魏新,王力群,李海寧
(中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇江陰 214431)
0917號臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向東南向移動(dòng)原因分析
魏新,王力群,李海寧
(中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇江陰 214431)
利用NCEP全球數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)(GDAS)1°×1°分析資料,對0917號臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向東南向移動(dòng)原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,中高緯度環(huán)流調(diào)整是“芭瑪”折向東南向移動(dòng)的根本原因;0918號臺(tái)風(fēng)“茉莉”通過改變外圍環(huán)境場的強(qiáng)度、形狀對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生間接影響,而兩臺(tái)風(fēng)之間逆時(shí)針互旋以及臺(tái)風(fēng)“茉莉”外圍強(qiáng)大的環(huán)流對臺(tái)風(fēng)“芭瑪”的直接作用是臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向東南向移動(dòng)的關(guān)鍵。對臺(tái)風(fēng)“芭瑪”經(jīng)緯向UV最大風(fēng)速變化診斷分析表明,“芭瑪”經(jīng)緯向UV最大風(fēng)速中心的轉(zhuǎn)移對“芭瑪”折向東南向移動(dòng)有重要影響,經(jīng)緯向UV最大風(fēng)速差的變化對“芭瑪”轉(zhuǎn)向具有預(yù)示作用,經(jīng)緯向最大風(fēng)速差的合成風(fēng)方向與臺(tái)風(fēng)中心未來移動(dòng)方向有一定的關(guān)系。
臺(tái)風(fēng);異常路徑;環(huán)流調(diào)整;雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng);UV最大風(fēng)速差
臺(tái)風(fēng)長期以來被視為受環(huán)境場引導(dǎo)而移動(dòng)的渦旋,對其移動(dòng)路徑的預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)化為對環(huán)境場引導(dǎo)氣流的預(yù)測。但預(yù)報(bào)實(shí)踐中,在環(huán)境場引導(dǎo)氣流無明顯改變的情況下,臺(tái)風(fēng)移速、強(qiáng)度、移向仍會(huì)發(fā)生突然變化。20世紀(jì)80年代Holland[1]提出了β效應(yīng),認(rèn)為臺(tái)風(fēng)移動(dòng)不僅受大尺度環(huán)流場的引導(dǎo),還有β效應(yīng),臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)受環(huán)境流場和β效應(yīng)的共同影響,氣流引導(dǎo)理論得到廣泛應(yīng)用。但由于影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑因子復(fù)雜,如環(huán)境場調(diào)整、臺(tái)風(fēng)自身結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度變化、β效應(yīng)、環(huán)境加熱以及臺(tái)風(fēng)與周圍大氣環(huán)境場的相互作用等,都會(huì)影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑,因而對異常路徑臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率還不理想[2],特別是在弱環(huán)境場中臺(tái)風(fēng)實(shí)際移動(dòng)路徑往往發(fā)生突然轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致預(yù)報(bào)失誤。陳聯(lián)壽[3]提出了臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)不對稱概念,指出臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑變化與臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)有關(guān)。20世紀(jì)90年代,Elsberry[4]把環(huán)境流場、β效應(yīng)和非對稱對流總結(jié)為影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的三個(gè)基本因子,之后對臺(tái)風(fēng)的研究主要圍繞這三個(gè)因子展開。
