王麗娟，鄧方俊，史珩瑜，楊亦萍

（1.浙江省臺州市氣象局，浙江臺州318000；2.浙江省預(yù)警信息發(fā)布中心，浙江杭州310002）

1 引言

據(jù)陳聯(lián)壽等[1]統(tǒng)計，在臺風(fēng)所帶來的所有災(zāi)害中，風(fēng)災(zāi)最為嚴重。臺風(fēng)會導(dǎo)致巨浪狂潮、船只翻沉、房屋倒塌，直接威脅到人民的生命和財產(chǎn)安全，常常給沿海省市帶來嚴重的經(jīng)濟損失。國內(nèi)很多學(xué)者從不同角度對臺風(fēng)引起的大風(fēng)展開了研究。楊玉華等[2]對我國登陸臺風(fēng)引起的大風(fēng)分布特征作了初步的分析，認為臺風(fēng)登陸前引起的大風(fēng)主要集中在沿海地帶。田輝等[3]對華南和華東沿海登陸的暴雨和大風(fēng)做了分析，指出華南沿海登陸臺風(fēng)風(fēng)速最大在8—9月，而華東則在7—9月。王雷等[4]對影響舟山的臺風(fēng)氣候特征進行了分析，認為近海轉(zhuǎn)向類、登浙類和登閩類臺風(fēng)是引起舟山災(zāi)害性大風(fēng)的主要移動路徑。鈕學(xué)新等[5-6]等對臺風(fēng)大風(fēng)的數(shù)值預(yù)報方法進行了積極探討，這些方法大都集中在總體特征的統(tǒng)計分析和數(shù)值理論計算方面。氣象人員也對臺風(fēng)大風(fēng)個例進行了仔細分析，積極尋找臺風(fēng)大風(fēng)的成因和預(yù)報因子。董美瑩等[7]研究了臺風(fēng)“麥莎”影響期間浙江的大風(fēng)特征，認為“麥莎”臺風(fēng)強度是大風(fēng)出現(xiàn)的主要原因，西北行路徑和移速緩慢是大風(fēng)持續(xù)時間較長的原因。曹楚等[8]對臺風(fēng)“莫拉克”期間浙江大風(fēng)的成因分析時指出，垂直方向環(huán)流將高層動量下傳，可導(dǎo)致地面大風(fēng)猛增。王忠東等[9]對比分析了臺風(fēng)“麥莎”和臺風(fēng)“韋帕”對浙江大風(fēng)的影響，結(jié)果表明地面冷空氣有利于臺風(fēng)移速減緩，導(dǎo)致臺風(fēng)造成的大風(fēng)持續(xù)時間增長。王亞男等[10]對1210 號臺風(fēng)大風(fēng)和渤海灣天津沿岸風(fēng)暴潮分析時指出，臺風(fēng)“達維”尺度小，其東側(cè)風(fēng)力明顯，西側(cè)風(fēng)力較弱，體現(xiàn)在登陸初和登陸后；陳德花等[11-12]分別研究了臺風(fēng)“莫蘭蒂”和臺風(fēng)“蘇迪羅”對福建大風(fēng)的影響，結(jié)果表明局地強風(fēng)相對臺風(fēng)方位角的變化隨著臺風(fēng)靠近先順轉(zhuǎn)后逆轉(zhuǎn)；副高減弱東退，引導(dǎo)氣流減弱，移速緩慢，臺風(fēng)路徑曲折，使得臺風(fēng)大風(fēng)對福建的影響時間增長。關(guān)于臺風(fēng)“利奇馬”，對其極端降水的成因研究較多，郭云謙等[13]指出副高、西風(fēng)槽和臺風(fēng)環(huán)流的強度對比是臺風(fēng)“利奇馬”降水預(yù)報的關(guān)鍵因素。婁小芬等[14]對臺風(fēng)“利奇馬”造成浙江極端降水的研究指出，臺風(fēng)“利奇馬”強度強且在陸地上維持時間長，臺風(fēng)本體環(huán)流是強降水的主要影響系統(tǒng)。劉曉汝等[15]對臺風(fēng)“利奇馬”引發(fā)浙江大暴雨的成因進行了研究，結(jié)果表明強降水主要集中在近臺風(fēng)中心的西南部和稍遠的北部，其中近臺風(fēng)中心為眼壁降水，北部為螺旋云帶降水。然而對臺風(fēng)“利奇馬”造成浙江大范圍和較強極值大風(fēng)的成因研究以及不同類別的臺風(fēng)可能引起的大風(fēng)分布的具體特征、成因和預(yù)測研究還比較少。浙江是頻受臺風(fēng)災(zāi)害影響的沿海省份之一，幾乎所有登陸浙江的臺風(fēng)都會引起大風(fēng)，但是不同的臺風(fēng)引起的大風(fēng)分布特征大不相同。如何預(yù)測臺風(fēng)影響時的大風(fēng)分布是浙江臺風(fēng)預(yù)報服務(wù)的重點之一。由于臺風(fēng)大風(fēng)的影響不僅涉及臺風(fēng)本身的強度及結(jié)構(gòu)等因素，而且還與周圍的環(huán)境場以及地形等有密切聯(lián)系，所以對臺風(fēng)大風(fēng)的成因分析和預(yù)測方法的研究十分重要。本文分析了臺風(fēng)“利奇馬”影響浙江期間的大風(fēng)時空分布特征及大風(fēng)形成原因，對臺風(fēng)大風(fēng)預(yù)報進行了探討，以期對日常業(yè)務(wù)預(yù)報和決策服務(wù)提供有益參考。

