肖王星 董群 錢燕珍* 吳福浪

(1.寧波市氣象臺(tái),浙江 寧波 315000;2.寧波市北侖區(qū)氣象局,浙江 寧波 315000;3.中國(guó)民用航空寧波空中交通管理站,浙江 寧波 315000)

0 引 言

熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))移動(dòng)路徑的研究和預(yù)報(bào)一直是臺(tái)風(fēng)研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn),也是做好臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)和預(yù)警的基礎(chǔ)[1]。路徑預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)雨影響的準(zhǔn)確預(yù)報(bào),當(dāng)路徑預(yù)報(bào)偏差較小時(shí),才能在后續(xù)的預(yù)報(bào)服務(wù)中提供有力的支持,為采取有效措施減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失爭(zhēng)取時(shí)間[2]。近年來(lái)隨著數(shù)值模式的逐步完善,對(duì)臺(tái)風(fēng)的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)能力有了一定的提高,但對(duì)異常臺(tái)風(fēng)路徑及路徑突變的預(yù)報(bào)仍有一定的偏差[3-4]。其主要原因之一在于對(duì)臺(tái)風(fēng)路徑突變的成因和物理機(jī)制的認(rèn)知仍不夠明確。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)展了許多的工作。研究發(fā)現(xiàn),臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑很大程度上是環(huán)境引導(dǎo)氣流作用的結(jié)果,大尺度環(huán)流系統(tǒng)之間的相互作用可以通過(guò)改變引導(dǎo)氣流使得臺(tái)風(fēng)路徑發(fā)生異常[5-6]。張勝軍等的數(shù)值模擬研究表明,副高的減弱或東撤是臺(tái)風(fēng)Helen路徑突變的關(guān)鍵因素[7]。王志烈等指出120°E和150°E出現(xiàn)的長(zhǎng)波槽可能導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向[8]。姜麗萍等發(fā)現(xiàn)西南季風(fēng)和越赤道氣流是0601號(hào)臺(tái)風(fēng)路徑異常的重要原因[9]。除引導(dǎo)氣流外,臺(tái)風(fēng)內(nèi)力和自身非對(duì)稱結(jié)構(gòu)對(duì)移動(dòng)路徑也有重要的影響[6]。研究表明,異常海溫、下墊面作用和β漂移可能導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑發(fā)生突變[10-12]。當(dāng)臺(tái)風(fēng)與其他渦旋同時(shí)存在時(shí),還需要考慮雙臺(tái)風(fēng)發(fā)生的藤原效應(yīng)[13]和高空冷渦對(duì)臺(tái)風(fēng)牽引作用[5]。以上研究,一定程度上揭示了影響臺(tái)風(fēng)路徑突變的機(jī)制和可能成因,也為相關(guān)研究提供了技術(shù)方法。

2018年第12號(hào)臺(tái)風(fēng)“云雀”,生命史長(zhǎng),路徑異常復(fù)雜,成為有記錄以來(lái)第一個(gè)進(jìn)入杭州灣的臺(tái)風(fēng)。其逆時(shí)針?lè)较虻囊苿?dòng)路徑,有別于常見(jiàn)的順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)路徑,在西北太平洋臺(tái)風(fēng)中極為少見(jiàn)。本文利用NCEP間隔6 h的1°×1°的FNL全球再分析資料、實(shí)時(shí)探測(cè)資料和中國(guó)氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所最佳路徑資料,從大尺度環(huán)流背景、各層引導(dǎo)氣流、臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和物理量場(chǎng)診斷等方面探究“云雀”異常路徑的成因,為今后臺(tái)風(fēng)異常路徑預(yù)報(bào)提供參考。

1 臺(tái)風(fēng)“云雀”路徑特點(diǎn)及突變

1.1 路徑特點(diǎn)

1812號(hào)臺(tái)風(fēng)“云雀”7月24日21時(shí)(世界時(shí),下同)在西北太平洋生成,8月3日17時(shí)減弱為熱帶低壓,生命史長(zhǎng)達(dá)236 h(近10 d)?！霸迫浮甭窂疆惓?fù)雜,生成后先是往東北方向移動(dòng),然后轉(zhuǎn)向西北偏西方向,7月28日登陸日本后轉(zhuǎn)向西偏南方向移動(dòng),穿過(guò)日本南部地區(qū)于7月30—31日在東海東北部打轉(zhuǎn)近40 h,然后向西南方向移動(dòng),在29°N、126.5°E附近海域回旋20 h,之后折向西偏北方向移動(dòng),進(jìn)入杭州灣后于8月3日02時(shí)30分前后登陸上海金山,之后減弱。臺(tái)風(fēng)“云雀”強(qiáng)度變化如圖1。