本文利用國家氣象中心熱帶氣旋定位資料、NCEP全球數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)(GDAS)1°×1°分析資料,從環(huán)流場演變、β效應(yīng)、雙臺(tái)風(fēng)相互作用、經(jīng)緯向風(fēng)速變化方面對2009年9月下旬生成于西北太平洋關(guān)島以南洋面的0917臺(tái)風(fēng)“芭瑪”活動(dòng)過程及特點(diǎn)進(jìn)行分析,探討“芭瑪”移動(dòng)路徑折向東南向移動(dòng)的原因,為今后在實(shí)際業(yè)務(wù)中預(yù)報(bào)異常路徑臺(tái)風(fēng)提供參考。
“芭瑪”臺(tái)風(fēng)于2009年9月29日在西北太平洋關(guān)島以南洋面8.0°N、140.0°E附近海域生成?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)生成初期向西移動(dòng),9月30日之后轉(zhuǎn)向,穩(wěn)定地向西北方向移動(dòng)。臺(tái)風(fēng)在移動(dòng)的過程中強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。10月1日14時(shí),中心位于12.5°N、129.7°E附近,強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng),中心氣壓920 hPa、風(fēng)力55 m/s(16級)、7級風(fēng)圈半徑300 km、10級風(fēng)圈半徑150 km,達(dá)到超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)10月3日14時(shí)在呂宋島東北部登陸時(shí)減弱為強(qiáng)臺(tái)風(fēng),中心最大風(fēng)力減弱到14級,移動(dòng)速度減慢。穿過菲律賓北部后,繼續(xù)向西北方向移動(dòng)。10月5日晚于20.1°N、119.7°E附近的巴士海峽180°轉(zhuǎn)向,折向東南方向移動(dòng)。10月6日第二次登陸呂宋島西北部,登陸時(shí)臺(tái)風(fēng)減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴,中心最大風(fēng)力10級。10月7日,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移出呂宋島,強(qiáng)度逐漸減弱為熱帶低壓。10月8日凌晨在呂宋島近岸海域重新發(fā)展,增強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴,并轉(zhuǎn)向偏西方向緩慢移動(dòng),中午第三次登陸呂宋北部,在呂宋西北部入海進(jìn)入南海北部,10月12日上午登陸海南島萬寧市,晚上移出海南,強(qiáng)度突然增強(qiáng),加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴。10月14日晚登陸越南并減弱為熱帶風(fēng)暴,隨后迅速減弱為熱帶低壓填塞消失(見圖1)。
從“芭瑪”臺(tái)風(fēng)的整個(gè)活動(dòng)過程看,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)有如下特點(diǎn):
(1)臺(tái)風(fēng)生命期長?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)從9月27日形成熱帶低壓到10月14日減弱為熱帶低壓,整個(gè)活動(dòng)過程持續(xù)18天,經(jīng)歷了從熱帶低壓到超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的所有過程,生命期是歷史上持續(xù)時(shí)間最長的臺(tái)風(fēng)之一,是一般熱帶氣旋的生命期的3倍;
(2)強(qiáng)度變化反復(fù)無常?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)從9月29日生成后,強(qiáng)度一直加強(qiáng),30 h后加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng),21 h后又增強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。在第二次登陸呂宋島后,10月7日,強(qiáng)度一度減弱為熱帶低壓,之后又加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴。10月10日在中國南海又一次減弱為熱帶低壓,直到在12日登陸海南島之前加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴,之后強(qiáng)度迅速增強(qiáng),一度達(dá)到強(qiáng)熱帶風(fēng)暴,登陸越南后才逐漸減弱為熱帶低壓;
圖1“芭瑪”臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑和“茉莉”臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑
