譚雅麗，鐘瑜珊，潘劍波

（新豐縣氣象局，廣東 新豐 511100）

我國是一個臺風(fēng)發(fā)生頻率較高的國家。臺風(fēng)近海加強帶來的影響是十分嚴(yán)重的，由于強度大，對整個沿海及影響地區(qū)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失及人員傷亡。例如，2016年的超強臺風(fēng)“莫蘭蒂”由于近海加強，造成福建省有179.58×104人受災(zāi)，緊急轉(zhuǎn)移65.55×104人，各地發(fā)生人員因災(zāi)死亡18人、失蹤11人，可見近海增強臺風(fēng)的影響嚴(yán)重。鄭峰等[1]對1949年—2003年中國近海突然增強的臺風(fēng)進行分析，發(fā)現(xiàn)近海突然增強臺風(fēng)占臺風(fēng)總數(shù)的10.19%，是一個小概率事件?，F(xiàn)在對臺風(fēng)的路徑預(yù)報有了很大提升，但是對于臺風(fēng)的強度預(yù)報較欠缺。大氣熱源對于副高位置的變動及季風(fēng)槽等都有很大的影響，這些季風(fēng)槽與熱帶氣旋的生成及發(fā)展有一定的相關(guān)性[2]。研究近海臺風(fēng)突然增強與大氣熱源的關(guān)系，對以后的近海突然增強臺風(fēng)的原理及機制有所幫助。

1 對我國近海范圍的確定及對近海突然增強的臺風(fēng)進行分析

1.1 年際變化

采用上海臺風(fēng)研究所編制的CMA-STI熱帶氣旋的資料，包括臺風(fēng)的生成發(fā)展時間、最大風(fēng)速、中心最低氣壓、經(jīng)緯度等資料[3]。根據(jù)1949年—2016年的臺風(fēng)數(shù)據(jù)資料顯示，在1949年—2016年生成的熱帶氣旋有2 247個，平均每年有33個熱帶氣旋在西北太平洋生成，其中熱帶氣旋發(fā)展過程中會有加強、減弱和轉(zhuǎn)向的情況出現(xiàn)。1967年和1971年的熱帶氣旋數(shù)最多達50個以上。根據(jù)熱帶氣旋加強的標(biāo)準(zhǔn)：熱帶氣旋發(fā)展的中心氣壓與上一時次氣壓降低小于-7.87 hPa的數(shù)量一共是896個，平均每年有13個熱帶氣旋在生成發(fā)展期間加強。由圖2發(fā)現(xiàn)熱帶氣旋個數(shù)與熱帶氣旋發(fā)展過程中增強的熱帶氣旋個數(shù)沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)年的熱帶氣旋個數(shù)出現(xiàn)的情況較多的時候，增強的熱帶氣旋數(shù)量還會相應(yīng)地減少，例如1978年臺風(fēng)數(shù)達到了41個，增強的臺風(fēng)卻只有8個。對于1977年總臺風(fēng)數(shù)28個卻有14個增強熱帶氣旋。根據(jù)Emanuel（1987）提出的臺風(fēng)最大可能強度（MPI）理論模型，Holland（1997）、Henderson-Seller等（1998）推斷，高SST會導(dǎo)致臺風(fēng)的MPI增大，即臺風(fēng)可能更強或強臺風(fēng)會增多。由圖1可見20世紀(jì)60年代—70年代的熱帶氣旋個數(shù)較多，后面的年份熱帶氣旋個數(shù)趨于穩(wěn)定。到2000年左右熱帶氣旋的數(shù)量有所減少。其中在強厄爾尼諾年的臺風(fēng)數(shù)量少于30個。強拉尼娜年的臺風(fēng)數(shù)量會增多，大于30個，但是臺風(fēng)增強的個數(shù)比強厄爾尼諾的少。在1999年強拉尼娜年出現(xiàn)的突然增強熱帶氣旋達最少，只有3個，沒有近海增強的臺風(fēng)。在1949年—2016年的2 247個熱帶氣旋資料數(shù)據(jù)來看，在我國近海突然加強的熱帶氣旋共有67個，可見在我國近海加強的熱帶氣旋數(shù)量相對來說較少，占總的臺風(fēng)數(shù)的2.98%。根據(jù)我國的《熱帶氣旋等級標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 19201—2006）可按近中心最大風(fēng)速劃分，定義風(fēng)速達32.7～41.4 m/s的熱帶氣旋稱為臺風(fēng)，篩選得出我國近海增強的臺風(fēng)數(shù)量為50個，我國近海突然加強的臺風(fēng)數(shù)量占總臺風(fēng)數(shù)的2.22%。

圖1 熱帶氣旋數(shù)量統(tǒng)計Fig.1 Thestatistics of tropical cyclones

1.2 月際變化

近海加強臺風(fēng)主要發(fā)生在6月—10月，在7月—9月較頻繁，其中9月的近海突然增強的臺風(fēng)數(shù)最多，達21個。在統(tǒng)計分析的過程中發(fā)現(xiàn)，在7月生成、8月發(fā)展并消亡的臺風(fēng)當(dāng)中突然增強的時次都會存在于7月—8月。但是臺風(fēng)在9月生成在10月消亡的，突然增強的時次只出現(xiàn)在9月，與7月和8月的情況不一致。這與當(dāng)時的海溫有關(guān)聯(lián)，7月和8月處于夏季，海溫和大氣相對來說溫度較其他月份偏高。在7月和8月之間臺風(fēng)受海溫影響在移動過程中會突然增強。在9月末生成的是屬于秋臺風(fēng)，在9月—10月生成發(fā)展的過程中，會在9月增強是因為其海溫相對于10月來說偏高，有利于臺風(fēng)的突然增強。