2 臺風(fēng)“利奇馬”概況及浙江大風(fēng)特征

2.1 資料來源

本文所用資料有：（1）美國國家環(huán)境預(yù)報中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）FNL 逐6 h 再分析資料，包括水平分辨率1°×l°的高度場、10 m 風(fēng)場和海平面氣壓場資料，水平分辨率0.25°×0.25°的風(fēng)場和垂直速度場資料。（2）美國國家海洋和大氣管理局（National Oceanic Atmospheric Administration，NOAA）高 分 辨 率0.25°×0.25°的日平均海溫及日平均海溫距平資料。（3）浙江省氣候中心提供的全省常規(guī)氣象觀測站的實況風(fēng)力資料。

2.2 臺風(fēng)“利奇馬”概況

2019 年第9 號臺風(fēng)“利奇馬”（Lekima）于2019年8 月4 日14 時（北京時，下同）在西北太平洋洋面上生成（見圖1a），6 日02 時加強為強熱帶風(fēng)暴，7 日05 時加強為臺風(fēng)，23 時加強為超強臺風(fēng)；8 日21 時臺風(fēng)強度達到最強，中心最低氣壓915 hPa，中心風(fēng)力達18 級（62 m/s），后繼續(xù)向西北方向移動；8 日夜里進入東海海域，并于10 日01 時45 分維持超強臺風(fēng)級在浙江臺州溫嶺城南沿海登陸，中心最低氣壓930 hPa，近中心最大風(fēng)力16 級（52 m/s）。登陸后繼續(xù)向西北偏北方向移動，10 日03 時減弱為強臺風(fēng)，05時減弱為臺風(fēng)，09時離開浙江臺州仙居進入金華磐安境內(nèi)，同時減弱為強熱帶風(fēng)暴，20 時減弱為熱帶風(fēng)暴，22 時離開浙江進入江蘇太湖境內(nèi)，之后進入黃海并再次登陸山東。臺風(fēng)移動路徑在登陸前相對比較穩(wěn)定，以西北方向為主，登陸后轉(zhuǎn)向偏北方向移動。臺風(fēng)“利奇馬”具有以下特點：（1）登陸時中心氣壓低，為建國以來登陸浙江的第三強臺風(fēng)，第一和第二分別是0608 號臺風(fēng)“桑美”和5612號臺風(fēng)“溫黛”；（2）實測風(fēng)速極值為登陸浙江臺風(fēng)第二強，全省極大風(fēng)力61.4 m/s出現(xiàn)在溫嶺三蒜島，僅次于臺風(fēng)“桑美”帶來的68.0 m/s的記錄；（3）實測最大過程雨量刷新登陸浙江臺風(fēng)造成的最高降水記錄。臺風(fēng)“利奇馬”影響期間全省最大過程雨量為834.3 mm，出現(xiàn)在臺州臨海括蒼山，刷新9216 號臺風(fēng)在臺州三門劉家創(chuàng)下的最大過程雨量紀錄746.8 mm。

2.3 臺風(fēng)“利奇馬”影響期間浙江大風(fēng)特征

圖1 臺風(fēng)“利奇馬”概況及浙江大風(fēng)特征

8 日06 時浙江區(qū)域溫州沿海平嶼站開始出現(xiàn)8級大風(fēng)，后臺州、寧波沿海相繼出現(xiàn)8 級及以上大風(fēng)，直到11 日13 時大風(fēng)影響結(jié)束。臺風(fēng)“利奇馬”造成浙江8 級大風(fēng)持續(xù)時間長達93 h。臺風(fēng)“利奇馬”對浙江造成的大風(fēng)影響有如下特點：（1）由于臺風(fēng)自身有很大強度，最強中心氣壓達到915 hPa，中心風(fēng)力18 級，登陸時強度約減小至930 hPa，近中心最大風(fēng)力16級，因而給浙江帶來極大風(fēng)力。臺州溫嶺的三蒜出現(xiàn)18 級大風(fēng)，其次還有兩個站出現(xiàn)17級大風(fēng)，14 個站出現(xiàn)16 級大風(fēng)，導(dǎo)致大風(fēng)造成的次生災(zāi)害非常嚴重；（2）大風(fēng)影響范圍廣（見圖1b）。全省除浙江西南小部分地區(qū)以外，都出現(xiàn)了8 級以上大風(fēng)；（3）強風(fēng)持續(xù)時間長（見圖1c）。8 級以上大風(fēng)（南麂島）持續(xù)93 h，10 級以上大風(fēng)（南麂島）持續(xù)56 h，12 級以上大風(fēng)（南麂島）持續(xù)32 h，14 級以上大風(fēng)（虎頭嶼）持續(xù)15 h，16 級以上大風(fēng)（虎頭嶼）持續(xù)5 h，17 級以上大風(fēng)（三蒜）持續(xù)3 h，18 級以上大風(fēng)（三蒜）持續(xù)1 h。