(3)路徑詭異,登錄次數(shù)多。在“芭瑪”臺(tái)風(fēng)整個(gè)生命史中,經(jīng)歷了2次主要的轉(zhuǎn)向、5次登陸過程,其中在菲律賓登陸3次。臺(tái)風(fēng)生成初期向西北方向移動(dòng),在10月5日晚上突然180°轉(zhuǎn)向,折向東南方向移動(dòng)。10月8日再次轉(zhuǎn)向偏西方向移動(dòng),經(jīng)過中國南海直至在越南登陸,其中臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向東南方向移動(dòng)路徑實(shí)為罕見,預(yù)報(bào)難度大,預(yù)報(bào)失誤率高;
(4)影響范圍廣,造成損失大?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)是歷史上造成損失最大的臺(tái)風(fēng)之一,強(qiáng)風(fēng)暴雨持續(xù)時(shí)間長,影響范圍廣,在歷史上少見?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)使菲律賓、臺(tái)灣、海南、廣東、廣西、越南等多地不同程度受災(zāi),尤以菲律賓損失嚴(yán)重,造成菲律賓數(shù)百人傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。
臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑受大尺度環(huán)流場和β效應(yīng)的制約[5]。在研究西北太平洋臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑時(shí),許多專家學(xué)者注重環(huán)境場變化的研究[6],特別關(guān)注西北太平洋副熱帶高壓演變對臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的影響[7]?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)從9月29日生成到10月5日轉(zhuǎn)向前,穩(wěn)定地向西北方向移動(dòng)。10月5日后移動(dòng)路徑突然折向東南,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的這種變化,與此期間500 hPa等壓面上環(huán)流場變化有關(guān)。
在9月29日20時(shí)500 hPa等壓面上(見圖2a),中高緯度大氣環(huán)流為兩槽一脊型,西風(fēng)槽分別位于貝加爾湖和鄂霍次克海附近,兩槽槽底在40°N以北,高壓脊位于大興安嶺一帶,西北太平洋副熱帶高壓呈東西帶狀,
勢力強(qiáng)大,5920 gpm閉合線的面積大約10緯距×20緯距,脊線在28°N附近,西脊點(diǎn)伸展到120°E以西,5860 gpm線控制我國長江流域及華南地區(qū),中高緯環(huán)流呈緯向分布,冷空氣活動(dòng)偏北。隨著高壓脊東移,副熱帶高壓加強(qiáng)西伸,10月2日14時(shí)500 hPa等壓面上,20°—30°N歐亞區(qū)域被副熱帶高壓脊控制。此期間臺(tái)風(fēng)“芭瑪”在副高南側(cè)偏東引導(dǎo)氣流和β效應(yīng)的共同作用下,以5—20 km/h速度穩(wěn)定地向西北方向移動(dòng)。
圖2 500 hPa等壓面環(huán)流場
臺(tái)風(fēng)“芭瑪”向西北移動(dòng)的過程中,位于貝加爾湖的西部槽緩慢東移并發(fā)展加深,3日14時(shí),槽線位于120°—130°E之間,槽底伸展到30°N。副熱帶高壓在西部槽東移南壓過程中減弱,斷為兩環(huán),西環(huán)位于中南半島,東環(huán)中心位于西北太平洋中部。西部槽后的高壓脊發(fā)展加強(qiáng),在貝加爾湖以西形成阻塞形勢,北部冷空氣在新西伯利亞堆積,在500 hPa等壓面上100°—120°E之間、45°N以北區(qū)域形成一橫槽,我國西南地區(qū)有一南支槽生成,并沿西環(huán)副高北側(cè)向東快速移動(dòng),和橫槽形成階梯槽形勢。此時(shí)臺(tái)風(fēng)“芭瑪”中心位于122.1°E、17.7°N的位置,與槽底相距10個(gè)以上緯距,距離較遠(yuǎn),西風(fēng)槽對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)影響較小,引導(dǎo)“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的引導(dǎo)氣流變?nèi)?,臺(tái)風(fēng)處于弱環(huán)境場中(見圖2b)。
