摘要 臺風(fēng)具有較強的致災(zāi)性，我國常受其影響，因此準(zhǔn)確預(yù)報臺風(fēng)路徑十分重要。本文在WRF模式數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，結(jié)合高空環(huán)流和基本氣流的演變，對2021年第6號臺風(fēng)“煙花”路徑突然發(fā)生近乎90°北折的原因進行深入探究。結(jié)果表明：臺風(fēng)“煙花”出現(xiàn)突然北折的原因，一是臺風(fēng)接近臺灣島后，在增強的西太平洋副熱帶高壓的控制下逐漸向西移動，但受到我國中高緯地區(qū)高空長波槽的加深發(fā)展和日本附近低渦影響，臺風(fēng)西行受阻;二是越赤道氣流的北涌，使基本氣流從東北氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，導(dǎo)致臺風(fēng)向北偏東的移動趨勢加大;三是臺風(fēng)中心附近環(huán)境風(fēng)垂直切變出現(xiàn)不利于臺風(fēng)西行，而利于北行的條件分布（臺風(fēng)中心北側(cè)出現(xiàn)低值區(qū)）;四是最大風(fēng)速水平結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變，移動到更利于北移的臺風(fēng)中心東側(cè)；五是不穩(wěn)定能量場中低能舌出現(xiàn)在臺風(fēng)西側(cè)，這使臺風(fēng)更容易向大氣層結(jié)不穩(wěn)定區(qū)域移動?？梢姡舜巍盁熁ā迸_風(fēng)的突然北折是多種熱動力因子共同造成的。

關(guān)鍵詞臺風(fēng)“煙花”;路徑北折;數(shù)值模擬;診斷分析

2024-02-04收稿，2024-05-18接受

國家自然科學(xué)基金重大項目（42192553）

引用格式：羅斐然，閔錦忠，2024.臺風(fēng)“煙花”路徑突然北折的熱動力因子診斷與分析［J］.大氣科學(xué)學(xué)報，47（5）：767-777.

Luo F R，Min J Z，2024.Diagnosis and analysis of thermodynamic factors influencing the sudden northward turn of Typhoon In-Fa［J］.Trans Atmos Sci，47（5）：767-777.doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240204001.（in Chinese）.

臺風(fēng)是形成于熱帶或副熱帶、溫度在26 ℃以上廣闊海面上的熱帶氣旋。我國地處亞歐大陸東部，緊鄰太平洋西北部，是全球臺風(fēng)發(fā)生最頻繁的地區(qū)，夏季7—9月幾乎每月都有臺風(fēng)生成（陳聯(lián)壽等，1997），平均每年有7個臺風(fēng)登陸我國沿海地區(qū)，因此我國是全球受臺風(fēng)影響最嚴(yán)重的國家之一。西北太平洋廣闊的海面和適宜的海溫以及夏季西太平洋副熱帶高壓外圍氣流的影響，都使得我國東部沿海地區(qū)在夏季經(jīng)常受到臺風(fēng)的侵?jǐn)_（李澤椿等，2020），臺風(fēng)來襲時常帶來狂風(fēng)、暴雨、巨浪、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害，對我國人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成巨大的威脅。因此對臺風(fēng)路徑與強度進行及時預(yù)報對減少臺風(fēng)登陸后所造成的破壞具有十分重要的意義。

