婁小芬，樓茂園，羅玲，范愛芬（浙江省氣象臺，浙江杭州310007）

“菲特”臺風(fēng)路徑和強度預(yù)報難點分析

婁小芬，樓茂園，羅玲，范愛芬
（浙江省氣象臺，浙江杭州310007）

摘要：利用1°×1°NCEP再分析資料、NOAA海溫資料對其進行分析，結(jié)果表明：（1）副高突然加強西進，中低層高壓帶加強，在臺風(fēng)北側(cè)形成高壓壩和強盛偏東氣流，是臺風(fēng)路徑突然西折的主要原因；（2）“丹娜絲”的活動在一定程度上阻止了副熱帶高壓的南落，有利于副高南側(cè)偏東急流的維持和加強，對“菲特”路徑的突然西折起一定作用。敏感性數(shù)值試驗結(jié)果表明“雙臺風(fēng)”效應(yīng)對“菲特”登陸前進一步西折具有決定作用；（3）高低空急流的配置,產(chǎn)生了動力場的耦合作用，加強了臺風(fēng)的對流活動，所釋放的潛熱可以補償海溫降低的影響,對“菲特”在近海強度維持起到了重要作用；（4）“菲特”的強度和環(huán)境風(fēng)垂直切變的演變規(guī)律基本一致，較低的環(huán)境風(fēng)垂直切變是“菲特”在近海強度維持的重要原因。

關(guān)鍵詞：臺風(fēng)路徑；強度；雙臺風(fēng)；低空急流

1　引言

臺風(fēng)的路徑和強度是臺風(fēng)預(yù)報中的2個重要方面，其中臺風(fēng)的路徑預(yù)報也是臺風(fēng)預(yù)報難點所在。西北太平洋臺風(fēng)生成后，以西行、西北行、轉(zhuǎn)向等移動路徑為主，有時也可出現(xiàn)異常路徑，如打轉(zhuǎn)、突然轉(zhuǎn)向、蛇形路徑等。一些經(jīng)典理論研究[1-3]指出熱帶氣旋路徑突變經(jīng)常是由大尺度環(huán)流的調(diào)整所引起的，如副熱帶高壓的進退、ITCZ的斷裂、赤道緩沖帶的形成和消退、行星波的傳播以及信風(fēng)和季風(fēng)的交替等。另外，雙臺風(fēng)效應(yīng)等因子也是引發(fā)臺風(fēng)路徑突變的原因之一。相比移動路徑而言，長期以來對TC強度預(yù)報的研究相對較少。影響TC強度變化的因子大致可分為外部因子和內(nèi)部因子。內(nèi)部因子主要指熱帶氣旋自身結(jié)構(gòu)及相關(guān)動力過程，而外部因子主要包括下墊面、環(huán)境場風(fēng)垂直切變、上層槽等[3]。

對我國影響較大的臺風(fēng)路徑突變主要是東海臺風(fēng)的西折和南海臺風(fēng)的北翹。由于受西風(fēng)槽、副熱帶高壓、冷空氣、雙臺風(fēng)效應(yīng)、赤道輻合帶等多方面因素的影響，“菲特”路徑和強度復(fù)雜多變。通常情況下，10月份副高東退南壓，臺風(fēng)路徑偏南或以近海北上轉(zhuǎn)向為主，登陸華東的比例較小。而“菲特”路徑高緯西折登陸浙閩交界，為歷史罕見?！胺铺亍痹诮５膹姸葟姡窂轿髡酆笫冀K維持強臺風(fēng)的強度，直至登陸，為1949年以來10月登陸我國華東的最強臺風(fēng)。