隨著西部槽和南支槽繼續(xù)東移,3日后,西環(huán)高壓單體在南支槽的影響下南壓西退,臺(tái)風(fēng)“芭瑪”西部的位勢高度減小。受0918號臺(tái)風(fēng)“茉莉”向西移動(dòng)過程中對副高擠壓,臺(tái)風(fēng)“茉莉”與臺(tái)風(fēng)“芭瑪”之間的副熱帶高壓西進(jìn),臺(tái)風(fēng)“芭瑪”東側(cè)的位勢高度增加。位勢高度的這種變化,產(chǎn)生指向“芭瑪”西部的位勢梯度力,使“芭瑪”向西移動(dòng)[8]。而“芭瑪”東側(cè)位勢梯度增大,使引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)北上的偏南氣流增強(qiáng),有引導(dǎo)“芭瑪”北上的趨勢。在這幾種因子與β效應(yīng)共同作用下,促使“芭瑪”向西北方向移動(dòng)。但由于“茉莉”與“芭瑪”之間的副熱帶高壓在西進(jìn)過程中向“芭瑪”南北兩側(cè)伸展,在“芭瑪”北部受形成一高壓區(qū),對臺(tái)風(fēng)“芭瑪”北上產(chǎn)生抑制作用;而嵌入“芭瑪”臺(tái)風(fēng)南部的副高則迫使臺(tái)風(fēng)向北移動(dòng)[9]。臺(tái)風(fēng)“芭瑪”10月3—5日期間在弱環(huán)境場中的西北向移動(dòng),是以上幾種因子共同作用的結(jié)果,由于這幾種因子相互牽制,臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度非常緩慢,甚至打轉(zhuǎn)。
由此看見,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)10月3日后在弱環(huán)境場中向西北向移動(dòng),是β效應(yīng)以及中低緯度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。中低緯度天氣系統(tǒng)通過改變西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度、位置、形狀的變化,使影響“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的作用因子發(fā)生改變。這幾種相互影響、相互制約因子使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)10月3日后的移速非常緩慢。這與3日前臺(tái)風(fēng)由副高引導(dǎo)向西北向快速移動(dòng)有本質(zhì)區(qū)別。
陳聯(lián)壽等[5]認(rèn)為,大尺度環(huán)流場的調(diào)整易造成熱帶氣旋移動(dòng)路徑突變。
臺(tái)風(fēng)“芭瑪”向西北緩慢移動(dòng)的過程中,貝加爾湖以西形成的阻塞形勢進(jìn)一步發(fā)展。在此期間,隨著南支槽的東移,原來位于120°—130°E之間的西風(fēng)槽減弱。當(dāng)位于巴爾喀什湖附近的低壓在4日14時(shí)東移到貝加爾湖以西,并向阻塞高壓南部切入,阻塞高壓被切斷,中高緯度環(huán)流進(jìn)行了劇烈的調(diào)整,南下的冷空氣使南支槽發(fā)展加深。在5日20時(shí)500 hPa等壓面環(huán)流場上,南支槽東移到122°E附近,取代原來西風(fēng)槽的位置,槽底伸展到27°N附近。中南半島的高壓單體在南下冷空氣的影響下進(jìn)一步減弱西退,我國長江流域及華南地區(qū)逐漸由原來的偏西氣流轉(zhuǎn)變?yōu)槲鞅睔饬骺刂疲ㄒ妶D2c)。
臺(tái)風(fēng)“芭瑪”5日20時(shí)位于西風(fēng)槽的底部,與槽底相距8個(gè)緯距左右。隨著西風(fēng)槽繼續(xù)東移,臺(tái)風(fēng)“芭瑪”逐漸位于西風(fēng)槽后部。西北太平洋的副熱帶高壓單體在西風(fēng)槽的作用下又一次減弱東退,臺(tái)風(fēng)“芭瑪”與臺(tái)風(fēng)“茉莉”之間的高壓也隨之減弱,原來使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)西北向移動(dòng)的位勢梯度力和偏南引導(dǎo)氣流減弱消失。隨著5日20時(shí)槽后西北氣流侵入,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)北部逐漸由槽后西北氣流控制,西北氣流5日20時(shí)后突然增強(qiáng)。而中南半島的高壓單體在南壓的過程中,與“芭瑪”臺(tái)風(fēng)南部的高壓打通,形成西北-東南向的高壓帶,使其東北側(cè)西北氣流增強(qiáng)?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)正是在上述西北引導(dǎo)氣流增強(qiáng)的情況下,5日20時(shí)后折向東南方向移動(dòng)。之后,隨著西風(fēng)槽的進(jìn)一步東移,環(huán)流場西北氣流逐漸轉(zhuǎn)為偏西氣流,但隨著“茉莉”臺(tái)風(fēng)的北上,其外圍西北氣流對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)的影響增強(qiáng),受這幾種因素的共同影響,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)繼續(xù)向東南方向移動(dòng)(見圖2d)。
通過以上分析可以看出,阻塞形勢崩潰與“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的突然轉(zhuǎn)向相對應(yīng)。中高緯度環(huán)流場調(diào)整使弱環(huán)境場中影響“芭瑪”臺(tái)風(fēng)西北向移動(dòng)的作用因子減弱,西北引導(dǎo)氣流增強(qiáng),從而使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)折向東南方向移動(dòng)。因此,中高緯度環(huán)境場調(diào)整是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑突變的根本原因。
