郭浩鑫，楊杰顏，張新新，鄧海云

（1.徐聞縣氣象局，廣東湛江 524100；2.電白區(qū)氣象局，廣東茂名 525400）

1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”特征分析

郭浩鑫1，楊杰顏2，張新新1，鄧海云1

（1.徐聞縣氣象局，廣東湛江 524100；2.電白區(qū)氣象局，廣東茂名 525400）

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析資料、衛(wèi)星云圖等資料，研究了“彩虹”的特點(diǎn)及其原因。結(jié)果表明，受西太平洋副熱帶高壓南側(cè)穩(wěn)定且強(qiáng)勁的東南氣流引導(dǎo)，“彩虹”快速向西北方向移動(dòng)，路徑十分穩(wěn)定；南海西北部較高的海溫、南亞高壓西退、高層輻散低層輻合增強(qiáng)、強(qiáng)的西南水汽和東南（偏東）水汽輸送以及低層弱冷空氣卷入導(dǎo)致“彩虹”出現(xiàn)近海加強(qiáng)現(xiàn)象；東南（偏東）風(fēng)急流不斷增強(qiáng)，“彩虹”北側(cè)的水汽條件好、位勢(shì)不穩(wěn)定度大、高層輻散低層輻合配置較好，加上其云系分布的不對(duì)稱以及地形影響，導(dǎo)致“彩虹”中心移動(dòng)路徑北側(cè)的降水遠(yuǎn)比南側(cè)多。

天氣學(xué)；強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”；氣候特征

廣東省是我國(guó)受熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)）影響最頻繁的省份之一，平均每年約有3～4個(gè)熱帶氣旋登陸廣東。廣東省氣象工作者在長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)和探索研究中，對(duì)影響和登陸廣東省熱帶氣旋的規(guī)律和特點(diǎn)作了大量的工作。林良勛等［1］對(duì)臺(tái)風(fēng)“杜鵑”的特點(diǎn)及成因進(jìn)行分析，指出“杜鵑”路徑、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和造成的天氣特點(diǎn)與大氣環(huán)流演變和影響天氣系統(tǒng)配置密切相關(guān)；李天然等［2］對(duì)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“珍珠”路徑4個(gè)階段的特點(diǎn)進(jìn)行診斷分析，探討了不同階段“珍珠”的移動(dòng)特點(diǎn)及形成原因、影響要素等。1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”（MUJIGAE）是有氣象記錄以來(lái)十月登陸廣東的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，也是2015年造成經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重的臺(tái)風(fēng)，它造成粵桂瓊3省19人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)240億元。本研究擬對(duì)“彩虹”的特征進(jìn)行成因分析，揭示其演變的規(guī)律，希望對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)有更多的認(rèn)識(shí)。

1 強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”概況

2015年10月2日02：00（北京時(shí)，下同），第22號(hào)熱帶風(fēng)暴“彩虹”在菲律賓附近洋面上生成，之后向西北方向移動(dòng)，2日20：00加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，3日14：00加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，3日23：00又加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，并于4日14：10在湛江市坡頭區(qū)沿海登陸。登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力50 m/s（15級(jí)），中心最低氣壓940 hPa；“彩虹”登陸后，繼續(xù)向西北方向移動(dòng)，于4日18：00前后從廉江市進(jìn)入廣西境內(nèi)，減弱為臺(tái)風(fēng)，4日22：00減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴；5日03：00減弱為熱帶風(fēng)暴，11：00減弱為熱帶低壓，中央氣象臺(tái)對(duì)其停止編號(hào)?！安屎纭本哂新窂椒€(wěn)定、移動(dòng)速度快、近海加強(qiáng)、路徑北側(cè)降水強(qiáng)等特征，致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高，防御難度大。

