劉 娜 丑士連 段明國 王智宇

（1.吉林省白山市氣象局，吉林白山 134300；2.吉林省通化市氣象局，吉林通化 134000）

1 引言

熱帶氣旋是我國主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一[1-4]，也是造成吉林省夏季暴雨的主要天氣系統(tǒng)之一。當(dāng)熱帶氣旋北上時對吉林省尤其是吉林省的中部和東南部地區(qū)影響巨大， 常引發(fā)該地區(qū)大范圍洪澇災(zāi)害。雖然北上的熱帶氣旋為數(shù)不多，但是造成的影響和損失是相當(dāng)嚴重的， 其降水特點為持續(xù)時間長，累積降水量大。 吉林省盛夏季節(jié)的暴雨，特別是特大范圍暴雨，大多有臺風(fēng)參與。 2018 年盛夏副熱帶高壓異常偏強，西伸脊點異常偏西，長時間控制吉林省，出現(xiàn)極端持續(xù)高溫天氣，隨著后期副熱帶高壓東撤，臺風(fēng)北上，影響吉林省的臺風(fēng)相比歷年明顯偏多，且出現(xiàn)多次暴雨天氣，導(dǎo)致吉林省部分縣（市）發(fā)生嚴重洪澇、山洪地質(zhì)災(zāi)害，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，給人民生產(chǎn)、生活造成嚴重損失。因此加強對臺風(fēng)暴雨的分析研究及監(jiān)測預(yù)警具有非常重要的意義。 熱帶系統(tǒng)降水與中緯度系統(tǒng)降水有一定區(qū)別，在臺風(fēng)預(yù)報中，其移動路徑和強度變化的預(yù)報是預(yù)報重點和難點。 影響熱帶氣旋運動的因子很多，其中環(huán)境基本引導(dǎo)氣流、不同尺度環(huán)流系統(tǒng)的相互作用、 臺風(fēng)渦旋的非對稱結(jié)構(gòu)和下墊面都是影響臺風(fēng)路徑的主要因素[5-10]。 這些因素不僅決定臺風(fēng)在吉林省的移動路徑， 還對降水強度、持續(xù)時間有重要影響。

本文旨在分析2018 年影響吉林省臺風(fēng)較多的環(huán)流特征， 給出中高緯度和副熱帶系統(tǒng)的基本特征， 為今后預(yù)測影響吉林省臺風(fēng)趨勢提供有力的技術(shù)指標。

2 2018 年吉林省臺風(fēng)天氣過程概況

1989—2018 年，影響吉林省的臺風(fēng)個數(shù)每年平均為1.5 個左右，而2018 年直接和間接影響吉林省的臺風(fēng)有5 個，臺風(fēng)異常偏多，同時臺風(fēng)影響時間也較早。 2018 年影響吉林省的臺風(fēng)基本情況如下：1810 號臺風(fēng)“安比”為偏西北路徑，于7 月24 日造成吉林省西部地區(qū)暴雨天氣過程；1814 號臺風(fēng)“摩羯”外圍水汽結(jié)合中緯度系統(tǒng)影響吉林省中部地區(qū)，產(chǎn)生區(qū)域暴雨天氣；1818 號臺風(fēng)“溫比亞”為偏東路徑，于8 月20 日造成吉林省東南部區(qū)域性暴雨天氣；1819 號臺風(fēng)“蘇力”為偏東北路徑，與海上1820 號臺風(fēng)“西馬倫”外圍水汽共同影響，于8 月24 日造成吉林省東南部區(qū)域性暴雨天氣過程。

2018 年影響吉林省的臺風(fēng)異常偏多，且強度偏強，與中低緯度洋面溫度、中高緯度系統(tǒng)和副熱帶高壓系統(tǒng)有直接和間接關(guān)系，下面對2018 年氣候背景場進行詳細分析。