2.4 臺風(fēng)“利奇馬”影響浙江大風(fēng)的時間和空間分布特征

臺風(fēng)登陸前基本穩(wěn)定沿西北方向移動，且強度比較大，隨著其與浙江的距離拉近，風(fēng)力逐漸加大。登陸前12～6 h（9日14—20時），臺風(fēng)近中心風(fēng)速維持16～17級，屬超強臺風(fēng)級（見圖1a）。由距離浙江溫嶺190～110 km 的極大風(fēng)分布情況看（見圖2a），沿海海面普遍出現(xiàn)35～40 m/s 的極大陣風(fēng)，極端最大風(fēng)力超過40 m/s。登陸前6 h 到登陸時（9 日21時—10日02時），臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速減弱不明顯，維持16 級，屬超級臺風(fēng)級（見圖1a），沿海海面和沿海地區(qū)風(fēng)力進一步增大（見圖2b），登陸地周邊出現(xiàn)較大范圍的50～60 m/s的極大陣風(fēng)區(qū)域。

圖2 浙江極大風(fēng)力分布（單位：m/s）

臺風(fēng)登陸后在浙江境內(nèi)耗時20 h，維持超級臺風(fēng)級1 h，強臺風(fēng)級2 h，臺風(fēng)級4 h左右，強熱帶風(fēng)暴級11 h（見圖1a）。臺風(fēng)“利奇馬”登陸后橫貫整個浙江省，強度并沒有迅速減弱，而且移動緩慢，造成浙江境內(nèi)極端大風(fēng)仍較強；大風(fēng)持續(xù)時間長，影響范圍較大，從登陸后12 h 平均的全省極大風(fēng)力分布看（見圖2c），10日02—14時臺風(fēng)“利奇馬”從超強臺風(fēng)減弱為強熱帶風(fēng)暴，登陸后12 h 平均的極大風(fēng)力沿海海面仍有30～40 m/s,沿海地區(qū)15～25 m/s。

3 臺風(fēng)“利奇馬”對浙江大風(fēng)影響的成因分析

3.1 臺風(fēng)本體對浙江大風(fēng)的影響

臺風(fēng)是一個天氣尺度的氣旋性渦旋，其強度是以臺風(fēng)中心地面最大平均風(fēng)速和臺風(fēng)中心海平面最低氣壓為依據(jù)。中心氣壓愈低，與周圍的氣壓梯度越大，近中心風(fēng)速愈大，所以臺風(fēng)強度大是影響臺風(fēng)大風(fēng)的基本因素。浙江溫嶺三蒜出現(xiàn)了本次過程的最大極大陣風(fēng)，達到18 級，所以以三蒜為例分析臺風(fēng)中心最低氣壓與大風(fēng)的密切關(guān)系。三蒜從8 日15 時開始出現(xiàn)8 級大風(fēng)，根據(jù)中央氣象臺臺風(fēng)報文，臺風(fēng)中心位置在23.7°N、125.4°E，距離三蒜630 km，臺風(fēng)中心最低氣壓925 hPa，近中心最大風(fēng)速55 m/s。9 日06 時臺風(fēng)強度雖比之前略有減弱，但受臺風(fēng)“利奇馬”本體環(huán)流影響，三蒜增強為9級風(fēng)，臺風(fēng)中心位置26.3°N、123.8°E，距離三蒜303 km，臺風(fēng)中心最低氣壓920 hPa，近中心最大風(fēng)速60 m/s。9 日11—22 時，三蒜維持10～12 級大風(fēng)，其中17 時臺風(fēng)“利奇馬”強度進一步略有減弱，但三蒜站風(fēng)力繼續(xù)加大。22 時臺風(fēng)中心位置27.7°N、121.9°E，距離三蒜64 km，臺風(fēng)中心最低氣壓935 hPa，近中心最大風(fēng)速52 m/s，這時已經(jīng)出現(xiàn)12 級大風(fēng)，23—00時加強到13～14 級。登陸前后10 日01—04 時維持16～18 級大風(fēng)，該段時間三蒜極大風(fēng)力均超過臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速。05時減弱為14級大風(fēng)，后逐漸減弱。從9日01時—10日20時三蒜站逐時極大風(fēng)力、近中心最大風(fēng)速和距臺風(fēng)中心距離的對比看（見圖3），三蒜站距臺風(fēng)中心距離與其逐時極大風(fēng)力呈反相關(guān)，說明大風(fēng)的影響受臺風(fēng)本體環(huán)流影響最大。隨著與臺風(fēng)距離的拉近，三蒜極大風(fēng)力逐漸加大，01 時45 分登陸，01—03 時風(fēng)力達到極值，03 時最大值達61.4 m/s，這時三蒜位于臺風(fēng)眼的東南象限。10日01—07時，三蒜極大風(fēng)力都大于臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速，到10 日08 時后隨著臺風(fēng)的遠離，三蒜極大風(fēng)力值開始小于臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速。由以上分析可知，臺風(fēng)本體環(huán)流還未影響浙江之前，浙江局地強風(fēng)的提前出現(xiàn)與臺風(fēng)強度增強有關(guān)，隨著臺風(fēng)本體逐漸西移靠近，開始受臺風(fēng)本體環(huán)流影響，大風(fēng)強度和范圍都有明顯的加大，登陸后臺風(fēng)強度減弱，且逐漸遠離，大風(fēng)的強度和范圍逐漸縮小。

