn)行具體分析。

圖1 “貝碧嘉”路徑

圖2 臺(tái)風(fēng)等級(jí)中心風(fēng)速、移速、氣壓隨時(shí)間變化圖

2 臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)過程中的環(huán)流演變特征

大尺度環(huán)流形勢(shì)的調(diào)整及其與熱帶氣旋環(huán)流的相互作用是導(dǎo)致熱帶氣旋強(qiáng)度變化的重要原因之一［20］，其中，南亞高壓與西太平洋副熱帶高壓的強(qiáng)度對(duì)熱帶氣旋的發(fā)展具有關(guān)鍵性的影響［21-23］，因此分析這兩個(gè)系統(tǒng)在“貝碧嘉”加強(qiáng)過程中的變化及作用。

2.1 南亞高壓

2018年8月9日00時(shí)至12日00時(shí)，南 亞 高壓呈午后-傍晚時(shí)段略加強(qiáng)的日變化特征，在每日同時(shí)刻強(qiáng)度變化不大，如圖3-a所示，高壓主體較穩(wěn)定維持在青藏高原地區(qū)。12日06時(shí)起，南亞高壓中心略減弱，西太平洋高壓開始加強(qiáng)并逐漸西擴(kuò)（圖3-b），直至14日06時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)高壓中心，1 254 dagpm等高線與大陸高壓連通（圖3-c）。南亞高壓發(fā)展東移，逐漸與西太平洋上的高壓合并（圖3-d）。這種高空系統(tǒng)的變化往往伴有赤道輻合帶的加強(qiáng)，同時(shí)也為臺(tái)風(fēng)的發(fā)展提供有利的高層輻散流場(chǎng)［24］。15日12—18時(shí)，南亞高壓位置、強(qiáng)度出現(xiàn)短時(shí)段維持，16日00時(shí)起，隨著“貝碧嘉”西移期間略有加強(qiáng)后逐漸消亡，南亞高壓范圍縮小，強(qiáng)度緩慢減弱（圖略）。

圖3 200 hPa環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)

2.2 西太平洋副熱帶高壓

圖4所示與圖3同時(shí)刻500 hPa環(huán)流場(chǎng)的演變過程，可見在“貝碧嘉”（標(biāo)示為A）生命周期中，西太平洋相接活躍多個(gè)熱帶低值系統(tǒng)，前期有在菲律賓北部洋面生成并向西北方向移動(dòng)的1815號(hào)臺(tái)風(fēng)“麗琵”（標(biāo)示為B），后期有在我國東部近海發(fā)展并生成的1818號(hào)臺(tái)風(fēng)“溫比亞”（標(biāo)示為C）。2018年8月9－11日（圖略），包括“貝碧嘉”在內(nèi)的多個(gè)熱帶低值系統(tǒng)活躍在20°N附近區(qū)域，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）主體位于我國東部沿海地區(qū)，隨靠近副高外圍的1815號(hào)臺(tái)風(fēng)“麗琵”緩慢北移，副高強(qiáng)度逐漸減弱，范圍逐漸縮小。11日06時(shí)，副高減弱東退至西太平洋洋面上，高緯50°N附近出現(xiàn)淺槽，閉合冷低壓位于貝加爾湖附近（圖4-a）。12日06時(shí)，50°N附近冷低壓加強(qiáng)，槽線曲率加大，副高中心由588逐漸增大至590 dagpm，脊線西伸9～10個(gè)經(jīng)度，高、低壓的共同加強(qiáng)使環(huán)流場(chǎng)氣壓梯度增大，導(dǎo)致“麗琵”環(huán)流場(chǎng)風(fēng)速加大（圖4-b）。隨后副高緩慢加強(qiáng)西伸，“麗琵”由副高西南側(cè)移動(dòng)至其西側(cè)（圖4-c），進(jìn)一步北移與南壓的冷低壓靠近，使“麗琵”環(huán)流場(chǎng)風(fēng)速繼續(xù)增大，直至與冷低壓合并變性成為溫帶氣旋，此時(shí)副高沒有了“麗琵”的阻礙，與高緯蒙古西部地區(qū)冷低壓相互作用，迅速加強(qiáng)西擴(kuò)至我國西部地區(qū)（圖4-d），位于“貝碧嘉”北側(cè)，加強(qiáng)“貝碧嘉”北側(cè)氣壓梯度，有利于臺(tái)風(fēng)的加強(qiáng)，之后并以此強(qiáng)度在“貝碧嘉”生命后期維持。