2 “彩虹”特征及其成因

2.1 路徑穩(wěn)定

“彩虹”從生成到登陸，移動(dòng)路徑十分穩(wěn)定，總體沿西北方向移動(dòng)（圖1）。

圖1 1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”路徑

已有研究指出，西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱副高）是影響熱帶氣旋路徑最重要的天氣系統(tǒng)，副高的周期變化、形狀特征均會(huì)對(duì)熱帶氣旋的路徑造成影響［3］。

從圖2可以看出，在“彩虹”生成到登陸的過(guò)程中，副高穩(wěn)定而強(qiáng)盛，大體呈東西帶狀分布，主體在海上，脊線在25°N附近（臺(tái)風(fēng)北側(cè)），西伸脊點(diǎn)在108°E附近；再?gòu)闹? h 500 hPa環(huán)流形勢(shì)看，副高不斷西伸加強(qiáng)，始終盤踞在“彩虹”的東北側(cè)；在副高南側(cè)穩(wěn)定強(qiáng)勁的東南氣流引導(dǎo)下，“彩虹”總體穩(wěn)定地向西北方向移動(dòng)。

圖2 2015年10月1日08：00—4日20：00 500 hPa平均位勢(shì)高度場(chǎng)（單位：dagpm）

2.2 移動(dòng)速度快

“彩虹”從生成到登陸僅用57 h，并快速?gòu)?級(jí)熱帶風(fēng)暴加強(qiáng)為15級(jí)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，其平均移動(dòng)速度為22.8 km/h，而唐家翔［4］研究發(fā)現(xiàn)，近 30年我國(guó)登陸臺(tái)風(fēng)的平均移動(dòng)速度僅有19.4 km/h，大部分為17.2～20.1 km/h。分析環(huán)境流場(chǎng)和引導(dǎo)氣流可以發(fā)現(xiàn)，副高較為強(qiáng)大并且不斷西伸，副高邊緣的引導(dǎo)氣流十分強(qiáng)盛，500 hPa副高西南側(cè)的偏東南氣流達(dá)12～14 m/s，在這股強(qiáng)勁的氣流引導(dǎo)下，“彩虹”保持高速向西北方向移動(dòng)。

2.3 近海加強(qiáng)

“彩虹”出現(xiàn)了明顯的近海加強(qiáng)現(xiàn)象，本研究將從近海加強(qiáng)的水汽輸送條件、有利環(huán)流形勢(shì)、海溫條件和高低層散度場(chǎng)的變化等方面來(lái)分析。

1）低層水汽輸送加強(qiáng)。在“彩虹”近海加強(qiáng)過(guò)程中，低層水汽輸送的增強(qiáng)起著重要作用（圖3）。從3日08：00起，“彩虹”移至南海西北部，除了南側(cè)的跨赤道氣流輸送外，從孟加拉灣經(jīng)中南半島這支強(qiáng)大的西南水汽開(kāi)始向“彩虹”輸入，此外菲律賓以東洋面上的東南（偏東）水汽通道打通并開(kāi)始輸入，輸送強(qiáng)度越來(lái)越大。這兩支強(qiáng)大的西南水汽、東南（偏東）水汽的卷入是“彩虹”加強(qiáng)的重要因素，為“彩虹”提供了重要的能量來(lái)源。

圖3 10月1日20：00（a）和3日08：00（b）850 hPa風(fēng)場(chǎng)（風(fēng)向桿，單位：m/s）和水汽通量場(chǎng)（陰影，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1）

2）南亞高壓西退。前人的研究表明，近海臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化與南亞高壓強(qiáng)度變化呈反位相變化，即當(dāng)南亞高壓強(qiáng)度減弱，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度突然增強(qiáng)［5］。分析200 hPa形勢(shì)，1日14：00南亞高壓開(kāi)始西退，3日14：00主體已退到印度一帶（圖略），其強(qiáng)度減弱、面積減小，導(dǎo)致高層?xùn)|風(fēng)和低層弱西南風(fēng)的垂直切變減小，對(duì)熱帶氣旋發(fā)展十分有利，在此期間“彩虹”迅速增強(qiáng)。