3 環(huán)流特征分析

3.1 溫度場分析

厄爾尼諾事件是指赤道中、 東太平洋海表溫度大范圍持續(xù)異常偏暖的現(xiàn)象。 一般將NINO 3區(qū)（圖1）海溫距平指數(shù)連續(xù)6 個月達到0.5 ℃以上定義為一次厄爾尼諾事件。 為更加充分地反映赤道中、東太平洋的整體狀況，目前中國氣象局國家氣候中心在業(yè)務(wù)上主要以NINO 綜合區(qū)（NINO 1+2+3+4 區(qū)） 的海溫距平指數(shù)作為判定厄爾尼諾事件的依據(jù)， 指標如下：NINO 綜合區(qū)海溫距平指數(shù)持續(xù)6 個月以上≥0.5℃（過程中間可有單個月份未達指標）為一次厄爾尼諾事件；若該區(qū)指數(shù)持續(xù)5 個月≥0.5℃， 且5 個月的指數(shù)之和≥4.0℃，也定義為一次厄爾尼諾事件。

拉尼娜事件是指赤道中、東太平洋海表溫度大范圍持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象。一般將NINO 3 區(qū)海表溫度距平指數(shù)至少連續(xù)6 個月達到或低于-0.5 ℃定義為一次拉尼娜事件。 為更加充分地反映赤道中、東太平洋的整體狀況，目前中國氣象局國家氣候中心在業(yè)務(wù)上主要以NINO Z 區(qū)（亦稱NINO 綜合區(qū)，即NINO 1+2+3+4 區(qū)）的海溫距平指數(shù)作為判定拉尼娜事件的依據(jù)。指標如下：NINO Z區(qū)海溫距平指數(shù)至少持續(xù)6 個月≤-0.5℃（過程中間可有單個月份未達指標）為一次拉尼娜事件；若該區(qū)指數(shù)持續(xù)5 個月≤-0.5℃，且5 個月的指數(shù)之和≤-4.0℃時，也定義為一次拉尼娜事件。

2017 年10 月開始的拉尼娜事件在2018 年4月結(jié)束之后（圖2），赤道中、東太平洋表層海水溫度持續(xù)上升，2018 年為拉尼娜轉(zhuǎn)厄爾尼諾年趨勢。從2018 年秋季開始，隨著赤道中、東太平洋地區(qū)的表層海水逐漸升溫， 大范圍的海溫偏高狀態(tài)形成，意味著太平洋上已轉(zhuǎn)變?yōu)槎驙柲嶂Z狀態(tài)。而從2018 年9 月開始，赤道中、東太平洋地區(qū)厄爾尼諾關(guān)鍵海區(qū)NINO 3、4 區(qū)域的表層海水平均溫度偏高程度已經(jīng)超過了厄爾尼諾偏高0.5℃的閾值，并且這種情況持續(xù)到了2019 年1 月份。 在赤道中、 東太平洋地區(qū)這樣的大范圍海水偏暖持續(xù)的情況下， 中國氣象局國家氣候中心的監(jiān)測數(shù)據(jù)也顯示，截至2019 年2 月底，赤道中、東太平洋海溫偏暖的范圍、強度和持續(xù)時間，已達到一次厄爾尼諾事件的標準。

從2018 年8 月28℃等溫線分布及歷年平均太平洋28℃等溫線面積對比分析 （圖3） 可以看出，2018 年8 月超過28 ℃洋面面積較歷年偏大，洋面溫度偏高。臺風(fēng)發(fā)生、發(fā)展的根本條件是要有足夠大的海面或洋面， 同時海面溫度必須在26℃以上。這是擾動形成暖心結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，因為暖的洋面，蘊藏著較大的熱量，海面蒸發(fā)亦旺盛，通過海氣間的湍流輸送， 使擾動所在的低層大氣獲得大量暖而濕的空氣。而溫、濕的這種層結(jié)有利于假相當(dāng)位溫隨高度減小，氣層具有條件不穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)蛯訚窨諝鈮K從低層抬升至自由對流高度后， 氣塊就加速上升， 一直到12km 以上總比周圍空氣要暖得多。因此，暖洋面為積云發(fā)展以及熱量和水汽的向上輸送提供了十分有利的條件， 而積云對流釋放大量凝結(jié)潛熱，是使冷心擾動轉(zhuǎn)為暖心結(jié)構(gòu)，也是臺風(fēng)形成的主要能源。 8 月份太平洋整體海溫偏高，為臺風(fēng)形成提供了有利的熱力條件。