“菲特”2次路徑西折以及登陸前強度的監(jiān)測和預(yù)報對防災(zāi)減災(zāi)意義重大，是我們關(guān)注的重點。對熱帶氣旋的預(yù)報,現(xiàn)在多數(shù)是利用數(shù)值模式的方法,經(jīng)過幾十年來對熱帶氣旋的不斷研究,國際上各預(yù)報中心對于一般熱帶氣旋路徑的預(yù)報已經(jīng)有了很高的準(zhǔn)確性,對于熱帶氣旋的強度和一些特殊熱帶氣旋的異常路徑,預(yù)報能力還是非常有限,這些預(yù)報的誤差會導(dǎo)致人員傷亡和經(jīng)濟損失。對“菲特”路徑的預(yù)報，各家數(shù)值模式在臺風(fēng)生成之初都以北上轉(zhuǎn)向為主，3日開始各機構(gòu)的預(yù)報路徑才逐漸向南調(diào)整，但登陸點的分歧依然較大，且登陸前路徑的進一步西折都沒有預(yù)報出來。在強度方面也主要考慮了秋季近海海溫的降低對強度的影響，預(yù)報登陸時的強度基本偏弱。本文從多角度綜合分析“菲特”路徑2次西折、登陸前維持強臺風(fēng)強度的成因，找出相關(guān)問題的預(yù)報難點和預(yù)報著眼點，以期為今后類似臺風(fēng)的預(yù)報提供參考和依據(jù)。

2　資料和研究方法

研究所采用的資料包括：中央氣象臺實時發(fā)布的臺風(fēng)強度和位置資料；NOAA1°×1°的全球再分析的海溫資料；NCEP 1°×1°6 h時間間隔的FNL資料；CIMSS的西北太平洋中層至高層水氣及風(fēng)場分析資料。

本文通過對副熱帶高壓、高低空急流、水汽輸送、海溫、環(huán)境風(fēng)垂直切變等多方面來分析“菲特”路徑兩次西折及近海強度維持的原因。并通過敏感性數(shù)值試驗分析雙臺風(fēng)效應(yīng)對“菲特”路徑西折造成的可能影響。

3　臺風(fēng)“菲特”概況

2013年夏末秋初，西北太平洋海溫較常年偏高1—3℃，暖水層異常深厚，導(dǎo)致副高在秋季偏北偏強，同時西南季風(fēng)與跨赤道氣流活躍，有利于西太平洋大范圍氣旋性切變的形成，從而使熱帶氣旋（TC)生成數(shù)量異常偏多，1323號強臺風(fēng)“菲特”（Fitow）就是在這樣的環(huán)流背景下于2013年9月30 日20時（北京時間，下同）在菲律賓以東洋面上生成?！胺铺亍甭窂降奶攸c是經(jīng)歷了2次西折：在4日前以偏北行路徑為主，4日20時開始突然左折，朝西北方向運動，6日14時以后偏西分量進一步加大，向偏西方向移動，致使預(yù)報的登陸點不斷向南調(diào)整?！胺铺亍痹谏沙跗谠鰪娋徛钡?0月3日開始，隨著高層極向流出通道的打開，“菲特”迅速增強，3日05時加強為臺風(fēng)，4日傍晚17時前后發(fā)展為強臺風(fēng)，此后一直維持強臺風(fēng)強度，于7日凌晨01時15分在福建省福鼎市沙埕鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力達14級（風(fēng)速為42 m/s），中心最低氣壓為955 hPa，為強臺風(fēng)強度，是繼0608“桑美”以后正面襲擊華東強度最強的熱帶氣旋，也是歷史上登陸華東時間最晚、近年來華東地區(qū)破壞力最大的熱帶氣旋之一?！胺铺亍痹谇锛咀叱隽霜毺氐母呔曃髡勐窂?，出現(xiàn)了罕見的十月東海近海增強，并造成了華東地區(qū)歷史同期罕見的暴雨洪澇災(zāi)害。

