韦美闹，赵金彪，陈绍河，董雪晗

（1.钦州市气象局，广西 钦州 535000；2.广西壮族自治区气象台，南宁 530022；3.防城港市气象局，广西 防城港 538000）

引言

南海台风生成地点距我国大陆较近，生成后往往在较短时间内就会影响到华南沿海，也可能生成时就开始影响南海海岛，而其生成发展、移动路径和强度变化仍是风雨落区预报的基础和前提，对减灾防灾至关重要［1］。研究表明，台风路径的影响因素非常多且复杂，其中大型流场的变化起主导作用［2－5］；许娈等［6］在分析引导气流与台风路径变化关系时，发现中低层引导气流对台风路径变化有重要指示作用；仲荣根等［7］研究认为，台风主要在气压梯度力、地转偏向力及阻力等三个作用力的平衡与不平衡下运动，当三力不平衡时，台风将会加速移动，当三力平衡时，台风将减速移动。影响南海台风路径北折的环境因素通常认为有以下5 情况：台风进入季风汇合线、东风波的重位作用、印缅槽东移、华南（或南海北部）高压的减弱、赤道高压加强和副热带高压南落，有时是几种形势交叉出现［8－9］；另外台风环流本身的非对称结构也是导致南海台风北翘的原因之一［10－11］。而高拴柱等［12］分析指出：南海台风生成前的主要背景环流是赤道辐合带、西南季风或东风波等。

近年来随着观测技术、数值模拟和资料同化等技术的发展，以及对台风运动物理机制的深入研究，台风路径预报的准确 率有了大幅提升［13－18］，但是对于突然性偏折等异常路径的预报目前仍然缺乏有效手段［19－20］。2019 年第7 号台风“韦帕”在8 月1—2 日两天时间内先后在华南三省区沿海登陆，给三省区造成了较强的风雨影响和较大的经济损失。对“韦帕”停滞及转向的预报是预报业务和服务中的难点。

采用华南区域常规观测资料、静止卫星红外云图、NCEP1°×1°逐6h 再分析资料及中国气象局上海台风研究所最佳路径资料，对台风“韦帕”生成发展环境条件、路径变化成因等进行分析研究，以期为今后此类南海台风预报提供参考。

1 台风“韦帕”移动路径和降水特点

1.1 路径复杂、移动缓慢、登陆次数多

2019 年第7 号台风“韦帕”于7 月31 日上午在南海北部海面生成，随后向西北方向移动（图1）。8月1 日01 时50 分（北京时，下同）左右在海南省文昌市沿海登陆，在海南岛境内打转停滞近7h 后转向偏北方向移动，并于1 日17 时40 分左右在广东省湛江市坡头区沿海再次登陆。随后，“韦帕”折向西行穿过雷州半岛进入北部湾，2 日21 时20 分前后在防城港市沿海再次登陆，并折向西南进入越南，3 日14 时减弱为热带低压。另外，“韦帕”靠近海南岛时其中心风速加强到23m·s-1后基本无变化，移动缓慢，在广西近海及陆地停留长达25h。

图1 2019 年第7 号台风“韦帕”移动路径及7 月30 日—8 月3 日累积雨量（单位：mm）分布图

1.2 强风雨持续时间长，范围集中，局地累计雨量大

受“韦帕”影响，广东南部和西部沿海、广西南部和海南大部出现暴雨到大暴雨，局部特大暴雨。据统计，7 月30 日20 时—8 月3 日20 时共有230 个站过程总雨量大于250mm，最大出现在斜阳岛446mm，最大雨强为海口市秀英区遵潭镇达112mm·h-1；有38 站出现11 级以上阵风，其中9 站出现12 级以上阵风的大风天气。

2 台风发生发展环境条件

2.1 环境风垂直切变分析

已有研究表明，低层850hPa 赤道季风辐合带是台风生成前扰动发展的主环流，台风生成前扰动中心常常处于其北侧风切变小而南侧风切变大的过渡带中［12］，少数扰动中心倾向于风切变小值中心附近。一般认为，弱的垂直风切变使积云所产生的凝结潜热集中于一个有限范围，有利于台风暖心结构的生成和维持，对于显著增强的登陆台风，其垂直风切变不会太大，平均在9m·s-1以下［21］。从图2a 可看出，在“韦帕”发展为台风前，热带辐合带对流云系偏北活动，低层辐合线位于南海北部，南海北部处于垂直风切变低值区（图2b），200hPa 与850hPa 的垂直风切变值小于8m·s-1，中心值小于4m·s-1，非常有利于“韦帕”在该区域生成、发展。而与辐合线南侧对应的是大的垂直风切变区域带，这是由于低层西南季风气流加强向东推进，配合高层200hPa 南亚高压东北辐散气流控制造成的，与文献［12］的研究结果是一致的。另外，从31 日20 时垂直风切分布情况可见，“韦帕”移动路径下游的海南岛东部海面到北部湾维持大范围的弱垂直风切变区，中心值小于4m·s-1，也有利于“韦帕”移入该区域后强度得到加强和维持。