(圖中實(shí)心點(diǎn)和空心點(diǎn)分別為臺(tái)風(fēng)中心最大風(fēng)速和最低海平面氣壓)圖1 1812號(hào)臺(tái)風(fēng)“云雀”強(qiáng)度

“云雀”路徑復(fù)雜主要表現(xiàn)在：1)移動(dòng)總的方向與通常臺(tái)風(fēng)不同,通常北半球臺(tái)風(fēng),低緯度生成后向西北方向運(yùn)動(dòng),進(jìn)入中高緯度帶后轉(zhuǎn)向東北移動(dòng);2)在臺(tái)風(fēng)生命周期的后半程出現(xiàn)打圈、少動(dòng)等現(xiàn)象,在日本南部的東海東北部地區(qū)逆時(shí)針?lè)较虼蛄艘粋€(gè)圈,折向西南后又回旋少動(dòng);3)登陸點(diǎn)極為罕見(jiàn),“云雀”向西偏北方向移入杭州灣登陸上海,之前沒(méi)有相似臺(tái)風(fēng)的記錄。

1.2 路徑突變

臺(tái)風(fēng)路徑的突變包括移速和移動(dòng)方向的突變,本文主要探討“云雀”移動(dòng)方向突變的成因。為了識(shí)別“云雀”路徑變化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),需要計(jì)算臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的方位角和轉(zhuǎn)向角[14]。以某時(shí)刻臺(tái)風(fēng)中心位置為起點(diǎn),將從該點(diǎn)指向下一時(shí)刻臺(tái)風(fēng)中心位置的矢量定義為該時(shí)刻臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)方向;取向東為X軸正方向,定義運(yùn)動(dòng)方向與X軸正方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的夾角為運(yùn)動(dòng)方向角,運(yùn)動(dòng)方向角范圍為0～360°。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向角持續(xù)增加(減少)時(shí)表明路徑為逆(順)時(shí)針。其中運(yùn)動(dòng)方向角小于90°或大于270°時(shí),表示方向偏東,反之偏西;當(dāng)小于180°時(shí)表示方向偏北,反之偏南。

同時(shí),將相鄰兩個(gè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向矢量的夾角定義為轉(zhuǎn)向角,逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)時(shí)為正值,反之為負(fù)值,轉(zhuǎn)向角范圍為-180°～180°。若轉(zhuǎn)向角維持正值(負(fù)值),表示臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)方向一直維持逆(順)時(shí)針旋轉(zhuǎn)。其中該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)角減去前一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)角定義為該時(shí)刻的轉(zhuǎn)向角(如圖2)。轉(zhuǎn)向角的大小可以較為直觀地反映出臺(tái)風(fēng)路徑的轉(zhuǎn)折情況,當(dāng)轉(zhuǎn)向角大于90°或小于-90°時(shí)表明臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑發(fā)生突變。

圖2 運(yùn)動(dòng)角和轉(zhuǎn)向角示意圖

“云雀”的運(yùn)動(dòng)角和轉(zhuǎn)向角計(jì)算結(jié)果如圖3,從運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角的演變曲線可以清晰識(shí)別出臺(tái)風(fēng)“云雀”生命史中的路徑變化過(guò)程：順時(shí)針旋轉(zhuǎn)階段(25日00—18時(shí)、3日00—06時(shí))、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)階段(25日18時(shí)到30日12時(shí)、31日00時(shí)到1日12時(shí)、2日00時(shí)到3日00時(shí))和突變階段(30日18時(shí)、1日18時(shí));由于“云雀”生命史長(zhǎng),其運(yùn)動(dòng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,存在著偏東向偏西或偏北向偏南方向的跨越?！霸迫浮钡穆窂焦之愱P(guān)鍵還在于其移動(dòng)過(guò)程中30日18時(shí)和1日18時(shí)兩次路徑轉(zhuǎn)折(見(jiàn)圖3黑三角標(biāo)注),第一次和第二次轉(zhuǎn)折的轉(zhuǎn)向角分別達(dá)到102°和139°。

(實(shí)心三角和箭頭標(biāo)注突變時(shí)間節(jié)點(diǎn))圖3 “云雀”的運(yùn)動(dòng)角(虛線)和轉(zhuǎn)向角(實(shí)線)

