孫　琪，李興權(quán)，徐　玥，楊娃娃

（黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱150030）

“燦鴻”減弱為溫帶氣旋過程中衛(wèi)星云圖特征分析

孫琪，李興權(quán)，徐玥，楊娃娃

（黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱150030）

1　引言

衛(wèi)星觀測具有較大的空間覆蓋率和時間分辨率，可以快速對大范圍環(huán)流系統(tǒng)的分布做出全面的監(jiān)測，已經(jīng)成為監(jiān)測和預(yù)報業(yè)務(wù)中的重要手段之一。目前，F(xiàn)Y-2G已經(jīng)投入業(yè)務(wù)應(yīng)用，并提供半小時一次的衛(wèi)星圖像，可以更細(xì)致地分辨系統(tǒng)的發(fā)展演變。

利用衛(wèi)星云圖資料分析臺風(fēng)，主要針對于臺風(fēng)的發(fā)生發(fā)展、強(qiáng)度、移動路徑及其產(chǎn)生的暴雨等天氣過程中［1］，而對臺風(fēng)減弱過程中的云圖特征研究的甚少。對黑龍江影響較大的臺風(fēng)系統(tǒng)主要是臺風(fēng)減弱后的溫帶氣旋系統(tǒng)。2015年7月12-14日黑龍江東部地區(qū)出現(xiàn)了暴雨，局地大暴雨天氣，過程最大降水量達(dá)144 mm。降水于12日22時自牡丹江東寧進(jìn)入黑龍江，并逐漸向北移動。降水量分布呈現(xiàn)穩(wěn)定性、均勻性和持續(xù)性的特征。此次降水是由1509號臺風(fēng)“燦鴻”北上減弱為溫帶氣旋后產(chǎn)生的。由于黑龍江省位置偏北，通常臺風(fēng)北上至黑龍江時已經(jīng)減弱為熱帶風(fēng)暴，其產(chǎn)生的天氣也大為減弱。本文利用常規(guī)觀測資料、以FY-2G衛(wèi)星云圖資料、地面自動站資料，對這次臺風(fēng)減弱過程衛(wèi)星云圖特征進(jìn)行分析，為黑龍江省臺風(fēng)影響暴雨的分析和預(yù)報提供一些有意義的依據(jù)。

2　天氣形勢

1509號臺風(fēng)“燦鴻”于7月9日14時加強(qiáng)為強(qiáng)臺風(fēng)，23時加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng)，達(dá)到最強(qiáng)盛階段；11日 10時“燦鴻”減弱為強(qiáng)臺風(fēng)，20時減弱為臺風(fēng)，12日09時為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，17時為熱帶風(fēng)暴，13日02時在朝鮮西南部地區(qū)減弱為熱帶低壓，中央氣象臺于13日早晨5點(diǎn)停止編號?！盃N鴻”快速減弱過程主要集中在7月11-13日。

10日08時，副熱帶高壓588線呈塊狀，向西伸展至117°E，向北至45°N；華北地區(qū)為冷槽，槽前為低云帶；貝加爾湖附近為冷中心，其東部為冷平流。20時，“燦鴻”在副高南部偏東氣流引導(dǎo)下向西北方向移動，華北冷槽北抬，副高脊線南下東退。11日20時，華北冷槽在東移貝加爾湖冷空氣作用下發(fā)展成東北冷槽，冷槽自黑龍江北部南伸至華北，與北上臺風(fēng)相連，此時500 hPa臺風(fēng)氣旋環(huán)流與溫度中心分離。副高588線東退至日本海。12日20時，由于副高阻擋作用減弱，“燦鴻”迅速北上，強(qiáng)度快速減弱，溫度槽落后于高度槽，臺風(fēng)環(huán)流減弱為溫帶氣旋。

3　衛(wèi)星云圖演變

7月10時“燦鴻”為超強(qiáng)臺風(fēng)，紅外云圖上有清晰的圓形臺風(fēng)眼，臺風(fēng)眼周圍圓形密蔽云區(qū)發(fā)展強(qiáng)盛，在“燦鴻”南部為白亮的冷云區(qū)（能量泡），云頂亮溫低，云團(tuán)發(fā)展高，北部有向外輻散的螺旋狀云帶，與200 hPa高空輻散氣流位置一致，臺風(fēng)云系結(jié)構(gòu)特征明顯。22時，臺風(fēng)能量泡強(qiáng)度減弱，面積減小，云頂亮溫梯度降低，對流云區(qū)逐漸分散，外圍螺旋云帶強(qiáng)度減弱，內(nèi)部出現(xiàn)多條弱回波區(qū)。但臺風(fēng)眼仍清晰可見，并仍呈圓形。