3）高層輻散、低層輻合的加強(qiáng)。10月3日20：00起，副高出現(xiàn)較大幅度西伸加強(qiáng)，副高南側(cè)的偏東氣流增強(qiáng)使“彩虹”低層輻合流入改善，通過(guò)對(duì)比3日14：00和4日14：00的850 hPa水平散度場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，臺(tái)風(fēng)附近區(qū)域850 hPa的散度極值由-9×10-5s-1降至-20×10-5s-1，表明在“彩虹”登陸前夕，低層輻合條件顯著增強(qiáng)；再分析高層輻散條件，3日14：00，“彩虹”環(huán)流高層輻散分布不對(duì)稱，高層流出主要依靠東南通道，西北流出通道尚未打通（圖略），至4日14：00臺(tái)風(fēng)附近區(qū)域高層200 hPa的散度極值由7×10-5s-1增大到10×10-5s-1，高層輻散的西北通道打通（圖略），極向流出條件明顯改善，加劇了低層的擾動(dòng)和垂直上升運(yùn)動(dòng)?？梢?jiàn)，高層輻散、低層輻合的加強(qiáng)，對(duì)流層上層所起的抽氣作用是“彩虹”強(qiáng)度增強(qiáng)的原因之一。

4）海溫條件。較高的海溫有利于臺(tái)風(fēng)的發(fā)生發(fā)展。統(tǒng)計(jì)近30年資料，南海西北部10月第1候的SST平均值為27～29℃，但2015年10月 1—4日南海西北部SST達(dá)29～31℃（圖略）。海溫高的區(qū)域具有較高的熱通量，“彩虹”西北移動(dòng)到海南東部的南海海面時(shí)，向臺(tái)風(fēng)區(qū)域輸入的能量增多，有利于“彩虹”發(fā)展加強(qiáng)。

5）弱冷空氣卷入。由圖4a可看出，3日14：00起，長(zhǎng)江流域有弱冷空氣南下，但冷空氣較為淺?。?日02：00，該弱冷空氣繼續(xù)向南滲透，從“彩虹”低層環(huán)流西北側(cè)卷入（圖4b），加大其北側(cè)邊界層的位勢(shì)不穩(wěn)定，有利于臺(tái)風(fēng)內(nèi)部對(duì)流的發(fā)展，導(dǎo)致其低層的氣旋性輻合條件改善增強(qiáng)，促使“彩虹”加強(qiáng)。

圖4 10月3日14：00地面氣壓場(chǎng)（a）和4日02：00過(guò)“彩虹”中心的假相當(dāng)位溫經(jīng)向-垂直剖面（單位：K）（b）

2.4 降水集中在路徑北側(cè)

受“彩虹”影響，3日20：00—6日08：00，廣東中西部、廣西中東部、海南東北部和南部沿海、湖南西南部等地累計(jì)降雨100～250 mm（圖5a）。“彩虹”帶來(lái)的降水在區(qū)域分布有個(gè)明顯的特征：“彩虹”中心移動(dòng)路徑北側(cè)的降水遠(yuǎn)比南側(cè)多，且降水較為集中。造成這種現(xiàn)象主要有水汽、云系分布（圖5b）和地形等原因。

圖5 10月3日20：00—6日08：00降雨量實(shí)況圖（單位：mm）（a）和10月4日15：00“彩虹”云圖（b）

1）“彩虹”北側(cè)水汽條件好、位勢(shì)不穩(wěn)定度大。在臺(tái)風(fēng)本體降水階段，雖然西南支水汽輸送趨于減弱，但東南（偏東）支水汽輸送不斷加強(qiáng)（圖略），西南、東南（偏東）兩支強(qiáng)的水汽輸送，導(dǎo)致北側(cè)降水更為明顯。除此之外，弱冷空氣的卷入使“彩虹”北側(cè)斜壓性增強(qiáng)，冷暖交匯促使不穩(wěn)定能量釋放，中心以北的對(duì)流發(fā)展旺盛，雨區(qū)范圍擴(kuò)大、強(qiáng)度增強(qiáng)。