臺風(fēng)的運動過程十分復(fù)雜，其強度、路徑以及登陸點等的預(yù)報一直以來都是難點問題（余錦華等，2012），如1013號臺風(fēng)“鲇魚”具有強度強、路徑復(fù)雜、登陸時間晚、登陸后減弱速度快、影響大等多個特點，預(yù)報難度極大（卓立等，2020）。過去幾十年間，許多專家學(xué)者圍繞臺風(fēng)的強度、路徑以及登陸點的預(yù)報進行了大量深入的研究。其中，臺風(fēng)路徑的預(yù)報是一個關(guān)鍵的問題（Qian et al.，2013），臺風(fēng)移動的方向及移動過程中所經(jīng)過的地點與人民的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)。導(dǎo)致臺風(fēng)路徑發(fā)生改變的因素和物理過程錯綜復(fù)雜（倪鐘萍等，2013），這是路徑發(fā)生突變的臺風(fēng)預(yù)報誤差較大的原因之一。影響臺風(fēng)運動的因子有很多，例如：不同尺度天氣系統(tǒng)之間的相互作用（王文波等，2014;段晶晶等，2019;梁軍等，2020）、環(huán)境基本引導(dǎo)氣流（王斌等，1998）、臺風(fēng)自身的非對稱結(jié)構(gòu)（陳聯(lián)壽等，1997;陳麗英等，2011;王新偉等，2015）、不同下墊面條件（袁俊鵬和江靜，2009）等，都會對臺風(fēng)路徑的移動和偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。而對于不同的臺風(fēng)，影響其移動的因子也各不相同，例如：臺風(fēng)“莫拉克”（0908）有著向正變渦區(qū)和暖濕區(qū)移動的趨勢（張建海等，2011;丁治英，2018）;臺風(fēng)前進方向的對流層溫度脊線和500 hPa正渦度軸線對臺風(fēng)“摩羯”（1814）的移動路徑有良好的指示作用（高留喜等，2019）;臺風(fēng)“鲇魚”（1013）受低層引導(dǎo)氣流影響顯著（許孌等，2015;郭興亮等，2019）。因此，嘗試不同種類以及多樣化的預(yù)報指標(biāo)將為臺風(fēng)路徑的預(yù)報提供更多的依據(jù)與參考（劉德強等，2021）。隨著近年來氣象探測手段的增加和數(shù)值預(yù)報的不斷發(fā)展，臺風(fēng)路徑的預(yù)報水平穩(wěn)步提高，路徑預(yù)報誤差也明顯減小，但目前對于移動方向突然改變的臺風(fēng)路徑還不能進行有效的預(yù)報（Wu et al.，2015），如上文提到的1013號臺風(fēng)“鲇魚”，全球各家業(yè)務(wù)數(shù)值模式對其北翹路徑的預(yù)報均出現(xiàn)偏差，造成臺風(fēng)實際通過地區(qū)出現(xiàn)人員傷亡情況以及大量的財產(chǎn)損失。而2106號臺風(fēng)“煙花”則是因為短時間內(nèi)兩次登陸浙江省以及登陸后自南向北影響我國東部地區(qū)的時間長達10 d，是影響中國大陸地區(qū)時間最長的臺風(fēng)之一（王海平等，2022），因此提高臺風(fēng)路徑預(yù)報的準(zhǔn)確性就顯得十分重要。

目前，對我國沿海地區(qū)影響較大的臺風(fēng)，其路徑突變有東海臺風(fēng)的西折和南海臺風(fēng)的北翹（戴高菊，2013），除此之外，臺灣島附近的臺風(fēng)移動也需要重點關(guān)注（龔月婷，2017）。臺灣島地形復(fù)雜，東部地區(qū)以山脈為主，有貫穿南北的中央山脈，平均海拔可達2 000 m，這使得臺灣島附近區(qū)域的臺風(fēng)運動復(fù)雜多變，異常路徑不時發(fā)生（文永仁等，2017）。而2106號臺風(fēng)“煙花”正是在其附近區(qū)域發(fā)生了路徑的突然偏折，由西行路徑轉(zhuǎn)而向北移動，從而登陸我國浙江?。椝厍宓?，2023）。因此，本文將先從大尺度環(huán)流場和渦度場等方面對臺風(fēng)“煙花”路徑的北折進行診斷與分析，再通過WRF模式對臺風(fēng)“煙花”進行數(shù)值模擬，并利用模式輸出的高時空分辨率數(shù)據(jù)，從風(fēng)場、假相當(dāng)位溫場的分布特征等方面做進一步分析，以期為今后預(yù)報此類臺風(fēng)提供一定的參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源和個例簡介