2.1～2.2分析可知，2018年8月12日06時(shí)至16日18時(shí)，南亞高壓的加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴的維持和發(fā)展提供有利的高層輻散流場(chǎng)，副高加強(qiáng)和西伸、高緯度冷槽的活躍有利于“麗琵”的發(fā)展和移動(dòng)，但對(duì)于“貝碧嘉”來說，副高仍距離較遠(yuǎn)，無法提供較強(qiáng)的背景風(fēng)是“貝碧嘉”移速較慢的主要原因，“貝碧嘉”在弱背景風(fēng)下如何加強(qiáng)值得進(jìn)一步討論。

圖4 500 hPa環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)

3 臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)過程的影響因子分析

3.1 水汽輸送

對(duì)流層低層的水汽是影響熱帶氣旋發(fā)展的一個(gè)重要因子［25］。當(dāng)對(duì)流層低層水汽供應(yīng)充足并伴有上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，暖濕的空氣在上升運(yùn)動(dòng)中凝結(jié)釋放潛熱，通過CISK機(jī)制可為熱帶風(fēng)暴的加強(qiáng)提供能量［26］。

2018年8月9日至12日，“貝碧嘉”的水汽主要來源于孟加拉灣的西南氣流，通過旋轉(zhuǎn)匯入部分南海的水汽（圖略）。2.2分析可知，12日06時(shí)，“麗琵”由副高西南側(cè)移動(dòng)至其西側(cè)，相對(duì)“貝碧嘉”，由位于“貝碧嘉”東側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋿|北側(cè)，“麗琵”中心風(fēng)速的加強(qiáng)為“貝碧嘉”增加了東北方向的水汽輸送（圖略），隨副高西伸和冷中心東移，“麗琵”風(fēng)速繼續(xù)加強(qiáng)，在13日06時(shí)水汽輸送達(dá)到最強(qiáng)（圖5-a）。作8月9日至17日臺(tái)風(fēng)中心附近2°×2°各高度水汽通量散度平均值的時(shí)間演變（圖5-b），可以看出8月12日起，低層水汽通量散度較前段時(shí)間明顯輻合，高層水汽通量輻散開始增加，與徊旋少動(dòng)期間開始加強(qiáng)的時(shí)間一致。低層水汽輻合在13日06時(shí)達(dá)到最強(qiáng)，14日18時(shí)出現(xiàn)間歇減弱，可能與即將登陸伴隨下墊面的改變有關(guān)，15日12時(shí)水汽輻合再一次增強(qiáng)，以上變化特征與臺(tái)風(fēng)在少動(dòng)徊旋及加速西移期間加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、較短時(shí)間減弱和加強(qiáng)維持的變化特征吻合，但在出現(xiàn)時(shí)間上，低層水汽輻合增強(qiáng)-減弱-加強(qiáng)的變化過程較臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度提前18～24 h。

為了進(jìn)一步分析“貝碧嘉”的水汽來源，引用拉格朗日軌跡模式（HYSPLIT）［27］，在20°N，110°E上空選擇500、1 000、1 500 dagpm作為氣團(tuán)后向軌跡模擬的起始高度，分別在8月12日、15日、17日對(duì)“貝碧嘉”加強(qiáng)之前、加強(qiáng)并少動(dòng)徊旋、維持強(qiáng)度迅速西移做72、72、48 h的后向軌跡。圖5-c～5-e可知，“貝碧嘉”加強(qiáng)之前，主要來源于孟加拉灣和通過旋轉(zhuǎn)匯入南海的水汽；“貝碧嘉”加強(qiáng)少動(dòng)期間，500 dagpm高度水汽來源于孟加拉灣，1 000和1 500 dagpm高度水汽來源于北部陸地的東北氣流；“貝碧嘉”強(qiáng)度維持迅速西移期間，500和1 000 dagpm高度水汽來源于孟加拉灣，1 500 dagpm高度來源于東北氣流。通過以上分析，可知“貝碧嘉”的加強(qiáng)與維持和東北氣流帶來的水汽密不可分。