圖3 三蒜站逐時極大風(fēng)力、臺風(fēng)強度及臺風(fēng)中心距三蒜距離的對應(yīng)變化（9日01時—10日23時）

3.2 天氣尺度系統(tǒng)對臺風(fēng)“利奇馬”大風(fēng)的影響

3.2.1 500 hPa高度場分析

利用NCEP 1°×l°的每日4 次再分析資料對500 hPa 高度場進行分析。西太平洋副熱帶高壓是東亞夏季風(fēng)的重要成員之一，其進退和熱帶氣旋路徑和強度變化關(guān)系極為密切。臺風(fēng)“利奇馬”從4日生成后路徑相對比較穩(wěn)定，6—7 日受1908 號臺風(fēng)“范思高”北上與西風(fēng)帶槽結(jié)合影響，副高有明顯的東退現(xiàn)象（見圖4a），7 日08 時退到130°E 附近，8 日08 時（見圖4b）又西進，9 日08 時西脊點東退明顯（見圖4c）。這段時間臺風(fēng)“利奇馬”路徑有北折現(xiàn)象，路徑突變和1910號臺風(fēng)“羅莎”北上有非常明顯的關(guān)系。陳聯(lián)壽等[1]指出，當(dāng)兩個臺風(fēng)相距15 個緯距內(nèi)，會通過環(huán)境場發(fā)生作用；范愛芬等[16]在研究1210 號臺風(fēng)“達維”對1209 號臺風(fēng)“蘇拉”的影響時分析，臺風(fēng)“達維”的近距離存在，不僅改變了臺風(fēng)“蘇拉”的環(huán)境基本引導(dǎo)氣流，還改變了臺風(fēng)“蘇拉”的水汽輸送、強度變化和結(jié)構(gòu)特征。1910 號臺風(fēng)“羅莎”與1909 號臺風(fēng)“利奇馬”相距較遠，大于15個緯距，兩個臺風(fēng)之間的作用相對會比較小，但是臺風(fēng)“羅莎”對副高產(chǎn)生明顯的影響：8 日08 時—9日08 時受臺風(fēng)“羅莎”北上影響，副高西脊點東退，從而使引導(dǎo)氣流南向分量加大，臺風(fēng)“利奇馬”有北折現(xiàn)象，與臺風(fēng)“羅莎”對副高的間接影響有較大關(guān)系。9 日后期—10 日副高西脊點西進，臺風(fēng)“利奇馬”開始西折，直到離開浙江臺州進入金華后又開始很明顯地北折，分析原因如下：從10日08時500 hPa高度場來看（見圖4d），臺風(fēng)“利奇馬”與西風(fēng)帶槽已合并，導(dǎo)致引導(dǎo)氣流也轉(zhuǎn)為明顯的偏南氣流，臺風(fēng)北上分量進一步加大，所以臺風(fēng)“利奇馬”離開浙江臺州后并沒有按照之前的方向移動，而是轉(zhuǎn)向偏北方向移動，導(dǎo)致浙江省不一樣的風(fēng)雨分布。這種形勢下，內(nèi)陸地區(qū)8級以上大風(fēng)并沒有覆蓋全省，浙西南小部分區(qū)域并沒有出現(xiàn)8級以上大風(fēng)。

圖4 500 hPa高度場和風(fēng)場分布（單位：dagpm）

3.2.2 地面氣壓場分析

臺風(fēng)登陸前，在其北側(cè)維持大陸高壓帶（圖略），西北側(cè)和東北側(cè)都有明顯的高壓中心存在。登陸后（見圖5），10 日東北側(cè)高壓有明顯的加強現(xiàn)象且南落，使得臺風(fēng)中心與浙北沿海的梯度加大。雖然臺風(fēng)強度在10 日09 時就減弱為強熱帶風(fēng)暴，但10日白天浙北沿海仍維持較強的氣壓梯度，氣壓梯度大于5×10-2/km，浙北沿海（舟山一帶）10日08—20時仍維持12～15級的極大陣風(fēng)，極端風(fēng)力持續(xù)時間比較長。臺風(fēng)于10 日22 時已離開浙江省，但浙北沿海一帶的10 級極大風(fēng)仍持續(xù)到11 日凌晨。這種大風(fēng)持續(xù)情況除了受臺風(fēng)本體影響，與東北側(cè)高壓加強南落關(guān)系也比較大。