本文使用的資料包括中國氣象局提供的熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集資料、美國國家環(huán)境預(yù)報中心（National Centeres for Environmental Prediction，NCEP）提供的再分析資料（水平分辨率為1°×1°）以及歐洲中期天氣預(yù)報中心提供的全球大氣再分析資料。

2021年7月18日02時（北京時間，下同），2106號臺風(fēng)“煙花”在西北太平洋海面上生成，25日12時30分臺風(fēng)在浙江舟山普陀區(qū)首次登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)速為38 m／s（13級），臺風(fēng)中心最低氣壓為965 hPa。臺風(fēng)“煙花”移速慢，自南向北影響我國東部地區(qū)的時間長達10 d（7月22—31日），導(dǎo)致風(fēng)雨影響范圍廣、累計降雨量大，是有氣象記錄以來影響我國大陸地區(qū)時間最長的臺風(fēng)（唐飛等，2021）。根據(jù)浙江省風(fēng)雨影響綜合評估結(jié)果，有37個縣（區(qū)、市）382個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）的致災(zāi)等級為“特重”，11個縣（市、區(qū)）47個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）的致災(zāi)等級為“嚴(yán)重”（沈曉玲和李鋒，2022）。而臺風(fēng)“煙花”能夠登陸我國浙江省并帶來持續(xù)的暴雨天氣，關(guān)鍵節(jié)點為其在臺灣島附近由西行突然轉(zhuǎn)向向北移動，因此研究臺風(fēng)“煙花”路徑的突然北折有重要的意義。

由臺風(fēng)“煙花”的移動路徑和強度（圖1）可以看出，臺風(fēng)“煙花”的路徑主要可以劃分為4個階段：西行路徑、轉(zhuǎn)向路徑、西北行路徑、北行路徑。而其中最值得關(guān)注的就是轉(zhuǎn)向路徑，轉(zhuǎn)向時間在23日00時左右，原本可能在臺灣登陸的“煙花”突然北翹，最終在浙江省登陸。這個階段內(nèi)臺風(fēng)中心氣壓達到最低，風(fēng)速也達到最大，說明“煙花”是在發(fā)展達到最強盛的時候發(fā)生了路徑的突然偏轉(zhuǎn)。這其中的原因值得深入地研究。

2 數(shù)值模式方案設(shè)計

采用中尺度WRF-ARW模式（version 4.0）對2021年第6號臺風(fēng)“煙花”進行數(shù)值模擬，模擬的起始時間為2021年7月21日00時，結(jié)束時間為2021年7月25日00時，共96 h，每小時輸出一次模式結(jié)果。模式的初始場由水平分辨率為1°×1°的NCEP再分析資料提供，模式采用雙重嵌套網(wǎng)格，分辨率分別為30 km與10 km，垂直方向分層為35層。微物理過程采用WSM3方案，長波輻射采用RRTM方案，短波輻射采用Dudhia方案。邊界層方案和積云對流參數(shù)化方案經(jīng)過前人的研究，通過對比多個方案的結(jié)果，最終選擇采用無邊界層方案（WU）和Betts-Miller-Janjic（BMJ）積云對流參數(shù)化方案（Exp1），以及YSU邊界層方案和BMJ積云對流參數(shù)化方案（Exp2）進行對比研究。此外，Exp1臺風(fēng)轉(zhuǎn)向時間為22日00時，Exp2臺風(fēng)轉(zhuǎn)向時間為23日03時。