3.2 動(dòng)力場(chǎng)特征

進(jìn)一步分析“貝碧嘉”不同發(fā)展階段動(dòng)力場(chǎng)的分布特征，“貝碧嘉”在熱帶低壓期間正渦度高度達(dá)到中高層（圖6-a），但渦度強(qiáng)度較弱，等值線分布稀疏，低層有輻合，高層輻散并不明顯；加強(qiáng)至強(qiáng)熱帶風(fēng)暴期間動(dòng)力場(chǎng)達(dá)到最強(qiáng)（圖6-b），正渦度大值區(qū)從近地面伸展至300 hPa附近高度，中心渦度強(qiáng)度超過42×10-4/s，中低層有強(qiáng)輻合，高層強(qiáng)輻散可以延伸至對(duì)流層頂；減弱為熱帶風(fēng)暴時(shí)（圖6-c），正渦度大值區(qū)向?qū)α鲗又械蛯邮湛s，高層輻散區(qū)域向下延伸至800～900 hPa；再次加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴時(shí)（圖略），正渦度和高層輻散大值區(qū)高度上升。所以說，“貝碧嘉”中心附近高層輻散的增強(qiáng)和正渦度的增大與向上伸展有利于臺(tái)風(fēng)的增強(qiáng)，中層輻散的增強(qiáng)和正渦度中心的回落與臺(tái)風(fēng)的減弱相關(guān)。

圖5 水汽通量及輸送來源

從臺(tái)風(fēng)中心附近2°×2°各高度渦度和散度平均值的時(shí)間演變可以看出（圖6-d～6-e），低層輻合、高層輻散、高低層渦度三者的增強(qiáng)與“貝碧嘉”的強(qiáng)度變化對(duì)應(yīng)較好。關(guān)于三者增強(qiáng)的出現(xiàn)時(shí)間，在臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)期間，低層輻合和低層渦度的增強(qiáng)早于高層輻合和高層渦度，且都早于臺(tái)風(fēng)開始增強(qiáng)的時(shí)間，但對(duì)于15日12—18時(shí)臺(tái)風(fēng)短時(shí)段減弱，最初出現(xiàn)中層輻散增強(qiáng)，然后低層輻合減弱，隨之低層渦度減弱，最后高層渦度減弱，最終高層渦度減弱與“貝碧嘉”強(qiáng)度減弱的時(shí)刻一致，但最初中層輻散在15日00時(shí)增強(qiáng)，較強(qiáng)熱帶風(fēng)暴減弱為熱帶風(fēng)暴的時(shí)間提前12 h，與低層水汽通量輻合減弱出現(xiàn)時(shí)間相比，落后6 h，也進(jìn)一步證明“貝碧嘉”的加強(qiáng)與維持跟“麗琵”帶來的水汽輸送密不可分，第三次在雷州半島附近登陸過程中，“貝碧嘉”強(qiáng)度略減是由于水汽輸送的減少，進(jìn)一步導(dǎo)致動(dòng)力上的減弱。

3.3 低層弱冷空氣活動(dòng)

臺(tái)風(fēng)移近我國近海后常與來自大陸的冷空氣相遇，適中強(qiáng)度的冷空氣活動(dòng)，一方面可以加強(qiáng)低壓北側(cè)的偏東氣流，使臺(tái)風(fēng)外圍對(duì)流層底層風(fēng)速的氣旋性切變加大，加大?？寺鼘映槲笴ISK更強(qiáng)，從而有利于臺(tái)風(fēng)的發(fā)展［28］，另一方面，冷空氣的入侵將會(huì)增強(qiáng)臺(tái)風(fēng)外圍的北風(fēng)，形成指向臺(tái)風(fēng)中心的推力，增強(qiáng)輻合，把邊界上由于冷空氣入侵而生成的能量往臺(tái)風(fēng)中心輸送，同時(shí)導(dǎo)致溫度梯度加大，進(jìn)一步導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)的增強(qiáng)［29］。