2）“彩虹”北側(cè)低層輻合、高層輻散配置好。分析“彩虹”降水環(huán)流，可看出強(qiáng)降水中心上空對(duì)應(yīng)著較強(qiáng)的低層輻合和高層輻散，而“彩虹”北側(cè)的低層輻合和高層輻散更強(qiáng)且范圍更廣，這是導(dǎo)致其北側(cè)降水比南側(cè)強(qiáng)的原因之一。

3）彩虹云系分布的不對(duì)稱和地形影響。在登陸影響過(guò)程中，彩虹云系分布不對(duì)稱，密實(shí)云系集中在氣旋中心的東北側(cè)，而西、西南側(cè)云系相對(duì)稀疏（圖5b），加之受海陸分布和地形抬升的影響（北側(cè)陸地迎風(fēng)坡面積廣），造成“彩虹”中心移動(dòng)路徑北側(cè)的降水遠(yuǎn)比南側(cè)多，且降水較為集中。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)“彩虹”的特點(diǎn)進(jìn)行成因分析，得到以下結(jié)論：

1）副高是影響“彩虹”移動(dòng)的主要天氣系統(tǒng)。副高強(qiáng)盛且不斷西伸加強(qiáng)，“彩虹”受其南側(cè)穩(wěn)定、強(qiáng)勁的東南氣流引導(dǎo)，快速向西北移動(dòng)，路徑十分穩(wěn)定。

2）南海西北部較高的海溫、南亞高壓西退、高層輻散低層輻合增強(qiáng)、強(qiáng)的西南水汽和東南（偏東）水汽輸送以及低層弱冷空氣卷入都有利于“彩虹”近海加強(qiáng)。

3）“彩虹”北側(cè)的水汽條件好、位勢(shì)不穩(wěn)定度大、高層輻散和低層輻合配置較好，加上云系分布的不對(duì)稱及地形影響，導(dǎo)致其中心移動(dòng)路徑北側(cè)的降水遠(yuǎn)比南側(cè)多。

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Analysis of the Characteristics of Severe Typhoon Mujigae（1522）

GUO Hɑo-xin1，YANG Jie-yɑn2，ZHANG Xin-xin1，DENG Hɑi-yun1
（1.Meteorological Bureau of Xuwen County，Zhanjiang 524100；2.Meteorological Bureau of Dianbai District，Maoming City，Maoming 525400）

With the 1°×1°reanalysis data of NCEP/NCAR and satellite imagery，we studied the characteristics of Mujigae and its causation.The result is shown as follows.Due to a steady and powerful southeasterly steering airflow on the southern flank of a subtropical high pressure in the western Pacific，Mujigae moved rapidly to the northwest on a stable track.It intensified just offshore because of relatively high sea surface temperature in the northwestern South China Sea，a westward-withdrawing South Asia high，increased high-level divergence versus low-level convergence，robust transportation of water vapor from the southwest and southeast（east），and entrainment of weak low-level cold air.As a southeasterly（easterly）jet stream keeps strengthening，water vapor is in favorable condition on the northern side of the typhoon，geopotential instability is large，high-level divergence is well allocated with low-level convergence，and the typhoon＇s own cloud system is asymmetrically distributed and there is a terrain effect，the precipitation north of the path of the Mujigae eye is much larger than that of the south.

synoptics；severe typhoon Mujigae；climatological characteristics

P44

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.05.002

2016-03-15

郭浩鑫（1989年生），男，本科，助理工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)工作。E-mail：qq258482673@126.com

郭浩鑫，楊杰顏，張新新，等.1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”特征分析［J］.廣東氣象，2016，38（5）：6-9.