從兩個方案的模擬結(jié)果（圖2）可以看出，Exp1臺風(fēng)的路徑屬于緩翹的類型，西行路徑與實況也基本吻合，轉(zhuǎn)向路徑相比實況提前，而Exp2臺風(fēng)的路徑則具有明顯的急翹特征，轉(zhuǎn)向階段相比實況地點偏西，盡管模擬轉(zhuǎn)向后續(xù)路徑偏西但在轉(zhuǎn)向階段模擬效果都較好，且相比實況，一個提前、一個滯后，有很好的對比研究意義。此外，Exp2模擬路徑在臺風(fēng)北折處出現(xiàn)打轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而Exp1并未出現(xiàn)打轉(zhuǎn)現(xiàn)象，再綜合考慮模擬臺風(fēng)與實況中心氣壓及風(fēng)速的貼合程度，選擇這兩個方案進行下一步對比研究。

3 臺風(fēng)“煙花”突然北折的原因

3.1 氣壓場特征

大尺度環(huán)流場是研究臺風(fēng)路徑的一個關(guān)鍵因素，臺風(fēng)外圍的天氣系統(tǒng)以及環(huán)流形勢會對臺風(fēng)的路徑產(chǎn)生不小的影響（林金凎等，2012）。從臺風(fēng)“煙花”生命史中500 hPa位勢高度場演變（圖3）可以看到臺風(fēng)“煙花”在移動過程中周圍大尺度環(huán)流場的演變特征。20日12時（圖3a），西太平洋副高強度增強，控制范圍也不斷擴大，其西側(cè)到達蒙古高原以及華北平原東側(cè)，控制了整個黃海區(qū)域。副高整體呈東西向帶狀分布，而臺風(fēng)“煙花”處于一個東西向延伸的狹長低值區(qū)中，受到副高南側(cè)邊緣的偏東氣流以及臺風(fēng)南側(cè)的西風(fēng)急流影響，臺風(fēng)沿著低值區(qū)向偏西方向移動，即處于西行路徑。

到23日00時（圖3b），可以發(fā)現(xiàn)西太平洋副高的控制范圍相比20日大幅縮小，主要控制范圍縮小至朝鮮半島東側(cè)、日本海一帶。同時對比圖3a、b可以發(fā)現(xiàn)，20至23日，在我國東北平原附近，西風(fēng)帶上有一長波槽不斷發(fā)展，并于23日00時左右發(fā)展至120°E附近，槽底南伸至40°N附近，槽前與副高西南側(cè)的偏南氣流共同影響了臺風(fēng)“煙花”，為臺風(fēng)的移動提供了偏北分量。此外，臺風(fēng)南側(cè)的位勢高度高值區(qū)也東退，西風(fēng)急流減弱，一股越赤道氣流沿著菲律賓群島東側(cè)北涌至臺風(fēng)南側(cè)，同樣為臺風(fēng)的運動提供了偏北分量。臺風(fēng)“煙花”在這多個因子的作用下，路徑發(fā)生偏折，轉(zhuǎn)而向北移動。

3.2 位勢渦度場特征

臺風(fēng)的路徑變化與天氣尺度環(huán)流密切相關(guān)，而天氣尺度環(huán)流對臺風(fēng)的影響又能通過渦度與其緊密聯(lián)系，因此可以通過位勢渦度場來具象化顯示臺風(fēng)“煙花”周圍的天氣系統(tǒng)對臺風(fēng)的影響。圖4展示了22日00時和23日00時臺風(fēng)“煙花”500 hPa位勢渦度隨時間的演變。由圖4及臺風(fēng)中心附近位勢渦度平流場（圖略）可以看出，臺風(fēng)“煙花”在22日00時，其中心附近的正位勢渦度中心和正位勢渦度平流中心均偏向臺風(fēng)的西側(cè)，而其周圍也并不存在其他較大范圍的正位勢渦度中心，正位勢渦度平流也從臺風(fēng)中心西北側(cè)進行逆時針輸送，整體位渦趨勢呈現(xiàn)沿臺風(fēng)中心由東向西發(fā)展，對應(yīng)臺風(fēng)“煙花”轉(zhuǎn)向前的西行運動。

