王海燕 張鶴 李永剛
摘要:本文利用氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)(MICAPS)實況資料,衛(wèi)星云圖,歐洲中心中期預報(ECMWF)的2.5o×2.5o風場、氣壓場、散度場等資料,以及美國國家環(huán)境預報中心(NCEP)的再分析資料,對2014年7月的第09號超強臺風“威馬遜”的特點進行分析。結果表明:“威馬遜”發(fā)展初期受西太平洋副熱帶高壓外圍偏東引導氣流牽引,以偏西移動為主。登陸后受到強勁西南季風的影響,路徑有轉向西北方向趨勢;“威馬遜”在海上迅速增強主要原因是生成地距離陸地遠,水汽充足;“威馬遜”降水過程得到強勁西南季風帶來的充足水汽,加上高空輻散,具備強而深厚的上升運動等條件,使“威馬遜”登陸后給廣東省帶來降水量大、點多、面廣的極端暴雨。
關鍵詞:“威馬遜” ;臺風路徑;暴雨
中圖分類號: P458 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼: ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號: ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.070
2014年09號“威馬遜”臺風屬于超強臺風。受“威馬遜”超強臺風和強烈西南季風接連影響,海南、廣東、廣西沿海地區(qū)出現(xiàn)了狂風大浪和持續(xù)性特大暴雨過程,造成的災害性天氣嚴重,因此,分析研究“威馬遜”超強臺風的變化特點,有助于日后對強臺風的變化特點。
1 概況
7 月18 日至19 日受臺風“威馬遜”影響,海南省以及廣東省西南部湛江、茂名以及南部汕尾一帶出現(xiàn)強降水。18 日早晨,受到臺風影響的海南陵水以及廣東揭陽、汕頭一帶出現(xiàn)每小時40mm 以上的強降水。18 日下午,海南全省以及廣東南部多地每小時降水量超過40mm,其中,海南文昌市每小時降雨量達到69.1mm,其風力高達160km/h。晚上8點,海南文昌、昌江、樂東等地均出現(xiàn)1小時50mm 以上強降水。受強臺風影響廣東湛江以及海南文昌市等地普遍風力也達到150km/h 以上,最大風速為廣東湛江徐聞,風力達215km/h。
19 日早晨,“威馬遜”再次以強臺風級別在廣西防城港光坡鎮(zhèn)沿海登陸,登陸風速超過200km/h,每小時降雨量超過60mm。廣西西部以及廣東西南部強降雨仍然持續(xù)。
2 環(huán)流形式分析
2.1低層西南水汽輸送
根據(jù)850hPa 風場以及水汽通量圖(見圖1)可以看出低層有強盛的西南季風,且攜帶大量水汽形成西南水汽通道,為臺風提供源源不斷的水汽供應,低空急流為暴雨的形成提供有利條件,是暴雨區(qū)的主要水汽通道和能量通道。作為一條強水汽輸送帶,為暴雨提供源源不斷的水汽;西南季風急流把海洋上暖濕氣流輸送到陸地造成位勢層結不穩(wěn)定;急流軸前方有水汽和質量的輻合,利于強上升運動的維持;低空急流軸的左前和右后方出現(xiàn)正渦度,利于輻合上升,暖濕水汽在高空凝結釋放潛熱,形成暖心結構,使登陸后臺風的強度減弱趨勢減緩。
隨著低層急流不斷加強,急流軸左前方氣旋性曲率增大,正渦度平流增大,進一步使臺風中心增強,兩者相互影響形成正反饋作用,從而在海南、廣東西南部以及廣西南部形成強降水過程。
2.2 中層副熱帶高壓影響
通過對500hPa 高度場分析,中緯度地區(qū)受北太平洋副熱帶高壓控制。臺風登陸前副熱帶高壓處于穩(wěn)定狀態(tài),受副高影響,臺風路徑向西北方向移動。從500hPa 高度場圖(見圖2、圖3),副高加強維持,阻止臺風繼續(xù)北上,此時由于臺風東側與副熱帶高壓形成極大的氣壓梯度差,故環(huán)流進一步加強,又由于此時西南氣流源源不斷地水汽輸送,于是,臺風在海南和廣東西南部以及廣西南部區(qū)域造成巨大影響。
3 動力因素分析
3.1高低層風切變小,利于“暖心”結構維持
高低空風切變小,利于“暖心”結構的形成和維持,使得地面氣壓繼續(xù)下降,從而使氣旋環(huán)流維持,維持強盛上升運動,加強臺風本體帶來的降水(見圖4)。
3.2高層輻散低層輻合
高層輻散,低層輻合,低層不斷流入,高層不斷流出,利于強盛上升運動的維持。根據(jù)高空200hPa 散度場(見圖5),處于臺風位置的高空有強大輻散場,作用像“抽氣機”抽離垂直上身的氣流,利于新的氣流繼續(xù)上升。低空850hPa 風場(見圖6),低層的氣旋式輻合場使周圍空氣迅速輻合上升。高低層輻散輻合氣流場的配置維持臺風體強盛的上升運動。
3.3 垂直速度及渦度分析
水汽的上升運動可以把集中于低層的水汽向高層輸送,使高層水汽增多、濕潤大氣層增厚。垂直速度與水汽輸送是相輔相成的。水汽補給不足或者水汽通路被中斷,則強大的上升運動通常導致強對流,而非強降水;而有時即使上升運動不太強,但輔以強盛持續(xù)供應的水汽,亦有可能導致較強的降水。前文分析了此次“威馬遜”臺風的環(huán)流條件,直接從海洋獲取的水汽以及西南季風輸送過來的水汽,為強降水提供相當有利的條件,因此,對垂直速度的診斷,更有利于分析此次極端降水的原因。
從穿過臺風中心的渦度垂直剖面(見圖7)可以看出,直到19 日20 時,即臺風登陸13 個小時后,臺風的垂直結構仍十分完整,正渦度一直伸展到200hPa 附近,臺風為一深厚的柱狀正渦度區(qū),渦度的大值中心在700hPa 附近,200hPa以上才出現(xiàn)負渦度,正渦度中心強,700hPa 附近的正渦度中心,達到60×10-7 S-1,正渦度中心減弱較慢,正渦度區(qū)的高度有所降低,但仍維持低層為正、高層為負的形勢,說明“威馬遜”氣旋性的環(huán)流仍較完整,臺風強度減弱緩慢。
從登陸后穿過臺風中心的垂直速度剖面圖可看出,垂直速度的垂直分布與散度的垂直分布是相對應的。由于在臺風區(qū)高層輻散、低層輻合,所以到100hPa以上是上升運動,上升速度大值中心在850~700hPa 附近,垂直速度大值中心強度大,上升速度大值中心為-30×10-3S-1,強烈的上升運動有利積云對流的發(fā)展和暴雨的發(fā)生,降水釋放的凝結潛熱反過來又有利于臺風暖心結構的維持。
4 結論
低層西南季風水汽通道,為臺風“威馬遜”提供源源不斷的水汽補充,使得臺風得以維持和加強。
臺風的移動路徑與500hPa 高度場上副熱帶高壓的分布有關。在副高強度穩(wěn)定的情況下,當臺風中心逐漸接近副高時,臺風與副高之間的氣壓梯度會加大,從而使得臺風加強。
高層輻合低層輻散結構維持、加強臺風體內(nèi)的上升運動,高層風切變小利于臺風“暖心”結構的維持,從而加強臺風。
作者簡介:王海燕,本科學歷,助理工程師,研究方向:氣象自動化。