1.3 臺風(fēng)路徑的篩選

篩選1949年—2016年的近海熱帶氣旋，根據(jù)臺風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)，最大風(fēng)速＞32.7 m/s的熱帶氣旋成為臺風(fēng)。厄爾尼諾年西太平洋海溫比常年偏低，對流減弱，副高位置偏南，南側(cè)的熱帶輻合帶位置偏南，導(dǎo)致西太平洋（包括南海）在我國沿海登陸的熱帶氣旋數(shù)量偏低。因此把強厄爾尼諾年里近海突然增強臺風(fēng)當(dāng)中的突然增強的點篩選出來，對比突然增強的前6 h和后6 h的大氣熱源、水汽源，做出分析和對比排除厄爾尼諾年西太平洋海溫偏低對臺風(fēng)的影響。厄爾尼諾年生成的臺風(fēng)強度偏強。根據(jù)Nin～o 3.4 Index資料選擇強厄爾尼諾年里的近海突然增強臺風(fēng)，排除異常海溫的影響。Nin～o 3.4指數(shù)大于1.0的是強厄爾尼諾年,結(jié)果顯示1982年—1983年、1986年—1987年、1991年、1997年—1998年、2009年、2015年—2016年都是強厄爾尼諾年，在這些年份根據(jù)所得的臺風(fēng)資料進行篩選，選出近海突然增強臺風(fēng)。

2 大氣熱源

2.1 大氣熱源的計算

利用1980年—2016年的NECP/DOE再分析資料，網(wǎng)格分辨率是2.5°×2.5°，標(biāo)準(zhǔn)氣壓層為1 000 hPa、925 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa、400 hPa、300 hPa、250 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa、70 hPa、50 hPa、30 hPa、20 hPa、10 hPa等17層資料，利用倒算法對突然增強臺風(fēng)的增強時次的前6 h和后6 h的垂直加熱率進行區(qū)域平均，計算增強前后時次的大氣垂直加熱率。

式中：Q1——大氣熱源；V——水平風(fēng)矢量；T——溫度；p——坐標(biāo)的垂直速度。

計算大氣熱源時假設(shè)對流層頂處=0，地面氣壓P0=1 000 hPa；K=R/Cp。R和Cp分別是干空氣氣體常數(shù)和定壓比。

由公式（1）可知，Q1由等式右邊3項組成：第1項，溫度局地變化項；第2項是溫度平流項；第3項，溫度垂直運動項。

將（1）式進行整層積分，得到大氣熱源的垂直積分值表示為：

式中：＜Q1＞——整個氣柱的熱源，氣柱頂層氣壓Pt=10 hPa；Ps——地面氣壓；P1——大氣頂氣壓（設(shè)P1=100 hPa）。

2.2 大氣熱源

計算臺風(fēng)增強前、后6 h在20°S～60°N，0°E～180°E，1 000 hPa的大氣熱源。2009年第15號臺風(fēng)增強前一個時次大氣熱源在我國南海地區(qū)的大氣熱源值較高，熱源較高值分布在西太平洋一帶。由于南海區(qū)域的大氣熱源是一個負值，不屬于熱源狀態(tài)，所以增強的后一時次與前一時次的大氣熱源相比有明顯的差異。在突然增強的前一時次，低層的大氣熱源存在于南海到菲律賓海域一帶，臺風(fēng)在靠近我國移動過程中受到南海到菲律賓海域一帶的大氣熱源影響，起到了動力抬升的作用，加上低層海域的熱源值較大，在該海域受到低層源源不斷的熱源輸送，渦度擾動相應(yīng)地也會增強，整個臺風(fēng)的水汽輸送有所增加，導(dǎo)致臺風(fēng)突然增強。當(dāng)臺風(fēng)增強過后，其移動過程中吸收該海面的熱量導(dǎo)致增強的后一時次海面大氣熱源相對應(yīng)地減少，南海到菲律賓一帶海域的大氣熱源屬于負值狀態(tài)。隨著臺風(fēng)在近海移動登陸過程中，會帶動熱源的移動使沿海的陸地大氣熱源較高，這也是臺風(fēng)來臨前天氣悶熱的原因。前6 h在靠近我國的沿海區(qū)域例如南海和菲律賓等大氣熱源值相對地較高，出現(xiàn)高值區(qū)。后6 h在變壓變小之后在南海菲律賓一帶的大氣熱源值相對應(yīng)地減少，在我國沿海地區(qū)或陸地的大氣熱源值相應(yīng)地增高。在南海、菲律賓海域一帶都是前6 h的大氣熱源值較大，后6 h的大氣熱源值相應(yīng)地降低，西太平洋海域的大氣熱源也相應(yīng)地降低。

3 結(jié)語

（1）強厄爾尼諾年西太平洋的海溫比常年低，強厄爾尼諾年生成的臺風(fēng)數(shù)量也相對較少，近海增強的臺風(fēng)數(shù)也較少，占臺風(fēng)數(shù)的2.22%。近海增強臺風(fēng)在6月—10月發(fā)生，但在9月的突然加強的頻率較高。

（2）強厄爾尼諾年的臺風(fēng)生成的源地偏南，與厄爾尼諾年海溫異常有一定關(guān)系。靠近菲律賓海域西側(cè)一帶且臺風(fēng)的移動路徑大多西移或西北移動，幾乎都在華南一帶登陸。