而在23日00時，由于我國中高緯西風(fēng)帶上長波槽的不斷發(fā)展、副高的東退以及越赤道氣流的影響，相比22日，在臺風(fēng)北側(cè)形成了一個明顯的正位勢渦度中心，而臺風(fēng)中心偏北側(cè)也形成了正位勢渦度平流中心，偏北側(cè)的氣旋性環(huán)流加強，正位勢渦度平流輸送范圍也擴大，有利于臺風(fēng)向北運動，臺風(fēng)中心附近位勢渦度場的結(jié)構(gòu)改變，西行逐漸放緩，轉(zhuǎn)而向北運動。

3.3 引導(dǎo)氣流特征

對臺風(fēng)移動起引導(dǎo)作用的氣流是分析臺風(fēng)路徑轉(zhuǎn)折的重要因素之一（曾瑾瑜等，2022）。引導(dǎo)氣流的計算方法是：以格點所在位置為中心，在3°×3°的正方形網(wǎng)格內(nèi)將所有格點u、v的平均值作為各格點的引導(dǎo)氣流。對比圖5a、c可以發(fā)現(xiàn)，在200 hPa位勢高度場中，Exp1臺風(fēng)周圍的引導(dǎo)氣流比實況風(fēng)速更大，風(fēng)力更強，同時流場更加密集，對臺風(fēng)影響更大，且提前受到西風(fēng)帶急流及其長波槽和日本南部、我國東部沿海附近低渦外圍的流場影響，臺風(fēng)中心附近多為氣旋性渦旋的引導(dǎo)氣流，與臺風(fēng)逆時針環(huán)流同向，它們之間的夾角也較小，這是Exp1相比實況路徑提前轉(zhuǎn)向的原因。

再對比圖5b、c，此時段內(nèi)實況與Exp1均處在轉(zhuǎn)向階段，可以看到實況與Exp1一樣受到日本南部附近低渦的影響，臺風(fēng)中心附近多為向北氣流，且我國華北地區(qū)也有長波槽發(fā)展，這是Exp1臺風(fēng)的路徑與實況臺風(fēng)路徑均發(fā)生北折的原因。而相比實況臺風(fēng)，模擬臺風(fēng)的200 hPa位勢高度場中西風(fēng)帶長波槽底部位置相對偏北，且臺風(fēng)東側(cè)有一高壓逐漸發(fā)展，范圍逐步擴大，迫使臺風(fēng)在北折過程中西移，這也是Exp1臺風(fēng)路徑在向北轉(zhuǎn)向后，路徑與實況臺風(fēng)相比逐漸偏西的原因。

通過比較圖5b、d，可以發(fā)現(xiàn)雖然實況與Exp2均處在轉(zhuǎn)向階段，但Exp2臺風(fēng)中心周圍引導(dǎo)氣流相比實況轉(zhuǎn)向時刻風(fēng)速較小，流場密集程度也不如實況，且可以看到實況臺風(fēng)東側(cè)的高壓西進時間更早，西進幅度也更為明顯，而Exp2臺風(fēng)東側(cè)高壓的西進的時間相對滯后，且西進幅度不大，這是Exp2臺風(fēng)的模擬路徑相比實況路徑延后轉(zhuǎn)向的原因。

3.4 環(huán)境風(fēng)垂直切變特征

一般情況下，環(huán)境風(fēng)垂直切變反映了大尺度環(huán)境場水平緯向風(fēng)和經(jīng)向風(fēng)隨高度的變化，是大尺度環(huán)境場中水平風(fēng)的垂直切變情況（Wu et al.，2019），而通過計算200～850 hPa之間的環(huán)境風(fēng)垂直切變，可以研究其時空分布演變特征及其對臺風(fēng)“煙花”移動路徑的影響（李勛等，2010）。