對于雙臺(tái)風(fēng)的研究,騰原效應(yīng)的模型概念在分析雙臺(tái)風(fēng)的相互影響時(shí)被廣泛應(yīng)用,但這個(gè)模型無法解釋雙臺(tái)風(fēng)之間距離大于臨界距離(大約7個(gè)緯距)時(shí)仍存在相互作用的問題。90年代后期,Carr[10]提出了雙臺(tái)風(fēng)之間存在直接、半直接、間接相互作用新模型,指出當(dāng)兩臺(tái)風(fēng)之間距離小于7個(gè)緯距時(shí),存在顯著的互旋,大于15個(gè)緯距時(shí),多通過環(huán)境場發(fā)生間接作用。羅哲賢[11]對這個(gè)模型進(jìn)行了數(shù)值研究,證明了模型合理性。
在“芭瑪”臺(tái)風(fēng)形成6 h后,0918號臺(tái)風(fēng)“茉莉”也在關(guān)島以南洋面生成,并以10—15 km/h的移速沿副高南側(cè)向西北方向移動(dòng)?!败岳颉迸_(tái)風(fēng)在10月2日增強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng),10月3日移速顯著加快,移速達(dá)到25—28 km/h,強(qiáng)度繼續(xù)加強(qiáng)。10月3日中午,“茉莉”臺(tái)風(fēng)和“芭瑪”臺(tái)風(fēng)之間相距20緯距左右(見圖1)。
圖3 500 hPa等壓面時(shí)流場
從兩臺(tái)風(fēng)的活動(dòng)過程看,3日14時(shí)前臺(tái)風(fēng)“茉莉”與臺(tái)風(fēng)“芭瑪”中心之間的距離大于20個(gè)緯距,它們之間的距離較遠(yuǎn),相互作用并不明顯。隨著臺(tái)風(fēng)“茉莉”3日14時(shí)后逐漸靠近“芭瑪”,兩臺(tái)風(fēng)中心之間的距離逐漸小于20個(gè)緯距,“茉莉”臺(tái)風(fēng)對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑產(chǎn)生一定地牽制作用。從3日14時(shí)500 hPa等壓面流場圖上分析(見圖3a),隨著“茉莉”臺(tái)風(fēng)向西北向移動(dòng),臺(tái)風(fēng)“茉莉”與“芭瑪”之間的副高在“茉莉”擠壓下向“芭瑪”靠近,受中南半島副高單體對臺(tái)風(fēng)“芭瑪”西進(jìn)的阻擋,副高向“芭瑪”臺(tái)風(fēng)南北兩側(cè)切入,形成包圍“芭瑪”態(tài)勢。如前節(jié)分析,副高在環(huán)流場上的這種變化,使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)東部位勢高度梯度增大,產(chǎn)生使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)向西移動(dòng)的梯度力,同時(shí)“芭瑪”臺(tái)風(fēng)東側(cè)的偏南引導(dǎo)氣流增強(qiáng),臺(tái)風(fēng)南側(cè)高壓的發(fā)展使“芭瑪”臺(tái)風(fēng)北上,它們的共同作用使“芭瑪”向西北方向移動(dòng)。但由于“芭瑪”臺(tái)風(fēng)西部中南半島的副高單體和臺(tái)風(fēng)北部的高壓區(qū)阻擋,抑制了“芭瑪”臺(tái)風(fēng)西北向移動(dòng)速度。因此,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)在10月3日14時(shí)后正是在這幾種因素的共同影響下仍繼續(xù)向西北方向移動(dòng),但移速減小到2 km/h,甚至在原地打轉(zhuǎn)。
由此可見,臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向東南向移動(dòng)前的西北向移動(dòng)路徑,與臺(tái)風(fēng)“茉莉”對“芭瑪”間接作用有關(guān)。臺(tái)風(fēng)“茉莉”西北向移動(dòng)引起副熱帶高壓形狀、強(qiáng)度、位置變化,使作用于臺(tái)風(fēng)“芭瑪”的環(huán)流場發(fā)生改變,從而影響了臺(tái)風(fēng)“芭瑪”的移動(dòng)路徑。因此,臺(tái)風(fēng)“茉莉”對“芭瑪”的間接作用,是臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向前繼續(xù)向西北移動(dòng)的主要原因之一。
“茉莉”臺(tái)風(fēng)通過環(huán)流場對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)的牽制作用是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)10月3日后向西北方向緩慢移動(dòng)或打轉(zhuǎn)的主要原因之一。事實(shí)上,雙臺(tái)風(fēng)效應(yīng)最顯著的特點(diǎn)是兩臺(tái)風(fēng)之間的互旋,這種互旋作用容易引起臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑異常[10]。