从图2a 也可看出，7 月30 日在低层季风辐合带东段135°E 附近存在一个扰动中心，对应500hPa环流有一个东风波。

图2 （a）7 月30 日08 时500hPa 高度（实线）、850hPa 风场和14 时FY4A 红外云图（阴影：TBB≤-20℃）；（b）7 月29 日20 时200～500hPa 垂直风切变（单位：m·s-1）及台风路径图

2.2 热力条件分析

计算“韦帕”活动期间的平均海表面温度发现，其经过的海域海温均在29～31℃之间（图3a），特别是北部湾及海南东部海表温度都在30℃以上，高值中心达31.5℃，较常年平均偏高1℃以上，暖海面上空潮湿空气的辐合上升会释放大量的凝结潜热，为台风的发展提供了更多的水汽和能量，有利于其形成及加强。另外，进一步计算了逐6h 以台风中心5个经纬度范围内的海表面感热通量及850hPa 潜热通量［22］（图3b）。从图3b 可看出，“韦帕”在热带低压至热带风暴阶段，感热通量及潜热通量持续增强，其中感热通量于31 日02 时达到43w·m-2，潜热通量于31 日14 时达到最大，为520w·m-2，此时“韦帕”中心最大风速达23m·s-1。此后至登陆海南阶段，感热通量和潜热通量都开始下降，但潜热通量强度维持在400w·m-2左右，感热通量则降至5w·m-2。“韦帕”沿雷州半岛东部沿海北上至折向西进入北部湾期间，感热通量和潜热通量又稳步增强，2 日14 时感热通量为15w·m-2，潜热通量为300w·m-2；之后感热通量和潜热通量均表现为急剧下降的特征，感热通量降为-10w·m-2，潜热通量降至110w·m-2，直到“韦帕”减弱消失，潜热通量维持在100w·m-2以上，感热通量小于0，对应此阶段“韦帕”强度逐渐减弱。

图3 （a）平均海表面温度；（b）850hPa 感热通量和潜热通量

以上分析表明，高海温为“韦帕”的生成及发展提供了基础条件。感热和潜热与“韦帕”生成及发展关系比较密切，生成阶段及发展初期两者均起重要作用，后期在北部湾活动期间感热通量显著减小，潜热通量维持较高值，可见潜热起主要作用。“韦帕”近海生成，所获取的海表面感热和潜热通量较少，这是其强度增强有限的主要原因。

2.3 季风影响

水汽和能量得到及时补充是台风移动过程中维持和增强的重要条件［23-24］。从上节分析可得，热带辐合线南侧的大垂直风切变区域带与低层西南季风气流加强向东推进有明显相对应。分析7 月30 日—8月2 日975～900hPa 平均水汽通量和平均风场（图4）逐日演变，纵观“韦帕”在南海活动期间，台风南侧始终有一条水汽通量大于20g·（s·cm·hPa）-1的西南东北向水汽输送带与台风环流东侧连接，从平均风矢来看，该水汽输送带主要是来自孟加拉湾的西南季风向东输送与来自105°～110°E 的越赤道气流汇合而成。台风进入北部湾后台风环流东南侧的西南季风气流持续将南海上的水汽和能量输送到广西上空。以上分析表明，“韦帕”强度维持与西南季风及越赤道气流是密切相关。

图4 7 月30 日—8 月2 日975～900hPa 平均水汽通量和平均风场

另外从图4 可看出，1 日08 时975～900hPa 低层台风中心南侧的偏西风大值区不断向东向北延伸，在台风环流东侧形成较大区域的西南风到偏南风的大值区，最大风速达22m·s-1，而台风北侧的偏东风和西北侧的东北风相对较小，台风偏向北分量的内力加大，有利于台风向北移动。

3 台风移动转向原因分析

3.1 引导气流与台风环流结构

将距离台风中心5 个经纬度矩形环内的平均气流作为台风的引导气流［22］，同时计算逐6h 以台风为中心的5 个格点各层物理量平均值，7 月30 日—8月3 日“韦帕”中心平均涡度、散度垂直分布、各层引导气流随时间的演变情况。从图可看出，“韦帕”从生成到登陆海南岛前从低层850hPa 到高层300hPa 各层的引导气流均以东南风为主，强度大于4m·s-1，此时“韦帕”西北行，移动速度较快。“韦帕”登陆海南岛后移动速度减慢并转向北移动，此期间850hPa 到高层300hPa 的引导气流为弱的偏南气流；至1 日20时，中低层（600～850hPa）的引导气流转为东南偏东方向，而高层的偏东气流下沉到400hPa，表明高层的引导气流对台风移动开始起主导作用；2 日20 时中高层（600～100hPa）的引导气流转为东北偏东风，此时“韦帕”又开始折向西南移动进入越南北部。整个台风生命史各层的引导气流都比较弱，因此其移动速度相对应比较慢。以上分析表明，台风移动路径与引导气流密切相关，其不同阶段受不同层次引导气流影响，且引导气流的强度与台风的移动速度有直接的联系。