圖1 赤道太平洋海溫監(jiān)測區(qū)分布圖

圖2 2017 年4 月—2019 年1 月NINO 區(qū)域海溫距平分布

臺風(fēng)活躍年份主要指1981 年至2018 年影響我國臺風(fēng)個數(shù)排名靠前的年份， 本文選取1989 年、1992 年、1994 年、2013 年、2017 年 及2018 年共6 年定義為臺風(fēng)活躍年份。 對臺風(fēng)活躍年份6—10 月海溫場合成資料與歷年海溫場對比（圖4），得出海溫距平場分布情況，赤道及以北60 緯度范圍內(nèi)海域海溫整體均為正距平，形成3 個明顯正距平中心， 海溫異常偏高的氣候背景有利于臺風(fēng)的形成和發(fā)展。

圖3 2018 年8 月及歷年平均太平洋28℃等溫線分布

3.2 500hPa 環(huán)流場分析

從氣候背景場500hPa 高度環(huán)流的異常特征分析來看，2018 年8 月500hPa 北半球極渦呈單極型分布，略偏向北美洲一側(cè)，極渦中心強度低于536dagpm，同時極渦附近有明顯的負距平，負距平中心值為-10dagpm， 表明北半球極渦較常年同期偏強，極地冷空氣勢力較常年亦偏強。北半球中高緯度500hPa 平均位勢高度場呈4 波型分布，除西伯利亞槽區(qū)外， 其余3 個槽區(qū)都有較明顯的負距平相對應(yīng)，表明極地冷空氣向南的擴散較強。亞洲受“兩槽一脊”的環(huán)流形勢控制，且槽、脊的南北徑向度均較大， 兩支高空槽分別位于西西伯利亞地區(qū)和日本以東，槽區(qū)均對應(yīng)弱的負距平，表明8 月南下的冷空氣不斷，但勢力不強。貝加爾湖西部至亞洲大陸東北部為副熱帶高壓脊區(qū)， 對應(yīng)為顯著正距平區(qū)， 表明西太平洋副熱帶高壓的強度較歷年同期明顯偏強。與此對應(yīng)，我國西北和東北地區(qū)低槽活動頻繁，降水量較常年偏多。西太平洋上臺風(fēng)的移動路徑主要受副熱帶高壓和西風(fēng)帶環(huán)流影響。 預(yù)報臺風(fēng)移動路徑主要著眼于太平洋副熱帶高壓和西風(fēng)帶槽、脊的位置及強度變化，因此臺風(fēng)向西移過140°E 后的移動方向是實際預(yù)報的重點。 2018 年8 月副熱帶高壓異常對臺風(fēng)移動路徑也有一定影響。

歷史上，1989 年、1992 年、1994 年、2013 年、2017 年及2018 年為臺風(fēng)活躍年份， 對臺風(fēng)活躍年份6—10 月500hPa 高度場合成資料與歷年高度場對比（圖5），得出500hPa 高度場距平分布情況，40—60°N、60—90°E 區(qū)域內(nèi)高度場為負距平，說明西風(fēng)帶系統(tǒng)低槽強度偏強， 而中低緯度及海上為正距平，相應(yīng)的高壓系統(tǒng)強度明顯偏強，整體形勢即高低值系統(tǒng)均較歷年偏強。