臺(tái)風(fēng)“茉莉”中心4日14日位于17.0°N、140.9°E,中心風(fēng)力達(dá)到17級(65 m/s),中心氣壓為905 hPa,達(dá)到超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度。5日20時(shí),臺(tái)風(fēng)“茉莉”中心位于20.0°N、133.6°E,以25 km/h的速度向西北偏北方向移動(dòng)。臺(tái)風(fēng)“芭瑪”中心5日20時(shí)位于20.1°N、119.7°E,中心最大風(fēng)力僅為11級,兩臺(tái)風(fēng)之間的距離最近,相距大約11個(gè)緯距。從圖1可以看出,當(dāng)臺(tái)風(fēng)“茉莉”在5日20日后繼續(xù)北上進(jìn)入“芭瑪”臺(tái)風(fēng)東北象限時(shí)(見圖3b),也正是兩臺(tái)風(fēng)中心之間距離最近的時(shí)候,臺(tái)風(fēng)“芭瑪”180°轉(zhuǎn)向,折向東南方向移動(dòng),與臺(tái)風(fēng)“茉莉”形成顯著的逆時(shí)針互旋,這是兩臺(tái)風(fēng)之間的直接相互作用。6日14時(shí)之后,隨著臺(tái)風(fēng)“茉莉”繼續(xù)北上,臺(tái)風(fēng)“茉莉”與“芭瑪”之間距離逐漸變遠(yuǎn),兩者之間直接作用減弱,但“茉莉”西南側(cè)的西北氣流進(jìn)入“芭瑪”北部,使“芭瑪”東南向移動(dòng)的西北引導(dǎo)氣流增強(qiáng),引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)“芭瑪”繼續(xù)向東南向移動(dòng),這是“茉莉”對“芭瑪”的半直接的作用過程。
由此可見,“茉莉”臺(tái)風(fēng)對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)折向東南向移動(dòng)路徑有顯著的影響。臺(tái)風(fēng)“茉莉”與“芭瑪”之間的互旋是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)折向東南向移動(dòng)的關(guān)鍵,臺(tái)風(fēng)“茉莉”對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)的半直接作用是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)維持東南向移動(dòng)的主要原因之一。因此,臺(tái)風(fēng)“茉莉”對“芭瑪”的直接、半直接作用過程,對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)東南向移動(dòng)路徑有顯著的影響。
陳聯(lián)壽[5]指出,在弱環(huán)境場中,臺(tái)風(fēng)的非對稱結(jié)構(gòu)是造成臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑異常的重要原因。張勝軍等[12]對Helen臺(tái)風(fēng)(9505)移動(dòng)路徑進(jìn)行診斷分析與數(shù)值模擬結(jié)果表明:當(dāng)最大風(fēng)速區(qū)位于臺(tái)風(fēng)環(huán)流的西南象限,臺(tái)風(fēng)表現(xiàn)為顯著西行北翹異常路徑,當(dāng)最大風(fēng)速區(qū)位于臺(tái)風(fēng)東北象限時(shí),其路徑為西北行,沒有明顯的北翹過程。吳乃庚[13]等在研究“派比安”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑時(shí)發(fā)現(xiàn),“派比安”臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速區(qū)的長軸軸線方向與臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)方向一致。為了探討“芭瑪”臺(tái)風(fēng)折向東南向移動(dòng)的原因,我們對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)500 hPa等壓面上經(jīng)緯向UV最大風(fēng)速在臺(tái)風(fēng)“芭瑪”折向東南向移動(dòng)前后的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
在“芭瑪”臺(tái)風(fēng)活動(dòng)過程中,500 hPa等壓面上經(jīng)向風(fēng)速V和緯向風(fēng)速U各存在兩個(gè)最大風(fēng)速中心,分別位于臺(tái)風(fēng)的南北和東西兩側(cè)。在5日20時(shí)臺(tái)風(fēng)折向東南方向移動(dòng)前,經(jīng)向南風(fēng)(+V)最大風(fēng)速大于北風(fēng)(-V)最大風(fēng)速,緯向東風(fēng)(-U)最大風(fēng)速大于西風(fēng)(+U)最大風(fēng)速,經(jīng)緯向最大風(fēng)速在東西、南北方向表現(xiàn)為不對稱,表明臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)在風(fēng)場上也呈不對稱。從5日20時(shí)開始,經(jīng)向北風(fēng)(-V)最大風(fēng)速大于經(jīng)向南風(fēng)(+V)最大風(fēng)速,緯向西風(fēng)(+U)最大風(fēng)速大于緯向東風(fēng)(-U)最大風(fēng)速。顯然,經(jīng)緯向最大風(fēng)速中心發(fā)生了轉(zhuǎn)移,強(qiáng)風(fēng)區(qū)的轉(zhuǎn)移極易導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的突變,結(jié)果“芭瑪”臺(tái)風(fēng)5日20時(shí)后移動(dòng)路徑折向東南向移動(dòng)。