1 日17 时台风登陆湛江后，台风中心南侧的偏西气流和东侧的偏南气流都明显减弱，而台风中心北侧的偏东气流则明显加大，有利于台风登陆后转向西行。2 日2 时之后，台风北侧的偏东气流减弱，南侧的偏西气流再次加强，台风环流由非对称结构向对称结构转变，台风移速将减慢缓行［25］。综上所述，在中层周围背景场较弱无明显引导气流时，台风低层环流结构分布对台风移向有较好的指示作用。

3.2 西太平洋副热带高压及东风波的影响

西太平洋副热带高压（以下简称副高）被认为是影响台风移动的主要大尺度环流系统［7］。从图2a 可看出，“韦帕”在生成发展阶段，华北到蒙古一带为低槽区，500hPa 副高中心强度达592dagpm，呈斜方头状，其脊线位于29°N 附近，西脊点西伸至110°E 以西，588dagpm 线覆盖华南东部和江南地区，台风在副高的西南侧偏东南气流引导下向西偏北方向移动靠近海南岛，移动路径总体较稳定。1 日02 时随着500hPa 华北冷槽东移，副高开始减弱东退到长江口一带，台风距离副高渐行渐远，副高的东南风引导气流明显减弱，加上登陆海南后所受的摩擦力变大，导致“韦帕”登陆海南后停滞打转6h。1 日08—20 时，华北槽槽底向西南方向伸展至30°N 附近，槽前较强的西南气流和台风东侧外围的东南气流连接，槽底距台风中心仅有11 个纬距左右，有利于“韦帕”转向北移动。

选取24°～26°N 经向V 风速剖面图（图略），分析东风波及其相邻高压脊随时间演变。显然，中高层（500～300hPa）存在比较明显的波动，东风波在西移过程中经历了加强-减弱的过程，而东风波槽前的副高脊区随时间的推移逐渐减弱，而110°～120°E 间南风不断加强，因此“韦帕”在海南岛停滞后在偏南气流的推动下转向北移动。1 日14—20 时，东风波移到台湾岛（120°E）附近，槽前的东北气流促使台风北侧的偏东气流U 明显增强到20m·s-1，在高层偏东风引导气流的共同作用下，“韦帕”逐渐转向西进入北部湾。

3.3 南亚高压环流的影响

从7 月31 日20 时200hPa 高度场（图略）可看到，南亚高压呈东西带状，大于1252dagpm 区域从青藏高原向东横跨整个长江流域上空直至日本以东海面，在北面形成高压坝。此后，随着南亚高压北侧的长波槽东移南伸，南亚高压断裂呈东西两个中心，1 日08 时南亚高压环流则西退到云南上空，长波槽进一步南伸到贵州上空，“韦帕”处在东环高压西侧，高层出流为偏北方向，有利于台风北上移动；1 日20时随着长波槽东移北收，南亚高压环流往东扩展控制华南、长江一带地区，重新形成高压坝，阻挡“韦帕”继续北进，而台风位于南亚高压南侧偏东气流中，有利于台风向西移动［26］。分析高层散度合成场，发现1 日08 时台风北侧有强辐散中心对应高层强出流区，对台风涡旋移动有“引导”作用［26-27］，利于台风向北移动；1 日20 时，强辐散中心则转到了台风西侧，从图5 可发现，由于南亚高压东伸，台风中心高层开始出现正散度区，即辐散出流加强，同时偏东风引导气流也逐渐下传增强，引导台风在登陆湛江之后转向西移动。

4 结论

探讨了2019 年第7 号台风“韦帕”的生成发展环境条件及其路径移动转向的成因，得出以下主要结论。

（1）台风“韦帕”生成于热带辐合带中对应弱的垂直风切变中心附近，高海温是其生成及发展的基础条件，强度维持与西南季风及越赤道气流卷入密切相关。感热通量和潜热通量变化显示，“韦帕”近海生成，所获取的海表面感热潜热较少，这是其强度增强有限的主要原因。

（2）台风移动路径与引导气流密切相关，其不同阶段受不同层次引导气流影响，且引导气流弱，台风移动速度也较慢。

（3）台风“韦帕”发生停滞及转向，主要由于大尺度环境场发生明显改变，西太平洋副热带高压、南亚高压及东风波都起重要的影响。

（4）低层台风中心附近风速变化影响台风环流结构内力的方向大小，也会造成台风路径移向的变化；另外，高层辐散区对应强出流区，对台风中心移动有“引导”作用。