4　臺風(fēng)“菲特”路徑分析

“菲特”最大的特點即是其十分特別的路徑（見圖1）。一般情況下，進入夏末秋初，副熱帶高壓較夏季明顯南壓東退，副高脊線位于25°—30°N附近，西風(fēng)帶系統(tǒng)也開始活躍，此時生成的臺風(fēng)或在西風(fēng)槽的作用下東北轉(zhuǎn)向、或沿副高南部西行登陸華南沿海，登陸華東的臺風(fēng)比例較少，而且像“菲特”這種在云圖上呈現(xiàn)“6字形”的臺風(fēng)，在人們的常識中應(yīng)是東北轉(zhuǎn)向路徑的典型，但是“菲特”卻走出了逆時針偏折的高緯西折路徑，而且這一現(xiàn)象還是發(fā)生在大氣環(huán)流開始向冬季過渡的十月，極其罕見。因此，有必要對“菲特”的路徑的進行深入的分析，為今后預(yù)報提供參考。

4.1副高加強西進是“菲特”路徑西折的根本原因

臺風(fēng)移動路徑受大尺度環(huán)流場和β效應(yīng)的制約。在研究西北太平洋臺風(fēng)移動路徑時，許多專家學(xué)者注重環(huán)境場變化的研究，特別關(guān)注西北太平洋副熱帶高壓演變對臺風(fēng)移動路徑的影響?！胺铺亍睆?月29日生成到10月4日20時轉(zhuǎn)向前以偏北行路徑為主，4日20時路徑突然向左偏折，轉(zhuǎn)為偏西路徑，“菲特”臺風(fēng)移動路徑的這種變化，與此期間500 hPa等壓面上環(huán)流場變化有關(guān)。下面從大尺度環(huán)流的演變特征分析一下路徑西折的原因。

圖1　“菲特”臺風(fēng)路徑圖

圖2　500 hPa位勢高度場和200 hPa全風(fēng)速場（陰影區(qū)表示風(fēng)速大于36 m/s）

臺風(fēng)在形成初期，受臺風(fēng)“圣帕”北上的影響，副高東退，西脊點位于140°E以東，與“菲特”距離較遠，臺風(fēng)主要受赤道反氣旋西側(cè)偏南風(fēng)及其內(nèi)力的作用下朝偏北方向運動。1日開始位于貝加爾湖地區(qū)的西風(fēng)槽東移并不斷加深，受其影響，位于華南地區(qū)的大陸高壓減弱西撤。3日20時（見圖2a），西風(fēng)槽移到了我國東北地區(qū)，槽底南探到長江以南，“菲特”處于副熱帶高壓和大陸高壓之間的鞍型場中，同時在西風(fēng)槽作用下朝偏北方向運動，移動緩慢。4日20時（見圖2b），西風(fēng)槽淺化北收，中高緯逐漸轉(zhuǎn)為平直的緯向環(huán)流，無明顯溫度平流，日本上空出現(xiàn)強烈的正變高，副高隨即迅速加強西伸，西段北抬，“菲特”轉(zhuǎn)受副高西南側(cè)東南氣流的引導(dǎo)，路徑突然左折，開始朝西北方向移動。在“菲特”加強成為強臺風(fēng)之后，渤海-東北上空的暖脊發(fā)展，強烈的正變高促使副高繼續(xù)加強西伸，4日20時副高西脊點還位于136°E，到了6日20時西伸到125°E。副高的持續(xù)西伸加強，有利于臺風(fēng)持續(xù)朝西北偏西方向運動。在副高加強西伸的過程中200 hPa副熱帶西風(fēng)急流也發(fā)生了重大的調(diào)整：從200 hPa西風(fēng)急流的演變分析，10月1—3日的高空西風(fēng)急流軸位于日本上空，呈東北-西南走向，急流中心風(fēng)速50—60 m/s之間。4日20時，急流軸逐漸轉(zhuǎn)為東西走向，急流中心風(fēng)速明顯增強，達到了80 m/s以上。