圖4 △V、△U隨時(shí)間變化(△V=V-(-V),△U=U-(-U)
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),臺(tái)風(fēng)移動(dòng)方向與經(jīng)緯向最大風(fēng)速差存在一定對應(yīng)關(guān)系。圖4是經(jīng)緯向最大風(fēng)速差隨時(shí)間變化曲線。由圖可以看出,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)在5日20時(shí)折向東南向移動(dòng)前,500 hPa等壓面上南風(fēng)(+V)和北風(fēng)(-V)最大風(fēng)速差△V指向北(△V為正值),東風(fēng)(-U)和西風(fēng)(+U)的差值△U指向西(△U為負(fù)值),△V、△U的合成風(fēng)方向指向西北方向,與這期間臺(tái)風(fēng)西北向移動(dòng)路徑相一致。
從5日20時(shí)開始,△V、△U的方向發(fā)生了變化,南風(fēng)(+V)和北風(fēng)(-V)最大風(fēng)速差指向南(△V為負(fù)值),東風(fēng)(-U)和西風(fēng)(+U)的差值指向東(△U為正值),△V、△U的合成風(fēng)方向指向東南方向,與這期間臺(tái)風(fēng)折向東南向移動(dòng)路徑相對應(yīng)。
通過以上分析看出,經(jīng)緯向最大風(fēng)速的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的突變,經(jīng)緯向最大風(fēng)速的差△V、△U對臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向及移動(dòng)路徑具有預(yù)示作用,“芭瑪”臺(tái)風(fēng)未來移動(dòng)方向與經(jīng)緯向最大風(fēng)速差△V、△U的合成風(fēng)方向一致。
(1)“芭瑪”臺(tái)風(fēng)生成后在副熱帶高壓南部偏東氣流的引導(dǎo)下穩(wěn)定地向西北向移動(dòng)。10月3日后在弱環(huán)境場中的西北向移動(dòng),是中低緯天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。中低緯度天氣系統(tǒng)通過改變西北太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度、位置、形狀變化,使影響“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的作用因子改變,是幾種相互影響、相互制約因子共同作用的結(jié)果;
(2) 中高緯度環(huán)流調(diào)整是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑折向東南的根本原因?!鞍努敗迸_(tái)風(fēng)折向東南方向移動(dòng)與中高緯度阻塞形勢崩潰、環(huán)流從經(jīng)向型向緯向型調(diào)整有關(guān);
(3)“茉莉”臺(tái)風(fēng)對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑有直接、半直接和間接的影響。臺(tái)風(fēng)“茉莉”通過改變副熱帶高壓形狀、強(qiáng)度、位置變化,進(jìn)而使作用于臺(tái)風(fēng)“芭瑪”的環(huán)流場發(fā)生改變,從而影響了臺(tái)風(fēng)“芭瑪”10月3日后的西北向移動(dòng)路徑。10月5日后臺(tái)風(fēng)“茉莉”與“芭瑪”之間的逆時(shí)針互旋是“芭瑪”臺(tái)風(fēng)折向東南移動(dòng)的關(guān)鍵。“茉莉”臺(tái)風(fēng)通過外圍環(huán)流對“芭瑪”臺(tái)風(fēng)東南向移動(dòng)仍有一定影響;
(4)“芭瑪”臺(tái)風(fēng)經(jīng)緯向最大風(fēng)速的變化對臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向有重要的預(yù)示作用。經(jīng)向風(fēng)最大風(fēng)速差和緯向風(fēng)最大風(fēng)速差的變化不僅對臺(tái)風(fēng)的轉(zhuǎn)向有預(yù)示作用,而且其合成風(fēng)方向?qū)ε_(tái)風(fēng)未來移動(dòng)方向具有重要的指示意義。
[1]Greg L.Holland.Tropical cyclone motion:Environmental interaction plus a beta effect[J].JAtmos Sci,1983,40:328-342.
