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1416号热带气旋“凤凰”路径及风雨成因分析

2018-01-09於敏佳刘菡

南方农业·下旬 2017年11期
关键词:热带风暴气旋热带

於敏佳+刘菡

摘 要 受1416号热带气旋“凤凰”的影响,舟山嵊泗沿海普降暴雨,过程最大风力达10~12级。利用常规资料和NCEP再分析资料对“凤凰”的移动路径和风雨成因进行分析,研究发现:高空环流对于热带气旋的移动具有较大影响,其中副高和西风带的作用尤为明显,但当热带气旋的强度和引导气流的影响都较弱时,地形的阻挡就会起到较大作用;强热带风暴与高压梯度叠加,能引起比强热带风暴中心更强的风力;充沛的水汽供应,强烈的上升运动和大气层结不稳定是暴雨形成的重要机制。

关键词 路径;副高;西风槽;地形;梯度叠加;诊断分析

中图分类号:P458.1+21.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.33.064

1416号热带风暴“凤凰”于2014年9月18日02:00(北京时间,下同)在菲律宾以东洋面(13.2°N,129.6°E)生成,19日14:00前后加强为强热带风暴,21日10:00前后在台南登陆,21日23:00前后在台北登陆,期间紧贴台湾东部沿海北上,之后继续稳定北上,于21日19:35前后在宁波象山鹤浦镇沿海登陆,登陆时中心附近最大风力达10级(风速为28 m/s),中心最低气压为985 hPa。强热带风暴登陆后强度并未减弱,穿过宁波象山、北仑和镇海后,于23日09:00在杭州湾减弱为热带风暴,最终穿过上海沿东北方向进入黄海,24日10:00中央气象台对其停止编号。

9月22日—23日,受“凤凰”影响,嵊泗地区普遍出现了大雨到大暴雨的降水,各站点最大风力达到10~12级。其中嵊山24 h出现了130.2 mm的大暴雨,嵊泗本站也有106 mm的日降水量,最大风力出现在浪岗,达到了35.6 m/s,本站过程最大风力10级。经济损失方面,受大风、暴雨、涌浪影响全县共损失贻贝27 hm2、损坏码头11座、海塘受损6座、工矿企业停工停产16家、沉没小机船1艘,共计损失约2 000万元。

1 热带气旋“凤凰”移动路径分析

高空環流形势场的调整和演变在很大程度上决定了台风的移动路径,其中西太平洋副热带高压(以下简称副高)及中纬度西风带槽脊位置和强度的变化对西太平洋热带气旋的影响最大。从热带气旋“凤凰”移动路径的变化特点来看,主要分为西北行(18日02:00—19日22:00)、北上行(19日23:00—23日15:00)和东北行三个阶段(23日下午至消亡)。从路径转折的次数看,主要有3次,分别是19日23:00前后第一次由西北偏西向北转折,21日08:00前后由北向东再向东北转折,23日14:00前后由北向东北转折。其中,第一次和第三次转折主要是由高空环流的变化引起,而第二次转折除了与高空环流的变化有关外,还与台湾东部较高的地形有关,因此地形和高空环流共同作用引起路径变化是这次热带气旋的独特之处。

18日热带风暴“凤凰”形成,其中心位于菲律宾以东700多km的西北太平洋洋面上,高空受副高东南气流引导(图1a),外加自身的西北向内力作用,“凤凰”按第一阶段路径朝西北方向移动。19日夜里,高空

500 hPa环流形势调整(图1b),副高主体断裂,分为东西两块,其中西面副高离热带气旋位置较远,影响不大,“凤凰”主要受东面副高的偏南气流引导,稳定北上,其路径发生第一次转折。

21日08:00前后,“凤凰”路径由北向东转折,这主要是由于500 hPa西风槽不断加深,热带气旋在北上的过程中被其包裹,并随其东移(图2a)。到了21日20:00,西风带对于热带气旋的“牵引”断裂,此时东面副高又较远(图2b),即西风带和副高对于“凤凰”的影响都比较弱,在这种情况下,考虑其自身的西北向内力,热带气旋应该往北甚至往西北方向移动,但实际上“凤凰”却沿着台湾东部沿海往北偏东方向移动。这是由于“凤凰”的垂直尺度较小,且台湾东部沿海地势较高,较高的地势阻挡了“凤凰”西进,故西风带和副高的弱引导以及台湾东部的高地势,是“凤凰”紧贴台湾沿海北上的主要原因。