圖5 海平面氣壓場分布（單位：hPa）

3.3 地形影響

地形對浙江大風(fēng)的分布和極值的出現(xiàn)有非常重要的影響。臺風(fēng)登陸時近中心最大風(fēng)力52 m/s，但在登陸點附近出現(xiàn)10 個左右的站點超過了臺風(fēng)近中心最大風(fēng)力，登陸時溫嶺的三蒜出現(xiàn)了最大的1 h 極大風(fēng)為59.6 m/s，這與登陸點附近的地形有非常密切的關(guān)系。三蒜處于漩門灣的喇叭口地形內(nèi)，容易形成狹管效應(yīng)，造成局地強風(fēng)的出現(xiàn)。

另外，浙江地形自西南到東北呈階梯狀傾斜（見圖6a），西南以山地為主，中部以丘陵為主，東北部是低平的沖積平原，浙東北地區(qū)海拔多在100 m以下。從浙江地形圖和臺風(fēng)“利奇馬”路徑圖上看（見圖6a），登陸后臺風(fēng)“利奇馬”在浙江前半段的浙江臺州境內(nèi)經(jīng)過了一小段較高海拔區(qū)域，所以強度減弱較快；離開臺州后基本只經(jīng)過海拔小于400 m的地區(qū)，后繼續(xù)向偏北方向移動，進入海拔小于100 m的杭紹湖平原地帶。臺風(fēng)“利奇馬”路徑只經(jīng)浙江相對低海拔地區(qū)及浙東北的平原一帶，這使得臺風(fēng)經(jīng)過的時候摩擦作用較小，臺風(fēng)強度減弱緩慢。10日09 時減弱為近中心風(fēng)力為11 級的強熱帶風(fēng)暴，之后強度維持直到20時才減弱為熱帶風(fēng)暴，強熱帶風(fēng)暴持續(xù)了達11 h 之多。浙江省地形條件配合臺風(fēng)“利奇馬”的移動路徑造成其登陸后強度減弱慢，極端大風(fēng)在浙江的持續(xù)時間仍較長。為進一步說明地形對臺風(fēng)強度的影響，本文分析了同樣對浙江省造成重創(chuàng)的0414 號臺風(fēng)“云娜”的路徑分布情況（見圖6b）。兩個臺風(fēng)發(fā)生季節(jié)相同，同樣都在8月；登陸地也相同，臺風(fēng)“云娜”也在浙江溫嶺登陸，但其路徑與臺風(fēng)“利奇馬”的西北偏北路徑不同，而是西北偏西方向移動，經(jīng)過的大部分區(qū)域為浙西南的高海拔地區(qū)，其強度減弱情況完全不同。從2004年8 月13 日02 時減弱為強熱帶風(fēng)暴，到08時減弱為熱帶風(fēng)暴，只花了6 h，與臺風(fēng)“利奇馬”經(jīng)歷11 h 差別比較大。

圖6 地形對浙江大風(fēng)分布和極值的影響

臺風(fēng)“利奇馬”10 日01 時45 分在浙江臺州登陸，09 時離開臺州，在臺州境內(nèi)逗留了7 h，又經(jīng)過了13 h 左右離開浙江。圖6c 為臺風(fēng)“利奇馬”離開浙江臺州后到離開浙江?。?0 日09—22 時）的極端風(fēng)力全省分布情況，由圖可見全省沿海海面極大風(fēng)力仍比較大，最大中心超過34 m/s，位于浙北-舟山一帶沿海海面，全省沿海海面大部地區(qū)仍有30 m/s的極端大風(fēng)出現(xiàn)。圖6d 為浙江嵊泗10 日09 時—11日03時極大風(fēng)變化，圖中可見嵊泗島此段時間維持10～11 級大風(fēng)，一直到22 時減弱到9 級，11 日03 時減弱到8 級，之后繼續(xù)減弱，進一步說明臺風(fēng)“利奇馬”離開臺州后浙江大風(fēng)的持續(xù)時間仍較長。