圖4 臺風(fēng)活躍年份6—10 月海表溫度距平分布（單位：℃）

3.3 副熱帶高壓特征分析

從2018 年副熱帶高壓的面積、強度、脊線和脊線位置變化4 個方面進行分析，可以看出，2018 年4 月之后副熱帶高壓面積指數(shù)陡增（圖6a），且強度較歷年平均明顯偏強，7 月份略有減弱但較歷年平均來看還是偏強趨勢。 自2018 年4 月份以后500hPa 副熱帶高壓強度明顯加強（圖6b），6 月和8月副熱帶高壓強度出現(xiàn)兩個峰值，同時對比歷史同期副高強度來看均為偏強趨勢。副熱帶高壓強度偏強，長時間控制，導(dǎo)致其控制區(qū)域出現(xiàn)高溫高濕的氣象條件，在其東退過程中，西風(fēng)帶系統(tǒng)和熱帶系統(tǒng)北上，大氣環(huán)流轉(zhuǎn)變，有利于強天氣的產(chǎn)生。

圖5 臺風(fēng)活躍年份6—10 月500hPa 高度距平場（單位：dagpm）

從2018 年7—8 月平均500hPa 副熱帶高壓脊線位置變化來看，7 月之后副熱帶高壓脊線位置不斷北移，7 月中下旬副高脊線達到45°N，較歷年同期明顯偏北10 個緯距。在副熱帶高壓長期控制下， 高溫高濕的氣候背景為后期降水提供了較好的能量條件。 到8 月上中旬副熱帶高壓脊線開始南撤， 中下旬副熱帶高壓脊線較歷史平均偏北2～3 個緯距，副高異常偏北，強度偏強，也對后期臺風(fēng)北上有一定的影響。

圖6 2018 年西太平洋副熱帶高壓面積指數(shù)（a）和強度指數(shù)（b）逐月變化

4 結(jié)語

（1）2018 年為拉尼娜轉(zhuǎn)厄爾尼諾年趨勢，從2018 年9 月開始，赤道中、東太平洋地區(qū)厄爾尼諾關(guān)鍵海區(qū)NINO 3、4 區(qū)域的表層海水平均溫度偏高程度已經(jīng)超過了厄爾尼諾偏高0.5 ℃的閾值，并且這種情況持續(xù)到了2019 年1 月份。

（2）2018 年8 月超過28 ℃洋面面積較歷年偏大，洋面溫度偏高，為臺風(fēng)發(fā)生、發(fā)展提供了足夠大的暖洋面。

（3）臺風(fēng)活躍年份6—10 月海溫距平場，赤道及以北60 緯度范圍內(nèi)整體均為正距平，形成3 個明顯正距平中心， 海溫異常偏高的氣候背景有利于臺風(fēng)的形成和發(fā)展。

（4）2018 年8 月500hPa 北半球極渦呈單極型分布， 略偏向北美洲一側(cè)， 極渦中心強度低于536dagpm，同時極渦附近有明顯的負距平，北半球極渦較常年同期偏強， 極地冷空氣勢力較常年亦偏強。北半球中高緯度500hPa 平均位勢高度場呈4 波型分布，極地冷空氣向南的擴散較強。 亞洲受“兩槽一脊” 的環(huán)流形勢控制，8 月南下的冷空氣不斷，但勢力不強。貝加爾湖西部至亞洲大陸東北部為副熱帶高壓脊區(qū)， 西太平洋副熱帶高壓的強度較歷年同期明顯偏強。 我國西北和東北地區(qū)低槽活動頻繁，降水量較常年偏多。

（5）臺風(fēng)活躍年份6—10 月500hPa 高度場距平，40—60°N、60—90°E 區(qū)域內(nèi)為負距平，西風(fēng)帶系統(tǒng)低槽強度偏強，中低緯度及海上為正距平，相應(yīng)的高壓系統(tǒng)強度明顯偏強， 整體形勢即高低值系統(tǒng)均較歷年偏強。

（6）2018 年4—8 月副熱帶高壓較歷年面積偏大，強度偏強，脊線位置偏西，西進北上和東撤南壓幅度較大，調(diào)整時間長，對臺風(fēng)發(fā)展和移動均有一定影響。