2 影響臺(tái)風(fēng)路徑變化的成因分析

2.1 環(huán)流形勢(shì)分析

臺(tái)風(fēng)周邊大型氣壓場(chǎng)的分布及其對(duì)應(yīng)的大范圍深厚的基本氣流是臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的重要依據(jù)[5]?！霸迫浮弊陨珊筇幱趦筛?兩環(huán)副高呈西北至東南走向)之間的鞍形場(chǎng),受近赤道西南季風(fēng)影響,逐漸向東南環(huán)高壓(594 hPa)靠近,受東南環(huán)高壓西側(cè)西南氣流轉(zhuǎn)偏南氣流的影響,“云雀”初期主要向東北方向移動(dòng),逐漸轉(zhuǎn)向偏北方向移動(dòng)。之后東南環(huán)副高略有東退南落,“云雀”增強(qiáng)北進(jìn),逐漸向西北側(cè)副高(596 hPa)靠近。在西北側(cè)副高南側(cè)偏東氣流的引導(dǎo)下,“云雀”一直西行,先后兩次登陸日本并途經(jīng)日本南部到達(dá)29°N、130°E附近。

此時(shí),“云雀”處于第一次突變北折時(shí)期。西北側(cè)高壓略有減弱南掉,斷裂成東西兩環(huán),最強(qiáng)的是594 hPa的閉合等壓線,氣壓梯度力較小,環(huán)境流場(chǎng)變?nèi)??！霸迫浮毕仁强拷鼥|側(cè)高壓的西南端,受東南氣流引導(dǎo)發(fā)生路徑北折。

“云雀”完成第一次突變后,當(dāng)時(shí)西側(cè)副高發(fā)展,東環(huán)副高有所減弱,隨著“云雀”北折后,接近了東西環(huán)副高的脊線,受弱偏東氣流影響,往偏西方向移動(dòng)。移至兩環(huán)副高的中間,引導(dǎo)氣流變?nèi)?于是“云雀”出現(xiàn)了停滯,于1日18時(shí)在29°N、126.5°E附近回旋,出現(xiàn)了第二次路徑轉(zhuǎn)折。此后西側(cè)副高發(fā)展增強(qiáng)到596 hPa,主體從中國(guó)沿海大陸延伸至日本南側(cè)的太平洋,脊線在35°N附近,于是“云雀”靠近西環(huán)副高的東南側(cè),受其東南偏東氣流的影響向西偏北方向移動(dòng)。

上述分析可見(jiàn),“云雀”的移動(dòng)主要受副高影響。副高總體強(qiáng),但處在調(diào)整過(guò)程中,第一階段是西北和東南兩個(gè)高壓中心,接著東南高壓中心東退南落;第二階段是西北側(cè)的高壓分裂成兩環(huán)高壓;第三階段東側(cè)高壓中心減弱,西側(cè)高壓中心發(fā)展東伸?！霸迫浮甭窂降谝淮瓮蛔儼l(fā)生在第二階段東環(huán)高壓的西南側(cè)，受偏南氣流影響出現(xiàn)北折;第二次突變發(fā)生在第三階段的西側(cè)高壓的東南端,處于弱的環(huán)境場(chǎng)中,出現(xiàn)了停滯打轉(zhuǎn)。

2.2 引導(dǎo)氣流

臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑是地轉(zhuǎn)偏向力、總壓力和臺(tái)風(fēng)內(nèi)力共同作用的結(jié)果[15]。引導(dǎo)氣流可以體現(xiàn)地轉(zhuǎn)偏向力和總壓力對(duì)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的影響。唐家翔等研究認(rèn)為大尺度引導(dǎo)氣流直接影響著熱帶氣旋的移動(dòng)[16],不同的研究人員在計(jì)算引導(dǎo)氣流時(shí)選取的層數(shù)和范圍有所差異[17];本文計(jì)算引導(dǎo)氣流的厚度層選取除邊界層和流出層以外的對(duì)流層主體850～300 hPa,選取的區(qū)域?yàn)榫嗯_(tái)風(fēng)中心100～400 km的圓環(huán)區(qū)域。

“云雀”的移動(dòng)和轉(zhuǎn)向與引導(dǎo)氣流密切相關(guān),其移速和移向與整層或低層引導(dǎo)氣流的方向和大小較為一致(圖4)?！霸迫浮钡囊苿?dòng)速度與對(duì)流層整層、對(duì)流層低層引導(dǎo)氣流速度基本同步增減,正相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.82和0.79。引導(dǎo)氣流方向和移動(dòng)方向變化同樣較為吻合,當(dāng)“云雀”強(qiáng)度為熱帶風(fēng)暴時(shí),兩者交角較小;當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到臺(tái)風(fēng)時(shí),兩者交角有所增大。說(shuō)明引導(dǎo)氣流方向的改變是臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑變化的主要因素。