3.4 臺風(fēng)登陸前后中尺度系統(tǒng)對局地強風(fēng)的影響分析

之前的分析表明，三蒜站實際風(fēng)力比臺風(fēng)風(fēng)圈半徑大得多。除了臺風(fēng)本身強度影響和地形原因，還有什么原因可以導(dǎo)致局地強風(fēng)呢？下面從三蒜站附近經(jīng)向風(fēng)和緯向風(fēng)u、v以及垂直速度剖面圖的分布情況對臺風(fēng)登陸前后的中尺度系統(tǒng)進行分析。本節(jié)使用資料為NCEP 每天4 次的0.25°×0.25°的再分析資料。沿三蒜站所在經(jīng)度（121.5°E）u、v的垂直剖面圖看（見圖7a—d，u正值為西風(fēng)，v正值為南風(fēng)），臺風(fēng)“利奇馬”大風(fēng)區(qū)非常集中，登陸前東西分量和南北分量相當(dāng)，北緯28°N附近東西分量等值線垂直分布，東西風(fēng)大風(fēng)區(qū)分布于28°N 南北兩側(cè)，位置比較低，在650～900 hPa，27～29°N 之間。北風(fēng)大風(fēng)區(qū)位于850～900 hPa，28°N 附近，位置更低；登陸時東西風(fēng)分量明顯大于南風(fēng)分量，且東西風(fēng)明顯大于登陸前。在28°N附近，東西分量等值線仍垂直分布，西風(fēng)大風(fēng)區(qū)位置在800 hPa 附近，東風(fēng)大風(fēng)區(qū)維持在600 hPa 附近，東西風(fēng)大風(fēng)區(qū)仍分布于28°N南北兩側(cè)。登陸時28°N 附近（三蒜站所在緯度28.2°N）由北風(fēng)大風(fēng)區(qū)迅速轉(zhuǎn)為南風(fēng)大風(fēng)區(qū)，但南風(fēng)大值區(qū)低于登陸前的北風(fēng)大值區(qū)，南風(fēng)大風(fēng)區(qū)有兩個中心，分別在900～1 000 hPa 和500～600 hPa 之間。

圖7 沿121.5°E的u、v剖面圖和沿121.5°E的垂直速度剖面

由垂直速度沿121.5°E 的垂直剖面圖（圖7e—7f）看，很明顯，不管是登陸前還是登陸時下沉運動明顯大于上升運動，不管是極值還是范圍，登陸前在28°N附近及南側(cè)是數(shù)值較大的負值區(qū)，說明此區(qū)域有較大的下沉運動，北側(cè)有較弱的正值區(qū)，說明有上升運動，這些上升氣流增加了風(fēng)速的最大值。對比登陸前u、v分布圖，28°N 南北兩側(cè)分布了東西風(fēng)分量的大值區(qū)，下沉運動將該緯度內(nèi)的東西風(fēng)大值中心，同時也將28°N 以南地區(qū)的北風(fēng)大值中心通過高層下沉運動區(qū)域北抬，大值區(qū)主要位于28°N附近及以北地區(qū)，主要的分布范圍在28～30°N 之間。28°N 以南高層同樣有較弱的上升運動區(qū)，可以增加高層風(fēng)速大值。三蒜所在緯度（28.2°N）在1 000～100 hPa 基本維持下沉運動，此區(qū)域的東風(fēng)大值區(qū)和南風(fēng)大值區(qū)均通過高空動量下傳和強降水粒子的拖曳作用，使該緯度內(nèi)地面大風(fēng)猛增。這就是為什么三蒜站在登陸前和登陸時實際風(fēng)速比臺風(fēng)風(fēng)圈半徑明顯偏大甚至超過臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速的原因，與中尺度系統(tǒng)有非常重要的關(guān)系。

3.5 海溫和垂直風(fēng)切變對臺風(fēng)“利奇馬”強度和浙江大風(fēng)分布的影響

3.5.1 海溫對臺風(fēng)“利奇馬”強度的影響

海溫是影響熱帶氣旋強度變化的重要因素。Chan 等[17]的研究結(jié)果表明，熱帶氣旋強度對海表面溫度（Sea Surface Temperature，SST）變化的響應(yīng)幾乎是同時的。薛根元等[18]在研究2008 年超強臺風(fēng)“桑美”加強的原因時表明，高海溫使臺風(fēng)區(qū)域低空氣旋式環(huán)流和高空輻散流出加強，導(dǎo)致低空更多的水汽向該區(qū)輻合，為臺風(fēng)的發(fā)展和加強提供了更多的水汽和能量。石順吉等[19]研究環(huán)境條件對超強臺風(fēng)“圣帕”的影響時指出，海溫是影響臺風(fēng)強度變化的主要因素。在考慮海溫對臺風(fēng)強度的影響時，本文同時考慮了海溫的空間和時間分布與臺風(fēng)的實時路徑分布。臺風(fēng)“利奇馬”于4日17時生成于西北太平洋洋面，從熱帶風(fēng)暴一路加強為8 日21 時近中心風(fēng)力18 級的超強臺風(fēng)。從5—6 日的日海溫圖和日海溫距平圖（圖略）來看，5—6 日高海溫范圍最大，5 日海溫最強，6 日略減弱，7 日和6 日強度類似，6 日前臺風(fēng)均處于高海溫區(qū)域，高海溫分布為其強度增強提供了充足的能量來源。由7日日平均海溫場與臺風(fēng)“利奇馬”7 日23 時之前的路徑分布圖看（見圖8a），7 日經(jīng)過了一段≥30 ℃的暖洋面，在暖洋