從底層700—850 hPa平均環(huán)流來看（見圖3），3 日20時“菲特”處于大陸高壓和副熱帶高壓之間的鞍型場中，主要受副高西側(cè)的偏南風(fēng)引導(dǎo)，以偏北路徑為主。4日20時，西環(huán)大陸高壓比前期減弱，西風(fēng)槽收縮，貝加爾湖脊強烈發(fā)展，朝鮮半島-華北地區(qū)強烈的正變高誘導(dǎo)東環(huán)副高迅速西伸，且此時的副高和“菲特”兩者的強度都明顯加強，副高南側(cè)出現(xiàn)大于12 m/s的偏東風(fēng)急流，臺風(fēng)在它的引導(dǎo)下，路徑迅速西折，朝西北偏西方向運動。5日20時，貝加爾湖地區(qū)又有西風(fēng)槽發(fā)展東移，槽前的暖平流使得我國華北到東北的脊也隨之強烈發(fā)展，副高進一步增強西伸。6日20時，西風(fēng)槽東移過程中略有北縮，東西兩環(huán)副高打通，強大的副高橫貫西北太平洋到我國大陸的中緯度地區(qū)形成高壓壩，其南側(cè)的偏東氣流增強到16—20 m/s，引導(dǎo)臺風(fēng)在登陸前進一步西折。從10月4日20時—6日20時中低層環(huán)流的配置看，低層和高層正好相反。在低層“菲特”北側(cè)是冷高壓變性而成的高壓壩，但在高層就是槽位，這也是這個節(jié)氣跟8月的本質(zhì)性的不同，熱力場不同，高低層溫壓場差距甚大。從500 hPa和低層引導(dǎo)氣流對臺風(fēng)路徑的影響來看，中低層的引導(dǎo)氣流偏西分量更大一些，和實際臺風(fēng)突然西折對應(yīng)的更好。因此秋季臺風(fēng)的移動，要特別關(guān)注低層引導(dǎo)氣流的作用。

圖3　850—700 hPa平均的位勢高度和全風(fēng)速場（陰影區(qū)表示風(fēng)速大于12 m/s）

4.2“丹娜絲”對臺風(fēng)“菲特”移動路徑的影響

對于雙臺風(fēng)的研究，藤原效應(yīng)的模型概念在分析雙臺風(fēng)的相互影響時被廣泛應(yīng)用。后來陳聯(lián)壽[1]等對雙臺風(fēng)之間相互作用進一步拓展，指出了雙臺風(fēng)之間距離較遠時通過環(huán)境場相互產(chǎn)生間接作用，并指出，當(dāng)兩臺風(fēng)之間的距離大于15緯距時，雙臺風(fēng)之間大多發(fā)生間接作用。羅哲賢[4]數(shù)值模擬表明，雙臺風(fēng)之間的相互作用是激發(fā)臺風(fēng)移動路徑突變的一個原因。蔡海艇等[5]對雙臺風(fēng)相互影響的統(tǒng)計研究表明，當(dāng)兩臺風(fēng)相距20緯距以內(nèi)，兩個臺風(fēng)就可能產(chǎn)生明顯的相互旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

臺風(fēng)“菲特”在北上過程中，東部有一發(fā)展的熱帶風(fēng)暴“丹娜絲”向西移動。由于它距臺風(fēng)“菲特”較遠，大于20個緯距之上，故他們之間的相互作用較弱。4日之后在副高加強西進的過程中，“丹娜絲”也隨之向西移動，兩個臺風(fēng)之間距離逐漸縮小，6日前后，兩者距離在10個緯距左右，雙臺風(fēng)的相互作用逐漸加大?！暗つ冉z”的存在，一方面有利于高壓帶東西向的維持，形成寬廣的東風(fēng)帶，有利于“菲特”偏西行。另一方面在兩者距離靠近的過程中，產(chǎn)生了互旋，使得“菲特”在登陸前路徑進一步西折。