11日18時，紅外云圖臺風(fēng)眼消失，臺風(fēng)強(qiáng)度減弱，東部副高外圍螺旋云帶仍較旺盛，內(nèi)部有斷裂的對流發(fā)展，西北部向外輻散的臺風(fēng)螺旋云系向北凸起，與東移的華北低槽云帶相遇加強(qiáng)，形成邊界清晰的外圍螺旋云帶。而臺風(fēng)西部螺旋云系強(qiáng)度明顯減弱，為中低云?？梢姽庠茍D上臺風(fēng)眼清晰可見，螺旋云帶高低錯落有致，西部轉(zhuǎn)為開口細(xì)胞云，云區(qū)中出現(xiàn)無云區(qū)。12日09時，紅外云圖上表現(xiàn)為鋒面氣旋發(fā)展階段云系特征。臺風(fēng)北部向北凸起高云區(qū)面積增大，其外圍輻散云系邊界清晰，與500 hPa冷鋒區(qū)位置相符，云區(qū)位于冷鋒前部的暖區(qū)中，且內(nèi)部有對流發(fā)展，可見光云圖上可見云頂凸起。東部副高外圍仍為強(qiáng)烈發(fā)展的對流云，云頂亮溫低，可見光云圖上最為白亮，長約170 km。而臺風(fēng)南部，包括臺風(fēng)眼周圍表現(xiàn)為螺旋向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的積云線，寬約130 km，積云高度低，強(qiáng)度弱。鋒面云系特征明顯，干舌伸入眼區(qū)，氣旋特征達(dá)到最強(qiáng)。12日20時，渦旋云系快速減弱，低渦北部為穩(wěn)定的暖區(qū)云系，東部為斷裂對流帶，南部為纖維狀卷云，鋒面氣旋云系逐漸減弱。13日，減弱的鋒面云系北上與黑龍江的冷渦云系合并發(fā)展，在黑龍江東部產(chǎn)生暴雨天氣。可見光云圖上云系頂部較平整，為高積云。

在臺風(fēng)減弱為溫帶氣旋的過程中，地面低壓系統(tǒng)中冷暖鋒結(jié)構(gòu)明顯。12日08時暖鋒前部為反氣旋彎曲云系，強(qiáng)度較弱，局部較強(qiáng)，外圍為纖維帶狀，與冷空氣交接處邊界清晰；冷鋒前部為冷鋒對流云帶，云系發(fā)展較強(qiáng)，后邊界清晰，地面冷鋒與冷鋒云系后邊界相距約100 km。

13日08時，地面低壓北上過程中增強(qiáng)，低壓前部暖鋒云系強(qiáng)度增加，面積增大，這是逐漸減弱暖鋒云系與北部冷鋒云系合并導(dǎo)致的，這是黑龍江省臺風(fēng)暴雨的主要天氣類型［2］?？梢姽庠茍D上表現(xiàn)為高而稠密的對流云系，云頂突起呈反氣旋排列，有暗影，外圍有纖維狀卷云。冷鋒云系強(qiáng)度減弱，冷鋒云帶逐漸斷裂，局地對流云團(tuán)面積小，強(qiáng)度弱，且冷鋒云帶地面冷鋒間距增加至120 km，且冷鋒后部冷空氣北上深入。北上臺風(fēng)雖然減弱，但其所攜帶的暖濕空氣仍具有較大能量，為黑龍江暴雨帶來充沛的水汽和能量。

4　溫度平流

溫度和溫度變化是天氣系統(tǒng)演變的主要因素。臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶海洋上的一種具有暖中心結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈氣旋性渦旋。當(dāng)“燦鴻”為超強(qiáng)臺風(fēng)時，200-925 hPa均為暖心和深厚低壓中心，溫度中心與臺風(fēng)中心重合。700 hPa、500 hPa冷槽位于西部，分別伴有冷鋒云帶。冷槽與暖心分離，各系統(tǒng)獨(dú)立。11日08時，冷暖系統(tǒng)北上逐漸靠近，西部冷槽合并為深厚冷槽；臺風(fēng)500 hPa仍為暖心結(jié)構(gòu)，中心強(qiáng)度為0℃，850 hPa北部為冷區(qū)，南部為暖心（24℃），暖區(qū)中云團(tuán)發(fā)展更旺盛，而冷區(qū)云帶強(qiáng)度減弱，從低層開始臺風(fēng)結(jié)構(gòu)逐漸瓦解。

12日08時，冷槽云系與溫帶氣旋云系合并，暖區(qū)云系西邊界清晰，與500 hPa冷鋒位置相符。溫帶氣旋中500 hPa雖仍為暖心，但其強(qiáng)度降至-2℃，而850 hPa為冷心（16℃），溫度場落后于高度場，南部低云區(qū)為冷平流，大氣斜壓性增大，溫帶氣旋特征明顯。13日08時，500 hPa合并后狹窄的經(jīng)向深槽使得槽前暖平流、槽后冷平流增強(qiáng)，850 hPa溫度槽與氣旋中心重合，溫帶氣旋達(dá)到最強(qiáng)。冷鋒云帶氣旋性彎曲明顯，冷鋒后部無云區(qū)越發(fā)清楚。