[2]陳聯(lián)壽,孟智勇.我國熱帶氣旋研究十年進(jìn)展[J].大氣科學(xué),2001,25:420-432.
[3]陳聯(lián)壽.熱帶氣旋運(yùn)動(dòng)研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的現(xiàn)狀和發(fā)展[A].臺(tái)風(fēng)會(huì)議文集(1985)[C].北京:氣象出版社,1987:6-30.
[4]Russell L.Elsberry.Global perspectives of tropical cyclones[M].Geneva:WTO,1995:114-117.
[5]陳聯(lián)壽,丁一匯.西北太平洋臺(tái)風(fēng)概論[M].北京:科學(xué)出版社,1979.
[6]朱永褆,程戴暉.環(huán)境基流變化對熱帶氣旋移動(dòng)的影響[J].大氣科學(xué)研究與應(yīng)用,1994(7):31-36.
[7]楊美川,朱永褆.熱帶氣旋穿越副熱帶高壓的數(shù)值試驗(yàn)[J].熱帶氣象學(xué)報(bào),1998,14(1):85-90.
[8]紀(jì)文君,郭湘平,劉正奇.臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向的動(dòng)力診斷分析[J].海洋預(yù)報(bào),2002,19(2):7-14.
[9]高珊,何小寧,凌士兵.0407號臺(tái)風(fēng)“蒲公英”路徑突然北折的原因分析[J].臺(tái)灣海峽,2005,24(4):448-454.
[10]Lester E.Carr,Russell L.Elsberry.Objective diagnosis of binary tropical cyclone interactions for the western north Pacific basin.Mon Wea Rev,1998,126:1734-1749.
[11]羅哲賢,馬鏡賢.副熱帶高壓南側(cè)臺(tái)風(fēng)相互作用的數(shù)值研究[J].氣象學(xué)報(bào),2001,59(4):451-457.
[12]張勝軍,陳聯(lián)壽,徐祥德.Helen臺(tái)風(fēng)(9505)異常路徑的診斷分析與數(shù)值模擬[J].大氣科學(xué),2005,29(6):937-946.
[13]吳乃庚,林良勛,李天然,等.環(huán)境流場和“派比安”結(jié)構(gòu)變化對其異常北抬路徑影響的診斷分析[J].氣象,2007,33(11):9-15.
Analysis of typhoon Parma's track southeast turn
WEI Xin,WANG Li-qun,LI Hai-ning
(China Satellite Maritime Tracking and Controlling Department,Jiangyin 214431 China)
Based on the analysis data of 1°x1°Global Data Assimilation System(GDAS)from NCEP,No.0917 typhoon Parma's path turning southeast are analyzed.The results show that the turning of Parma's path is mainly caused by the adjustment of Mid-latitude circulation.No.0918 typhoon Jasmine indirectly influences Parma’s path through changing the strength and shape of peripheral environmental field.The counter-clockwise rotation between the two typhoons and the direct influence of Parma's peripheral powerful circulation are key factors for Parms's track southeast turning.The analysis of Parma's UV maximum wind speed change in warp and weft direction shows that the transference of its center and the variation of its maximum wind speed difference respectively have important influence and indicating function,and its synthetic wind direction has a certain relationship with the typhoon's future motion way.
typhoon;abnormal path;circulation adjustment;double typhoon effect;UV maximum wind speed difference
P444
A
1003-0239(2012)01-0006-07
2011-03-22
魏新(1966-)男,高級工程師,從事海洋氣象保障工作。E-mail:whh980707@189.cn