圖6 臺(tái)風(fēng)位置物理量演變

圖7-a～7-f為“貝碧嘉”不同發(fā)展階段各物理量的垂直分布，溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的分布可見，“貝碧嘉”在熱帶低壓期間（圖7-a），（35°N，116°E）附近有反氣旋環(huán)流，環(huán)流東側(cè)有東北氣流將冷空氣從東北經(jīng)我國東部地區(qū)輸送，東部地區(qū)最低溫約為294 K，臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流附近轉(zhuǎn)變?yōu)榕c溫度場(chǎng)近乎平行的偏東氣流?！柏惐碳巍痹趶?qiáng)熱帶風(fēng)暴期間（圖7-b），隨熱帶風(fēng)暴B沿副高向西北方向移動(dòng)，且與高緯逐漸東移的冷低壓合并，熱帶風(fēng)暴B西側(cè)范圍較廣的東北風(fēng)向南輸送，但周邊最低溫仍約294 K（1 K＝1℃＋273.15），較熱帶低壓期間變化不大，臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流與溫度場(chǎng)夾角加大，存在冷平流，但臺(tái)風(fēng)中心冷平流不強(qiáng)，說明此時(shí)冷空氣并未進(jìn)入臺(tái)風(fēng)中心，結(jié)合渦度和氣壓的分布（圖7-e），臺(tái)風(fēng)中心渦度超過75×10-5s-1，達(dá)到最強(qiáng)，海平面氣壓低于995 hPa，臺(tái)風(fēng)外圍存在一條正渦度帶，說明外圍冷空氣卷入，有利于低層氣旋性環(huán)流增強(qiáng)。短時(shí)段減弱為熱帶風(fēng)暴期間（圖7-c），臺(tái)風(fēng)外圍流場(chǎng)與溫度場(chǎng)夾角減小，但冷平流隨臺(tái)風(fēng)環(huán)流卷入臺(tái)風(fēng)中心，是“貝碧嘉”短時(shí)段減弱的主要原因。再次加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴時(shí)（圖略），臺(tái)風(fēng)中心冷平流明顯減弱。

從臺(tái)風(fēng)中心附近2°×2°各高度假相當(dāng)位溫平均值的時(shí)間演變（圖7-g～7-h）可以看出，12—14日，臺(tái)風(fēng)逐漸加強(qiáng)與中層淺薄冷空氣有密切關(guān)系，臺(tái)風(fēng)外圍的正渦度帶正是由于冷空氣南下輻合增強(qiáng)產(chǎn)生，輻合可將降水產(chǎn)生的凝結(jié)潛熱向臺(tái)風(fēng)中心輸送，有利于臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)［25］。15日冷空氣下傳，不利于能量輸送與聚集，導(dǎo)致短時(shí)段減弱。16日冷空氣減弱，臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)維持。

3.4 垂直風(fēng)切變

環(huán)境風(fēng)垂直切變是影響熱帶氣旋強(qiáng)度變化的重要環(huán)境條件之一［26］。統(tǒng)計(jì)研究表明［27-31］，在西北太平洋，使臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)或減弱的風(fēng)切變閾值約為10 m/s，當(dāng)環(huán)境風(fēng)垂直切變小于10 m/s時(shí)，有利于臺(tái)風(fēng)的增強(qiáng)，反之則會(huì)減弱。有研究指出，臺(tái)風(fēng)發(fā)展成臺(tái)風(fēng)級(jí)別，垂直風(fēng)切變必須小于7 m/s［32］，200～850 hPa垂直切變介于2～4 m/s是臺(tái)風(fēng)突然增強(qiáng)的必要條件［33］，另外，垂直風(fēng)切變對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響有一定的滯后性，為12～36h［33］。

選取臺(tái)風(fēng)中心所在位置，計(jì)算整層（200～850 hPa）、中高層（200～500 hPa）和中低層（500～850 hPa）3個(gè)層次的垂直風(fēng)切變。計(jì)算公式［34］如下：