面里臺風(fēng)“利奇馬”從強熱帶風(fēng)暴級連增3級到強臺風(fēng)級，由此可見，高海溫對臺風(fēng)強度的增強起到非常重要的作用。由8 日日平均海溫場與臺風(fēng)“利奇馬”8 日23 時之前的路徑分布圖（看見圖8c），8 日海溫相對7 日有所減弱，這段時間臺風(fēng)所經(jīng)洋面溫度比之前略有減弱，但基本都是29～30 ℃的暖洋面，只有后面幾個時刻進入了28～29 ℃的洋面。該段時間臺風(fēng)“利奇馬”仍繼續(xù)加強，從近中心最低氣壓930 hPa 增強到915 hPa，從7 日和8 日距平圖（見圖8b 和8d）與臺風(fēng)“利奇馬”實時路徑對比也能看出，臺風(fēng)所經(jīng)海域都為正距平區(qū)。由9日日平均海溫場與臺風(fēng)“利奇馬”9日23時之前的實時路徑分布圖看（見圖8e），9日海溫進一步減弱，距平圖顯示負距平區(qū)域明顯擴大（見圖8f）。從臺風(fēng)“利奇馬”路徑圖看，9 日從28～29 ℃的洋面進入到近海一段小于28 ℃的相對冷洋面，這樣的海溫條件使臺風(fēng)強度略有減弱，9日05—17時從近中心最低氣壓915 hPa減弱到近中心最低氣壓930～935 hPa。由此進一步印證了海溫是影響熱帶氣旋強度的非常重要的因素。

圖8 7—9日平均海溫場和當(dāng)日23時之前的臺風(fēng)路徑分布及日海溫距平場（單位：℃）

3.5.2 垂直風(fēng)切變對臺風(fēng)“利奇馬”強度的影響

Gray 等[20-21]的文章指出，垂直風(fēng)切變通常被認為是一個不利于熱帶氣旋（Tropical Cyclone，TC）迅速加強的因子，即垂直風(fēng)切變大時，積云對流運動釋放的凝結(jié)潛熱無法在TC 上層集中，從而破壞暖心結(jié)構(gòu)，阻止強度增強。Zehr[22]指出，西北太平洋區(qū)域環(huán)境垂直風(fēng)切變超過12.5m/s 的閾值會阻礙熱帶氣旋的發(fā)展。DeMaria 等[23]建立了一個統(tǒng)計動力預(yù)報模式SHIPS（Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme），其中垂直風(fēng)切變是第二重要的預(yù)報因子，僅次于海洋的影響。垂直風(fēng)切變是指水平風(fēng)在垂直方向上的變化，為方便計算一般采用高低層水平風(fēng)速差近似表示，但不同研究中具體計算方法不盡相同。高低空層次上，絕大多數(shù)研究選取850 hPa 和200 hPa 代表低層和高層。Palmer 等[24]計算了不同大小正方形區(qū)域內(nèi)的垂直切變，指出10°×10°范圍內(nèi)的垂直切變與TC 強度相關(guān)性較好。因此，本文選取以TC 為中心10°×10°正方形區(qū)域內(nèi)水平風(fēng)速的區(qū)域平均來代表水平風(fēng)大小計算垂直風(fēng)切變。

圖9 登陸前垂直風(fēng)切變與利奇馬近中心最低氣壓對比分析

利用NCEP FNL 的0.25°×0.25°的水平風(fēng)場資料計算了臺風(fēng)“利奇馬”從生成到登陸之前的垂直風(fēng)切變值，并與臺風(fēng)近中心最低氣壓（臺風(fēng)強度）進行對比分析（見圖9）。由圖可見7 日02 時之前，垂直風(fēng)切變大部分時段大于8 m/s，最高超過12 m/s。在這樣的條件下，臺風(fēng)強度增長緩慢，近中心最低氣壓從4 日14 時的996 hPa—7 日02 時的980 hPa；而從7 日08 時開始，垂直風(fēng)切變迅速減小，到8 日14 時降到最低的3.39 m/s。該段時間內(nèi)臺風(fēng)強度迅速增強，從近中心最低氣壓從975 hPa 迅速下降至925 hPa，1 d 左右時間內(nèi)迅速從臺風(fēng)級增強到超強臺風(fēng)級，之后垂直風(fēng)切變逐漸開始增大，但仍處于小于8 m/s 的低值階段，臺風(fēng)有所加強，但是加強程度沒有之前快，到10 日02 時臺風(fēng)登陸，垂直風(fēng)切變迅速增大到10.4 m/s，臺風(fēng)強度也迅速減弱。由此可見，登陸前的垂直風(fēng)切變可以較好地預(yù)測臺風(fēng)強度的未來發(fā)展趨勢。臺風(fēng)強度與大風(fēng)出現(xiàn)的極值和范圍息息相關(guān)，上述已對海溫和垂直風(fēng)切變兩個對臺風(fēng)強度影響較大的因子進行了較細致的分析，可以在一定程度上對臺風(fēng)強度進行預(yù)測，從而實現(xiàn)對臺風(fēng)造成大風(fēng)的極值和范圍進行預(yù)測。