“云雀”在路徑突變前后,引導(dǎo)氣流存在明顯變化,第一次北折(30日18時(shí))期間,對(duì)流層中低層(1000～600 hPa)首先出現(xiàn)了西北氣流向西南氣流的轉(zhuǎn)變,這是路徑發(fā)生突變的重要指示信號(hào)。隨后,整層引導(dǎo)氣流轉(zhuǎn)為西南氣流,“云雀”的轉(zhuǎn)向趨勢(shì)更加明確。引導(dǎo)氣流發(fā)生變化后,“云雀”在其影響下,逐漸由向東南運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為向東北運(yùn)動(dòng);在完成轉(zhuǎn)向后,“云雀”繼續(xù)逆時(shí)針移動(dòng),移向移速與各層引導(dǎo)氣流較為一致。之后“云雀”在弱的引導(dǎo)氣流下逐漸向西偏轉(zhuǎn),在29°N、126.5°E附近發(fā)生了第二次突變(1日18時(shí))。從圖5和圖6中可見(jiàn),對(duì)流層中低層引導(dǎo)氣流最先出現(xiàn)偏北分量,但晚于路徑突變開(kāi)始的時(shí)間,表明引導(dǎo)氣流的變化并不是引起“云雀”路徑突變的唯一原因,但是引導(dǎo)氣流轉(zhuǎn)向的確在“云雀”完成路徑突變過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。

(黑虛線為對(duì)流層整層(850～300hPa),灰虛線為對(duì)流層低層(800～600hPa))圖4 臺(tái)風(fēng)“云雀”逐6 h平均移速移向(黑色實(shí)線、下方箭頭)及引導(dǎo)氣流(虛線、上方箭頭)的時(shí)間演變(單位:m/s)

(實(shí)心三角為突變時(shí)間節(jié)點(diǎn))圖5 各層平均風(fēng)場(chǎng)的時(shí)間演變(單位：m/s)

“云雀”兩次突變均發(fā)生在高壓控制下的弱環(huán)境場(chǎng)中,臺(tái)風(fēng)的突變方向與弱的引導(dǎo)氣流之間有著一定的交角,且對(duì)流層整層和對(duì)流層低層的引導(dǎo)氣流均小于“云雀”突變時(shí)的移動(dòng)速度,突變時(shí)整層和低層引導(dǎo)氣流速度分別是第一次突變時(shí)“云雀”移動(dòng)速度的88%和75%、第二次突變時(shí)移動(dòng)速度的51%和38%,表明引導(dǎo)氣流并不能完全解釋“云雀”路徑兩次突變的成因。

在弱的環(huán)境引導(dǎo)場(chǎng)中,一方面引導(dǎo)氣流的數(shù)值較小,不利于判斷臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)折的方向;另一方面臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫濕場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化也可能導(dǎo)致路徑發(fā)生突變[1]。因此,有必要對(duì)“云雀”的結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境場(chǎng)進(jìn)行深入的分析。

2.3 渦度場(chǎng)和垂直速度場(chǎng)

渦度場(chǎng)和垂直速度場(chǎng)是反映大氣旋轉(zhuǎn)和垂直運(yùn)動(dòng)的重要物理量,可以較好地表明大氣運(yùn)動(dòng)的狀況[15]。從圖6中渦度和垂直速度沿突變路徑的垂直剖面可見(jiàn),在兩次突變過(guò)程中,“云雀”強(qiáng)度均為熱帶風(fēng)暴,臺(tái)風(fēng)正渦度大值區(qū)主要在500 hPa以下,結(jié)構(gòu)呈非對(duì)稱性,臺(tái)風(fēng)的正渦度場(chǎng)向6 h后的移動(dòng)位置傾斜。兩次突變中,在“云雀”路徑突變方向上的高空均對(duì)應(yīng)有正渦度中心和垂直速度中心的疊加區(qū)(圖6a、6b黑虛線框)。