其中u200、v200、u500、v500和u850、v850分別為臺(tái)風(fēng)中心所在位置在200、500和850 hPa緯向和經(jīng)向風(fēng)速，圖8給出了垂直風(fēng)切變隨時(shí)間的演變，可以看出“貝碧嘉”在熱帶低壓期間（8月9—10日），整層、中高層垂直風(fēng)切變從約20 m/s減弱至10 m/s左右，減弱較明顯，中低層垂直風(fēng)切變則從10 m/s以上略增強(qiáng)至10 m/s以上。從11日00時(shí)起，三者一致呈逐漸減弱的趨勢(shì)，直至11日12時(shí)左右（距離臺(tái)風(fēng)12日06時(shí)第一次加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴提前18 h），垂直風(fēng)切變第一次達(dá)到最低，三者均減弱至7 m/s左右，其中中高層垂直風(fēng)切變低至2 m/s。之后三者繼續(xù)呈下降趨勢(shì)，在13日12時(shí)（距離14日12時(shí)第二次加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴提前24 h），三者達(dá)到第二次最低，均值約4 m/s，這對(duì)“貝碧嘉”的持續(xù)加強(qiáng)非常有利。14日00時(shí)起，垂直風(fēng)切變出現(xiàn)短時(shí)段增強(qiáng)（臺(tái)風(fēng)15日12時(shí)減弱為熱帶風(fēng)暴，并持續(xù)6 h），在15日00時(shí)達(dá)到第三次最低（距離臺(tái)風(fēng)16日00時(shí)第三次加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴提前24 h），均值約4 m/s。之后三者變化波動(dòng)較大，16日起呈大幅度上升，“貝碧嘉”逐漸消亡。根據(jù)以上分析，垂直風(fēng)切變?nèi)巫畹椭档某霈F(xiàn)、低值的持續(xù)時(shí)間、短時(shí)段增強(qiáng)與“貝碧嘉”3次加強(qiáng)、短時(shí)段減弱為熱帶風(fēng)暴及相應(yīng)持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)較好，垂直風(fēng)切變最低值的出現(xiàn)與“貝碧嘉”開始加強(qiáng)有18～24 h時(shí)間差，這與文獻(xiàn)[32]的研究結(jié)果是一致的。

3 結(jié)論

1816號(hào)臺(tái)風(fēng)“貝碧嘉”在少動(dòng)徊旋及加速西移期間（2018年8月12日06時(shí)至16日18時(shí)）經(jīng)歷了3次增強(qiáng)和一次短時(shí)段減弱過程，使用中國氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所整理的熱帶氣旋最佳路徑資料、常規(guī)觀測(cè)資料、美國國家環(huán)境預(yù)報(bào)中心GFS 0.25°×0.25°逐6 h再分析資料、全球同化系統(tǒng)（GDAS）資料，引入拉格朗日混合單粒子軌道模型（HYSPLIT4），通過分析臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化及各物理量的演變，對(duì)期間臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度加強(qiáng)、短時(shí)段減弱和加強(qiáng)維持的原因具體分析，主要結(jié)論如下：

圖8 臺(tái)風(fēng)中心水平風(fēng)垂直切變的時(shí)間演變

（1）南亞高壓的增強(qiáng)為“貝碧嘉”的發(fā)展提供了有利的高空輻散條件。少動(dòng)徊旋期間，高緯冷槽活躍，副高緩慢加強(qiáng)，與其相近的熱帶低值系統(tǒng)相互作用，增加了東北方向的水汽輸送是“貝碧嘉”少動(dòng)徊旋期間加強(qiáng)的關(guān)鍵因素，加速西移期間，副高西伸至我國西部地區(qū)，“貝碧嘉”北側(cè)風(fēng)場(chǎng)加強(qiáng)從而強(qiáng)度維持。

（2）高層輻散增強(qiáng)和正渦度的增大與向上延伸導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)，中層輻散增強(qiáng)和正渦度中心回落與臺(tái)風(fēng)的減弱密切相關(guān)；中層弱冷空氣有利于“貝碧嘉”加強(qiáng)，冷空氣下傳導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)短時(shí)段減弱；垂直風(fēng)切變3次減弱、低值的持續(xù)時(shí)間、短時(shí)段增強(qiáng)與臺(tái)風(fēng)3次增強(qiáng)、短時(shí)段減弱為熱帶風(fēng)暴及相應(yīng)持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)較好。

（3）對(duì)比各物理量變化起始時(shí)刻，水汽輸送與垂直風(fēng)切變的變化相對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度提前18～24 h，動(dòng)力場(chǎng)與之相比，相對(duì)落后6 h，這對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)有較好的指示作用，冷空氣的出現(xiàn)對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)報(bào)沒有明顯提前量，但對(duì)強(qiáng)度變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)有重要意義。

本研究對(duì)2018年第16號(hào)臺(tái)風(fēng)“貝碧嘉”強(qiáng)度變化特征及原因進(jìn)行了分析，得出了初步的結(jié)論。不同的臺(tái)風(fēng)，強(qiáng)度變化各因子的相對(duì)作用是不確定的，也可能是多個(gè)因子影響的綜合結(jié)果。深入的機(jī)理研究還需要通過數(shù)值模擬進(jìn)一步診斷，本研究將有助于后期數(shù)值模式的設(shè)計(jì)。