另外，我們還統(tǒng)計了7—9日日極大風(fēng)力全省分布情況（圖略）。從7日開始浙南沿海出現(xiàn)15 m/s以上的大風(fēng)中心，最大極大陣風(fēng)達26.4 m/s。8 日臺風(fēng)“利奇馬”強度增強，風(fēng)力逐漸加大，浙南沿海出現(xiàn)接近30 m/s 的大風(fēng)中心，大風(fēng)范圍加大，最大極大陣風(fēng)達29.1 m/s。9日臺風(fēng)“利奇馬”強度略有減弱，但仍為強臺風(fēng)級別，隨著其進一步向浙江逼近，大風(fēng)范圍和極值進一步擴大，浙中南區(qū)域出現(xiàn)了極大風(fēng)45 m/s左右的大風(fēng)中心，最大極大陣風(fēng)達到了51.1 m/s。

4 結(jié)論

（1）1909 號臺風(fēng)“利奇馬”為建國以來登陸浙江的第三強臺風(fēng)，實測風(fēng)速極值為登陸浙江臺風(fēng)第二強，風(fēng)災(zāi)給浙江造成很明顯的次生災(zāi)害。臺風(fēng)“利奇馬”影響浙江期間，由于臺風(fēng)強度強，造成的極端風(fēng)力非常強，且大風(fēng)影響范圍廣，除浙西南小部分地區(qū)外，浙江全省都出現(xiàn)8級以上大風(fēng)，強風(fēng)持續(xù)時間長。

（2）臺風(fēng)本體強度是影響大風(fēng)的主要因素，浙江局地強風(fēng)提前出現(xiàn)與臺風(fēng)本體強度增強有關(guān)。臺風(fēng)“利奇馬”影響期間，登陸前副高的西進東退與臺風(fēng)路徑有非常重要的關(guān)系。1910 號臺風(fēng)“羅莎”造成副高東退，臺風(fēng)“利奇馬”北折；副高西進，臺風(fēng)“利奇馬”西折。登陸后臺風(fēng)“利奇馬”與北側(cè)西風(fēng)帶槽打通，北向分量加大。臺風(fēng)“利奇馬”離開浙江臺州后主要經(jīng)過浙江省低海拔地區(qū)和平原地帶，地面摩擦較小，臺風(fēng)強度減弱慢；與臺風(fēng)“云娜”路徑形成較明顯的對比，臺風(fēng)“云娜”主要經(jīng)過浙江的高海拔地區(qū)，臺風(fēng)強度減弱快的多。浙江地形分布和臺風(fēng)“利奇馬”西北偏北的移動路徑導(dǎo)致其登陸后浙江仍出現(xiàn)了范圍較大的極端大風(fēng)和較長的大風(fēng)持續(xù)時間。另外臺風(fēng)“利奇馬”登陸后其東北側(cè)高壓加強南落，浙北氣壓梯度增大，進一步加強了登陸后對浙江大風(fēng)極值和持續(xù)時間的影響程度。

（3）臺風(fēng)“利奇馬”登陸前和登陸時的中尺度特征解釋了浙江局部出現(xiàn)的強風(fēng)比臺風(fēng)風(fēng)圈半徑明顯偏大甚至超過臺風(fēng)近中心最大風(fēng)速的原因，弱的上升運動可以增加高層風(fēng)速大值，在高空維持較大風(fēng)速，下沉運動可導(dǎo)致高空動量下傳，使低層或者地面大風(fēng)猛增。

（4）在同時考慮海溫的空間和時間分布與臺風(fēng)的實時路徑分布前提下研究了海溫對臺風(fēng)強度的影響。通過對日平均海溫分布圖與臺風(fēng)路徑分布結(jié)合分析看出，當(dāng)臺風(fēng)“利奇馬”登陸前經(jīng)過海溫大于30 ℃的明顯偏強的暖洋面時，臺風(fēng)強度從強熱帶風(fēng)暴迅速增強到超強臺風(fēng)；之后進入29～30 ℃的暖洋面，強度繼續(xù)增強，但沒有之前增強明顯；隨著臺風(fēng)進一步臨近大陸，經(jīng)過一段近海海溫小于28 ℃的相對冷洋面，使臨近登陸的臺風(fēng)“利奇馬”強度略有減弱。進一步驗證了海溫是影響熱帶氣旋強度的非常重要的因素。登陸前的“利奇馬”臺風(fēng)中心范圍的垂直風(fēng)切變大小對臺風(fēng)強度增強有重要指示意義：當(dāng)垂直切變值較大（一般大于8 m/s）時，臺風(fēng)強度增長緩慢；當(dāng)垂直切變值迅速減小時，對應(yīng)臺風(fēng)強度的迅速增強。說明垂直風(fēng)切變大小可以較好地預(yù)測臺風(fēng)強度未來發(fā)展趨勢。對應(yīng)時間的浙江極端風(fēng)力全省分布圖看，隨著臺風(fēng)強度不斷增強，并進一步臨近登陸，浙江大風(fēng)范圍和強度增強明顯。