在第一次突變過(guò)程中,臺(tái)風(fēng)正渦度中心明顯向下一時(shí)次位置偏移;垂直速度場(chǎng)上,下一時(shí)次臺(tái)風(fēng)中心位置的突變方向上為大片的垂直上升區(qū)(垂直速度負(fù)值區(qū)),200～500 hPa之間存在(8～12) ×10-5s-1的正渦度中心和-0.2 m/s的垂直速度中心。第二次突變時(shí),臺(tái)風(fēng)中低層正渦度中心與臺(tái)風(fēng)位置對(duì)應(yīng)較好;突變方向上正渦度區(qū)更廣泛,200～500 hPa之間存在(8～12) ×10-5s-1的正渦度中心和-0.64 m/s的垂直速度中心。從圖7的高空300 hPa上的渦度和垂直速度的空間分布可以看出,第一次突變路徑的左前側(cè)為(20～24) ×10-5s-1正渦度中心,右前側(cè)為-0.67 m/s的垂直速度負(fù)值中心;第二次突變路徑的左前側(cè)為(24～28) ×10-5s-1正渦度中心,右前側(cè)為-0.65 m/s的垂直速度負(fù)值中心;表明在突變路徑的前側(cè)高空存在明顯的氣流上升區(qū),“云雀”兩次突變后的移動(dòng)基本沿著正渦度中心和垂直速度負(fù)值中心疊加區(qū)的方向。綜上,臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)、高空正渦度中心和垂直速度中心的疊加區(qū)對(duì)預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)突變路徑具有較好的指示意義。

(黑三角為當(dāng)前臺(tái)風(fēng)中心位置,黑矩形為下一時(shí)次臺(tái)風(fēng)中心位置)圖6 “云雀”兩次(30日18時(shí)(a)和1日18時(shí)(b))路徑突變時(shí)沿臺(tái)風(fēng)路徑方向上的渦度(陰影,單位:10-5s-1)和垂直速度(折線,單位：10-2m/s)剖面

(黑三角為當(dāng)前臺(tái)風(fēng)中心位置,黑矩形為下一時(shí)次臺(tái)風(fēng)中心位置)圖7 “云雀”兩次(30日18時(shí)(a)和1日18時(shí)(b))路徑突變時(shí)300 hPa上的渦度(陰影,單位：10-5s-1)和垂直速度(折線,單位：10-2m/s)

2.4 溫濕場(chǎng)結(jié)構(gòu)

環(huán)境溫濕場(chǎng)條件的改變可以影響熱帶氣旋的移動(dòng)[16]。一方面,熱帶氣旋的移動(dòng)表現(xiàn)出趨暖趨濕的特性;另一方面,環(huán)境溫度和濕度的分布變化可能影響到熱帶氣旋暖心的熱力結(jié)構(gòu),通過(guò)改變熱帶氣旋強(qiáng)度使得熱帶氣旋內(nèi)力發(fā)生變化,最終間接影響其移動(dòng)路徑[18-19]。從圖8中可以發(fā)現(xiàn),在第一次突變北折中,北折方向上存在深厚的高濕區(qū),低層到高層的相對(duì)濕度高于75%,而反方向上的中高層相對(duì)濕度低于60%。此外，在突變方向上925 hPa附近存在暖區(qū),有利于“云雀”沿突變方向移動(dòng),從而發(fā)生第一次北折。在第二次突變北折中,突變方向上存在深厚高濕區(qū)和925 hPa的暖區(qū),可以解釋“云雀”沿突變方向移動(dòng);但環(huán)境場(chǎng)中突變反方向上中低層存在高濕區(qū),且暖區(qū)并不明顯,從而使得“云雀”突變移動(dòng)距離較短。

(黑三角為當(dāng)前臺(tái)風(fēng)中心位置,黑矩形為下一時(shí)次臺(tái)風(fēng)中心位置)圖8 “云雀”兩次(30日18時(shí)(a)和1日18時(shí)(b))路徑突變時(shí)沿臺(tái)風(fēng)路徑方向上的相對(duì)濕度(陰影,單位：%)和溫度(折線,單位：℃)剖面