22日08:00,副高发展西进(图3a),偏南气流的引导作用加强,热带气旋作稳定北上运动。23日,西风槽南压,副高北抬,受槽前和副高西北侧西南气流引导作用(图3b),“凤凰”于23日15:00前后发生第三次转向,由偏北转为东北向移动,进入第三阶段路径。

2 大风成因分析

分析21日08:00地面天气图(图略)可以看到,强热带风暴“凤凰”位于台湾南部,东北地区有一冷高压,嵊泗受台风倒槽和高压底部影响,沿海梯度增大,风力逐渐增强,个别自动站出现8级大风。到22日08:00,随着强热带风暴“凤凰”不断北上,北方的冷高压也加强南压,梯度进一度叠加,嵊泗沿海部分站点出现了10级大风,最大过程风力出现在22日夜里,其中浪岗12级,枸杞、徐公和大黄龙出现了11级大风,此时沿海梯度最大,5个纬距内出现了6~7条等压线。到了23日下午,“凤凰”减弱为热带风暴,北面的高压东移,梯度疏散,风力减小。24日上午,沿海风力恢复正常。

3 暴雨成因分析

要产生暴雨,首先需要充足的水汽供应,其次较强的上升运动将大量的水汽带到高空,最后大气层结不稳定致使暴雨发生[1]。因此,从水汽条件、动力条件和热力条件对这次暴雨过程进行诊断分析。

3.1 水汽条件

在一定温度和压强下,水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为相对湿度,其反映了湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比,是衡量空气中水汽条件的物理量之一。从相对湿度垂直剖面图上可以发现,22日20:00—23日08:00,受“凤凰”影响,低层到高层空气的水汽条件都非常好,相对湿度达到90%以上,这表明高空有一较深厚的湿区,对应实况22日晚上嵊泗全县普降暴雨,局地大暴雨。到了23日20:00,除了近地面层还有较大的湿度,高空水汽条件变差,强降水停止。由此可见,水汽条件对于强降水的产生有着重要作用。endprint

3.2 动力条件

暴雨的产生离不开垂直上升运动,垂直运动越强,降水往往越强。由于此次热带气旋强度较弱,垂直尺度较小,在中高层的垂直速度并不明显,故选取低层进行研究[2]。经分析,22日20:00 850 hPa垂直速度较大,在浙江及其沿海一带都是垂直速度的负值区,尤以沿海一带最为显著,其近中心值达200 Pa/s以上,嵊泗上空也有150 Pa/s的垂直速度,到了23日08:00,上升運动区东移南落,整个浙江基本处于正值区,嵊泗上空低层处于零线附近,对应实况降水开始减弱(图略),这表明垂直上升运动与降水具有很好的对应关系。

3.3 热力条件

K指数是表征大气温度和湿度的综合特征物理量,同时反映了大气不稳定能量的情况。一般来说,K指数大于25 ℃时,出现对流性天气的可能性较大,大于30 ℃时有出现强对流天气的可能,当K指数大于35 ℃,层级就相当不稳定了[3]。分析22—23日K指数发现,嵊泗处于K指数大值区,其中22日20:00—23日08:00,嵊泗K指数都在35 ℃以上,层结很不稳定,对应实况嵊泗全县出现了暴雨,局地大暴雨的强降水过程。

4 结论与讨论

利用常规和NCEP在分析资料,通过以上分析,得出以下结论。

第一,高空环流对于热带气旋的移动具有较大影响,其中副高和西风带的作用尤为明显。但当热带气旋强度不强,且引导气流并不明显时,地形的阻挡也会起到较大的作用。

第二,强热带风暴与高压梯度叠加,能引起比强热带风暴中心更强的风力,因此,在预报风力强度时应重点关注热带气旋与其他系统的叠加作用。

第三,本次热带气旋引起的强降水过程,从物理量的诊断分析看主要原因有:22日夜里有较深厚的高湿度区,且低层强辐合,高层辐散;由于该热带气旋强度不强,上升运动的尺度不大,但低层有明显的垂直上升运动将大量的水汽向上运输;22—23日K指数都比较高,其中22日夜里更是达到35 ℃以上,层结很不稳定。

参考文献

[1]陈淑琴.双TC和梅雨锋共同作用下的一次暴雨过程分析[J].气象科学,2014,34(3):335-342.

[2]曹楚.台风“莫拉克”影响期间浙江大风成因分析[J].气象科技,2013,41(6):1109-1115.

[3]王镇铭.浙江省天气预报手册[M].北京:气象出版社,2013.

(责任编辑:刘昀)endprint

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