冷平流入侵是臺風(fēng)減弱的主要影響因子。由于低層暖心相對較弱，更易受到近地面影響出現(xiàn)溫度變化，冷空氣首先作用于850 hPa，冷平流使得“燦鴻”在近地面由暖心減弱為冷性氣旋，暖心從低層向高層減弱，東部暖平流向北部輸送暖濕空氣，使得氣旋結(jié)構(gòu)發(fā)展，形成典型的東北冷渦溫壓場結(jié)構(gòu)，地面降水也位于地面低壓北部的暖鋒云系中。

5　高、低空急流

臺風(fēng)中心地面最大平均風(fēng)速是判斷臺風(fēng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)之一。由于臺風(fēng)為深厚的低壓系統(tǒng)，其與周圍的高壓之間氣壓梯度大，從而伴隨出現(xiàn)高低空急流。按照中尺度分析方法中各高度急流的標(biāo)準(zhǔn)分析“燦鴻”周圍急流強(qiáng)度。由于臺風(fēng)移動路徑偏東，探測資料不全，對急流的強(qiáng)度有一定影響。

10日、11日急流與“燦鴻”外圍螺旋云帶走向一致，呈氣旋性旋轉(zhuǎn)，500 hPa急流中心穩(wěn)定為28 m/s，11日和12日700 hPa和850 hPa低空急流強(qiáng)度最大，均超過30 m/s，靠近副高一側(cè)急流風(fēng)速更大。12日08時西南急流前部為暖鋒，急流為暖鋒發(fā)展提供水汽和能量，同時，高低空急流重疊區(qū)垂直風(fēng)切變較大，有利于系統(tǒng)的維持；低空偏北風(fēng)急流與冷心配合為氣旋發(fā)展提供冷平流，使得臺風(fēng)變性為溫帶氣旋。暖鋒外圍反氣旋云系與200 hPa高空急流位置一致。13日08時，西南風(fēng)急流伴隨冷平流，急流軸對應(yīng)干區(qū)，急流頭部邊界整齊。500 hPa偏北氣流在暖鋒云系頭部向東向南輻散，偏北風(fēng)急流位于暖鋒云系西部，伴有干冷平流，偏西風(fēng)與西南急流匯合處為發(fā)展旺盛的暖鋒云系。

700 hPa和850 hPa低空急流比500 hPa急流更強(qiáng)，使得低層大氣輻合顯著，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，使得臺風(fēng)減弱不至于太快；高空輻散氣流逐漸向下擴(kuò)展，與臺風(fēng)減弱，云系高度降低有關(guān)。

6　結(jié)論

通過對2015年7月10-13日臺風(fēng)“燦鴻”在北上減弱為溫帶氣旋的過程中紅外云圖特征進(jìn)行了分析，得到結(jié)論如下：

（1）超強(qiáng)臺風(fēng)，紅外云圖上有清晰的圓形臺風(fēng)眼，臺風(fēng)眼周圍圓形密蔽云區(qū)發(fā)展強(qiáng)盛，南部為白亮的冷云區(qū)（能量泡），北部有向外輻散的螺旋狀云帶，與200 hPa高空輻散氣流位置一致，臺風(fēng)云系結(jié)構(gòu)特征明顯。

（2）臺風(fēng)減弱過程中，臺風(fēng)云系強(qiáng)度逐漸減弱。西部和南部螺旋云系強(qiáng)度首先減弱，轉(zhuǎn)為開口細(xì)胞云，云區(qū)中出現(xiàn)無云區(qū)。北部暖鋒向北擴(kuò)展，東部螺旋云帶斷裂為對流云帶。暖鋒云系與北部冷鋒作用使得云系增強(qiáng)，積云帶呈反氣旋旋轉(zhuǎn)，這是黑龍江臺風(fēng)暴雨的主要云型。

（3）冷平流入從低層破壞臺風(fēng)的暖心結(jié)構(gòu)，暖心從低層向高層減弱。冷平流作用使得溫度場與高度場不再重合，大氣斜壓性增強(qiáng)。低空急流使得低層大氣輻合顯著，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展，使得臺風(fēng)減弱不至于太快；高空輻散氣流逐漸向下擴(kuò)展。

（4）冷平流在紅外云圖上為暗區(qū)，相對濕度場為干區(qū)。急流軸對應(yīng)干區(qū)，急流頭部邊界整齊。

［1］方宗義.近十年使用衛(wèi)星云圖分析臺風(fēng)的評述［J］.氣象科技，1982，（2）:9-13.

［2］張晰瑩.黑龍江省臺風(fēng)暴雨的衛(wèi)星云圖特征分析［J］.氣象，1996，22（7）:43-45.

1002-252X（2016）03-0011-02

2016-6-1

孫琪（1983-），女，黑龍江省哈爾濱市人，東北林業(yè)大學(xué)，本科生，工程師.