同時(shí)低層925 hPa的溫濕場(chǎng)水平分布特征與“云雀”突變方向和突變移動(dòng)距離存在一定的聯(lián)系。暖濕中心的位置對(duì)判斷“云雀”突變方向具有較好的指示意義。圖9中指出“云雀”兩次突變北折時(shí),其右前側(cè)均存在一個(gè)明顯的暖濕中心,中心溫度分別達(dá)到24.2℃和23.7℃,中心相對(duì)濕度大于98%。對(duì)比兩次突變時(shí)的溫濕分布發(fā)現(xiàn),第一次突變時(shí)暖濕中心距離臺(tái)風(fēng)中心更近,暖濕特征更明顯,因此第一次突變“云雀”發(fā)生了較大的移動(dòng)。而第二次突變時(shí),暖濕中心離臺(tái)風(fēng)中心位置較遠(yuǎn),接近2個(gè)經(jīng)度;“云雀”周邊溫度梯度較小,移動(dòng)基本沿著22.8℃線,暖濕特征不明顯,導(dǎo)致“云雀”移動(dòng)較少。因此,溫濕場(chǎng)結(jié)構(gòu)是影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的重要因素,低層暖濕中心的位置和離臺(tái)風(fēng)的距離可以有助于判斷“云雀”路徑突變方向和移動(dòng)距離。

(黑三角為當(dāng)前臺(tái)風(fēng)中心位置,黑矩形為下一時(shí)次臺(tái)風(fēng)中心位置)圖9 “云雀”兩次(30日18時(shí)(a)和1日18時(shí)(b))路徑突變時(shí)925 hPa上的相對(duì)濕度(陰影,單位：%)和溫度(折線,單位：℃)

3 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)2018年第12號(hào)臺(tái)風(fēng)“云雀”的移動(dòng)路徑變化進(jìn)行識(shí)別,發(fā)現(xiàn)“云雀”的路徑發(fā)生了兩次突變,通過(guò)對(duì)大尺度環(huán)境背景場(chǎng)、引導(dǎo)氣流和臺(tái)風(fēng)及所處環(huán)境場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷分析,得到如下主要結(jié)論。

1)通過(guò)計(jì)算臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的方向角和轉(zhuǎn)向角,識(shí)別出臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的不同階段。分析發(fā)現(xiàn),“云雀”除在生成初期(25日00—18時(shí))和登陸后(3日00—06時(shí))以順時(shí)針移動(dòng)外,其余基本以逆時(shí)針移動(dòng),并在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)移動(dòng)過(guò)程中分別于7月30日18時(shí)和8月1日18時(shí)發(fā)生路徑突變。

2)“云雀”的移動(dòng)主要受副高影響。副高總體強(qiáng),但處在調(diào)整過(guò)程中,第一階段是西北和東南兩個(gè)高壓中心,接著東南高壓中心東退南落;第二階段是西北側(cè)的高壓分裂成兩環(huán)高壓;第三階段東側(cè)高壓中心減弱,西側(cè)高壓中心發(fā)展東伸?！霸迫浮甭窂降谝淮瓮蛔儼l(fā)生在第二階段東環(huán)高壓的西南側(cè)，受偏南氣流影響出現(xiàn)北折;第二次突變發(fā)生在第三階段的西側(cè)高壓的東南端,處于弱的環(huán)境場(chǎng)中,出現(xiàn)了停滯打轉(zhuǎn)。

3)“云雀”附近100～400 km的對(duì)流層引導(dǎo)氣流能較好地解釋“云雀”的移動(dòng)路徑。對(duì)流層整層和對(duì)流層低層引導(dǎo)氣流速度與臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)速度的正相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.82和0.79。臺(tái)風(fēng)的突變方向與引導(dǎo)氣流之間有著一定的交角,且突變時(shí)均處于弱的環(huán)境場(chǎng)中,引導(dǎo)氣流較小,不利于判斷突變的方向。

4)通過(guò)物理量分析得知,“云雀”在兩次突變過(guò)程中存在趨暖趨濕性,其移動(dòng)路徑沿中低層暖濕中心和深厚高濕區(qū)的方向突變;兩次突變路徑上的高空均對(duì)應(yīng)有正渦度中心和垂直速度中心的疊加區(qū),這些特征對(duì)判定“云雀”路徑突變方向具有一定參考價(jià)值。

本文診斷分析表明臺(tái)風(fēng)移動(dòng)與各天氣系統(tǒng)之間的相互作用密切相關(guān),在引導(dǎo)氣流較大情況下基本能表征臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)方向,但在弱的引導(dǎo)氣流下的路徑突變需要深入分析環(huán)境的動(dòng)力和熱力條件,上述指標(biāo)可以給突變方向的判斷提供參考。由于本文資料時(shí)空分辨率所限,本文研究主要對(duì)較大尺度影響因子做了觀測(cè)分析,對(duì)于“云雀”臺(tái)風(fēng)具體突變過(guò)程和物理機(jī)制,特別是第二次較小尺度的突變，還需要更高分辨率的資料和高分辨率數(shù)值模擬研究的進(jìn)一步開(kāi)展。