為了更好的揭示“丹娜絲”對“菲特”路徑的影響，采用NCAR開發(fā)的非靜力中尺度模式（WRFV3.1.1）進行數(shù)值模擬，模擬時間從2013年10 月4日20時開始至10月8日20時，共96h，利用NCEP/NCAR1°×1°6h時間間隔的FNL資料并使用全球地面和高空觀測資料作客觀分析后作為模式初始場及邊界條件，模擬區(qū)域以（30°N，125°E）為中心，采用雙重網(wǎng)格嵌套，水平分辨率分別為27 km 和9 km，積分步長分別為120 s和40 s。模式垂直方向分27層，模式頂氣壓取50 hPa。粗細網(wǎng)格均采用WSM 3-class簡單冰方案的微物理過程、YSU邊界層方案以及Kain-Fritch積云參數(shù)化方案。敏感試驗中濾除丹娜絲臺風(fēng)采用Kurihara[6]等提出的方法。共設(shè)計5組實驗（見表1）。

表1　不同數(shù)值試驗方案

圖4　敏感性試驗中“菲特”路徑圖（Obs為觀測，CTL為控制實驗）

對比實況路徑（紅色）與CTL試驗路徑（白色）發(fā)現(xiàn)兩者基本一致（見圖4）。增強“丹娜絲”強度的EXP1和EXP2試驗?zāi)M的“菲特”路徑比實況偏南，登陸點位于福建的中部到南部一帶，且“丹娜絲”強度越強，“菲特”路徑西折的越明顯。過濾了“丹娜絲”或者將其強度降低的EXP4和EXP3試驗?zāi)M的“菲特”路徑比實況明顯偏北，最終在杭州灣附近登陸后轉(zhuǎn)向北上。因此從數(shù)值模式的結(jié)果表明，“丹娜絲”的存在對“菲特”路徑西折起到了重要作用，且“丹娜絲”強度越強，“菲特”路徑西折的更顯著。

5　“菲特”強度變化分析

“菲特”的另外一個重要特點是強度強。一般情況下，到了秋季由于東海海域溫度已經(jīng)降低，若有臺風(fēng)靠近，會在冷海溫的作用下強度減弱，結(jié)構(gòu)遭到破壞，即使登陸華東地區(qū)，破壞力也不大，而“菲特”在近海維持強臺風(fēng)，成為十月登陸華東地區(qū)最強的臺風(fēng)。因此有必要分析一下“菲特”在近海強度維持的原因。

5.1海溫分布對“菲特”強度的影響

臺風(fēng)強度對SST變化比較敏感,暖的下墊面是臺風(fēng)強度維持和增強的主要原因之一,臺風(fēng)只能在溫度高于26°C的洋面上生成發(fā)展[7]。通過對一系列經(jīng)過高海溫區(qū)突然加強的臺風(fēng)的研究[8]發(fā)現(xiàn)：上層海洋為大氣邊界層提供能量使臺風(fēng)能夠加強,海表熱容量較SST能更全面地體現(xiàn)海洋上層熱狀況。經(jīng)驗表明，海表熱容量大于50 kJ/cm2時臺風(fēng)增強的概率大大增加。

“菲特”臺風(fēng)之所以能成為登陸華東最強的秋季臺風(fēng)和西太平洋偏暖的海溫有密切聯(lián)系。從9月下旬到10月上旬海溫及距平的分布圖上可以看到（圖略），在此階段，西北太平洋海溫呈現(xiàn)為正距平，較常年偏高1—3°C，偏暖的海溫是“菲特”能增強為強臺風(fēng)有利的下墊面條件。然而在臺風(fēng)靠近東海的過程中，海溫逐漸降低，從10月6日的海溫分布來看（圖5a），在東海海域海溫低于26°C。從TCHP（海表熱容量）分布（圖5b）也可以看到，東海海域海表熱容量低于50 kJ/cm2，不利于臺風(fēng)強度的維持。從這些條件分析，海溫情況是不利于后期“菲特”強度的維持和發(fā)展，而實際情況是在近海臺風(fēng)一直維持強臺風(fēng)強度直至登陸。由于在預(yù)報中過多的考慮了近海低海溫對臺風(fēng)強度的影響，導(dǎo)致了對臺風(fēng)登陸強度的預(yù)報偏弱。

5.2高空急流對“菲特”強度的影響

高空水平流場影響熱帶氣旋氣流的流出，起“抽氣”作用，有利于上升運動,使得對流發(fā)展強盛,有利于臺風(fēng)加強發(fā)展。熱帶氣旋趨近高空西南急流加劇熱帶氣旋上空的流出氣流，和急流南側(cè)正渦度區(qū)的共同作用下使得TC的強度得到迅猛發(fā)展。

“菲特”生成于西太平洋到南海海域廣闊的季風(fēng)槽中，初期輻合輻散較弱，發(fā)展緩慢，一直到9月30日20時開始編報。在隨后的幾天里，“菲特”一直穩(wěn)定朝北偏西方向移動，逐漸脫離了季風(fēng)槽，環(huán)流被迫縮小，有利于系統(tǒng)的發(fā)展整合。隨著強度的增強，菲特開始構(gòu)建起一個云卷風(fēng)眼，但高層輻散較弱，北側(cè)的干空氣不斷卷入使得“菲特”CISK機制運行的不順利，深層對流一直存在缺口，使得“菲特”的強度遲遲得不到大的提升。直到10月3日形勢迎來了轉(zhuǎn)變。北半球高緯西風(fēng)帶維持著經(jīng)向型環(huán)流，槽脊活動十分劇烈，位于我國東北北部一帶的西風(fēng)槽南擺并且與南支槽同相疊加，槽底南探到了長江以南地區(qū)。從圖6a可以看出，“菲特”此時已經(jīng)移動到了臺灣以東海域，臺風(fēng)北側(cè)趨近了高空西風(fēng)急流，“菲特”在一天之內(nèi)打開了一道優(yōu)越的極向流出通道。極向流出的改善使“菲特”南強北弱的形態(tài)明顯轉(zhuǎn)好，同時大大加強了系統(tǒng)的輻合和抽吸作用；急流南側(cè)正渦度平流的輸送也在動力上支持了“菲特”的增強?？梢哉f，在沒有與西風(fēng)帶打通之前，“菲特”幾乎沒有出現(xiàn)顯著的加強，直到此刻才開始了迅速的蛻變。

到了10月4日20時（見圖6b），盡管西風(fēng)大槽已經(jīng)逐漸淺化北收，但頻繁的西風(fēng)短波槽活動依然給“菲特”帶來了優(yōu)越的極向流出，也造就了它北強南弱的不對稱結(jié)構(gòu)。配合低空強烈的輻合，系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了強大的抽吸作用，從水汽云圖可以清楚地看在良好的輻散流出作用下，“菲特”的風(fēng)眼逐漸清晰，核心環(huán)流收緊，“菲特”增強為超強臺風(fēng)。此后高空一直有優(yōu)越的極向流出和強輻散存在，為臺風(fēng)在近海強度維持，成為秋季登陸華東最強的臺風(fēng)起到了重要作用。由此可知，在臺風(fēng)強度的預(yù)報中，要特別關(guān)注高空急流的位置和強度。

圖5　2013年10月6日海表面溫度（單位：℃）和海表熱容量（單位：kJ/cm2)

圖6　MTSAT反演的“菲特”水汽云圖及高空風(fēng)場(引自：美國威斯康辛大學(xué)氣象衛(wèi)星研究所CIMSS網(wǎng)站)

5.3低空急流和水汽輸送對“菲特”強度的影響低空急流能夠為熱帶氣旋帶來大量的能量、水汽，從而影響熱帶氣旋的發(fā)展和維持。李英[9]等通過數(shù)值研究揭示出強的水汽輸送對暖心的發(fā)展與維持有促進作用，增強熱帶氣旋雨帶中的對流活動，對熱帶氣旋的強度與結(jié)構(gòu)有十分重要的作用。從低空急流和水汽輸送看（見圖7），3日20時“菲特”東部“丹娜絲”的存在使得在副高南部存在一支東風(fēng)急流，在10—12 m/s之間，風(fēng)力不強，水汽輸送也比較弱。4日20時隨著“丹娜絲”的加強和兩者距離的接近，東風(fēng)氣流加強，達到了12 m/s以上。到了5—6日急流進一步加強，達16—22 m/s，水汽通量在28—32 g/（cm·hPa·s）之間，充沛的水汽和能量輸送彌補了由于海溫降低所損失的能量，為“菲特”在近海維持強臺風(fēng)提供了熱力輸送作用；同時，東風(fēng)水汽輸送的加強亦有效抵御了干空氣的入侵，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重整創(chuàng)造了條件。低層弱冷空氣恰到好處的滲透進一步加強了低層輻合流入并促進了對流不穩(wěn)定能量的釋放，所激發(fā)的潛熱可以補償海溫降低的影響，是造成“菲特”在近海強度維持的一個動力因素。而“菲特”在成功眼壁置換后整體環(huán)流緊縮，也減少了對海水中熱焓的依賴與消耗。

圖7　“菲特”850 hPa風(fēng)場（單位：m/s）和水汽通量（單位：g/（cm·hPa·s））

圖8　“菲特”強度和環(huán)境風(fēng)垂直切變時間演變

5.4環(huán)境垂直風(fēng)切變對“菲特”強度的影響

在影響臺風(fēng)生成和發(fā)展的主要因子中，環(huán)境流場垂直風(fēng)切變也是一個重要因子。環(huán)境風(fēng)垂直切變的大小決定由積云對流產(chǎn)生的加熱能否在中上層集中,從而形成和維持明顯的暖心結(jié)構(gòu)。這對判斷氣旋的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。經(jīng)驗表明西北太平洋上大于10 m/s的環(huán)境風(fēng)垂直切變是不利于氣旋發(fā)生發(fā)展的。

關(guān)于風(fēng)場垂直切變的求法差異很大。近年來許多學(xué)者利用850 hPa和200 hPa兩層區(qū)域平均的風(fēng)場矢量差來計算垂直切變值，但在所取的區(qū)域范圍上又有較大差別。如Palmer[10]等利用九點平滑的方法，分別計算了5°×5°、10°×10°、15°×15°三種網(wǎng)格內(nèi)的平均風(fēng)場的垂直切變，從經(jīng)驗來看，10°×10°網(wǎng)格內(nèi)的垂直切變值相對較好[11]。本文的環(huán)境風(fēng)垂直切變是指200 hPa和850 hPa兩氣壓層之間的平均風(fēng)矢量差。令ΔU=u200-u850、ΔV=v200-v850，切變值W=[(ΔU)2+(ΔV)2]1/2，單位：m/s。因此，在具體的計算過程中，以每個時次臺風(fēng)的中心位置為中心點，計算臺風(fēng)中心周圍10°×10°范圍內(nèi)200 hPa和850 hPa之間的平均風(fēng)矢量差。

從“菲特”環(huán)境風(fēng)垂直切變及臺風(fēng)強度的時間演變來看，臺風(fēng)強度和垂直風(fēng)切變的變化規(guī)律基本一致，有很好的對應(yīng)關(guān)系。臺風(fēng)生成之初風(fēng)的垂直切變超過16 m/s，因此“菲特”強度較弱。此后垂直切變逐漸下降，到了10月4日08時以后，風(fēng)切變下降到了10 m/s以下，對應(yīng)臺風(fēng)有一個迅速增強的過程，于10月4日20時增強為超級臺風(fēng)。此后垂直風(fēng)切變一直維持較低的數(shù)值，基本在4—8 m/s之間，較小的環(huán)境風(fēng)垂直切變使得在海溫降低這樣一個不利條件下，“菲特”仍然維持強臺風(fēng)強度，直至登陸。

6　結(jié)論

本文利用1°×1°NCEP再分析資料、NOAA海溫資料對“菲特”路徑兩次西折及登陸前強度維持的成因進行分析，得出以下結(jié)論：

（1）副高加強西進，中低層高壓帶加強，在臺風(fēng)北側(cè)形成高壓壩和強盛偏東氣流，是臺風(fēng)路徑突然西折的主要原因。秋季由于高低層熱力性質(zhì)的差異，溫壓場會有很大的不同，對于秋季臺風(fēng)的移動路徑，要特別關(guān)注低層引導(dǎo)氣流的作用；

（2）“丹娜絲”的活動在一定程度上阻止了副熱帶高壓的南落，有利于副高南側(cè)偏東急流的維持和加強，對“菲特”路徑的突然西折起一定作用。敏感性數(shù)值預(yù)報實驗結(jié)果表明，雙臺風(fēng)效應(yīng)對“菲特”登陸前后進一步西折起重要作用；

（3）高空急流加劇了“菲特”上空的流出氣流，引起高空的強輻散，起到了“抽氣”作用；低層偏東風(fēng)急流的維持和加強，保證了TC水汽和能量的輸送。高低空急流的配置,產(chǎn)生了動力場的耦合作用，加強了臺風(fēng)的對流活動，所釋放的潛熱可以補償海溫降低對強度的影響，對“菲特”在近海強度維持起到了重要作用。在秋季近海海溫降低的情況下尤其要關(guān)注高空急流和低層的水汽輻合對臺風(fēng)的加強作用；

（4）“菲特”的強度和環(huán)境風(fēng)垂直切變的演變規(guī)律基本一致，較低的環(huán)境風(fēng)垂直切變是“菲特”在近海仍然維持強臺風(fēng)強度的重要原因。

“菲特”作為一個秋季臺風(fēng)，路徑和強度受多方面因素的影響，復(fù)雜多變。在此次臺風(fēng)的預(yù)報中，低估了“丹娜絲”對“菲特”路徑和強度的影響，登陸前路徑的進一步西折沒有預(yù)報出來；在靠近東海的時候又過多的考慮低海溫對臺風(fēng)強度的影響，忽視了高空優(yōu)越極向流出和弱的環(huán)境風(fēng)垂直切變等有利條件，致使預(yù)報的登陸強度偏弱。因此在今后預(yù)報考中要綜合考慮多方面的影響因素，盡量減小預(yù)報的誤差。

致謝：特別感謝中國氣象局臺風(fēng)海洋預(yù)報中心提供的數(shù)值模擬結(jié)果。

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Analysis of the forecast difficulties for moving track and intensity of typhoon“Fitow”

LOU Xiao-fen，LOU Mao-Yuan，LUO ling，F(xiàn)ANAi-fen
（Zhejiang Meteorological Observatory,Hangzhou 310017 China）

Abstract：Based on NCEP/NCAR reanalysis data (1°×1°) and SST data from NOAA, they were analyzed. The results showed that: (1) the sudden strengthen and westward extend of subtropical high and the strengthen of high pressure belt in lower layer, the formation of high pressure barrier and the stronger flow on the north of the typhoon were the key causes of the path turning to the west suddenly. (2) The activity of typhoon“Danas”in some degree had blocked the south shift of subtropical high and was in favour of the maintaining and strengthening of the east flow on the southern of the subtropical high, playing a role in the path turning to the west suddenly. The sensitivity numerical experiments showed that the Fujiwhara effect of binary cyclone played the key role in the path turning to the west further. (3)The proper allocation of the high and low level jet stream produced the function of coincidence on dynamical field which strengthened the convection of typhoon and played an important role in the intensity maintaining offshore of typhoon“Fitow”. (4)The evolvement rules of the typhoon intensity and the environmental vertical wind shear were coincident, and the lower environmental vertical wind shear was an important cause of the intensity maintaining offshore of typhoon“Fitow”.

Key words：typhoon track；intensity；binary typhoons；low-leveljet stream

作者簡介：婁小芬（1980-），女，工程師，碩士研究生，主要從事天氣預(yù)報業(yè)務(wù)工作。E-mail：rhythm9806@sina.com

基金項目：中國氣象局預(yù)報員專項（CMAYBY2014-026）；浙江省公益技術(shù)研究社會發(fā)展項目（2013C33037）

收稿日期：2014-06-04

DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2015.01.002

中圖分類號：P444

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0239（2015）01-0010-010