圖6為模擬臺風(fēng)850 hPa位勢高度場及垂直風(fēng)切變ω的演變情況，可用來分析臺風(fēng)“煙花”移動過程中各時次垂直風(fēng)切變的分布情況。圖6a中的Exp1臺風(fēng)正處在增強發(fā)展的西行移動階段，臺風(fēng)中心附近ω高低值區(qū)的分布基本呈東北-西南向分布，低值區(qū)位于臺風(fēng)中心的南側(cè)，高值區(qū)位于北側(cè)，且臺風(fēng)中心北側(cè)及黃海區(qū)域附近有明顯的風(fēng)切變ω高值中心由西北太平洋西伸而來，臺風(fēng)受北部高ω的壓迫作用，持續(xù)西行。而在22日00時（圖6b），臺風(fēng)中心北側(cè)有強垂直風(fēng)切變ω高值區(qū)北抬，致使臺風(fēng)中心附近的低值區(qū)也北抬，高低值區(qū)持續(xù)呈東北-西南向分布，在其作用下臺風(fēng)中心逐漸轉(zhuǎn)向北移，有利于臺風(fēng)轉(zhuǎn)而向北運動。

Exp2的垂直風(fēng)切變場（圖6d）與Exp1較為一致，但在其發(fā)生轉(zhuǎn)向時（圖6e），臺風(fēng)北側(cè)強垂直風(fēng)切變ω高值區(qū)未有明顯北抬，而中心附近的垂直風(fēng)切變也并沒有減小，反而有所增強，且持續(xù)發(fā)展為多個小的強垂直風(fēng)切變中心，這是Exp2臺風(fēng)轉(zhuǎn)向時發(fā)生打轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因之一。

3.5 風(fēng)速水平分布特征

臺風(fēng)風(fēng)場結(jié)構(gòu)中不對稱風(fēng)區(qū)的轉(zhuǎn)移，將造成臺風(fēng)移動方向的改變，從而引起臺風(fēng)移動路徑的改變，圖7展示了兩個模擬試驗高層500 hPa位勢高度場及水平風(fēng)速場的演變?？梢钥吹剑?1日12時（圖7a），當(dāng)Exp1臺風(fēng)還處在西行階段時，高層500 hPa最大風(fēng)速區(qū)均偏于臺風(fēng)中心西側(cè)，而在22日00時（圖7b），臺風(fēng)中心東側(cè)及北側(cè)風(fēng)速的強度和范圍逐漸超過了西側(cè)，且西行過程中始終有明顯的風(fēng)速不對稱。再分析低層850 hPa（圖略），Exp1風(fēng)速大值中心位置整體未發(fā)生明顯變化，風(fēng)速大值中心一直處于臺風(fēng)中心北側(cè)，但強度和范圍都略有增大。

而由圖7d—f可以發(fā)現(xiàn)，Exp2臺風(fēng)中心周圍風(fēng)速的強度與范圍都比Exp1更大且更廣，主要表現(xiàn)為東北-西南向最大風(fēng)速強度和范圍的減小以及西北-東南向最大風(fēng)速強度和范圍的增大。此外，Exp2臺風(fēng)高層500 hPa在23日00時（圖7e）之后，臺風(fēng)中心南側(cè)及西南側(cè)周圍風(fēng)速也較大，逐漸形成了一個小的風(fēng)速大值中心，而低層850 hPa風(fēng)速大值中心又一直處于臺風(fēng)中心東側(cè)（圖略），這是導(dǎo)致Exp2在轉(zhuǎn)向階段發(fā)生打轉(zhuǎn)現(xiàn)象以及延遲轉(zhuǎn)向的原因。

3.6 假相當(dāng)位溫與相對濕度特征

假相當(dāng)位溫的水平分布反映了大氣中能量的分布以及層結(jié)穩(wěn)定度，而水汽的分布也會影響臺風(fēng)的移動（李超等，2019）。由圖8可以看出，Exp1臺風(fēng)不論是假相當(dāng)位溫場還是相對濕度場，在臺風(fēng)的西側(cè)都有一個低值區(qū)在不斷地向臺風(fēng)南側(cè)延伸，即在臺風(fēng)轉(zhuǎn)向前后有低能舌逐漸向南伸展，說明該低值區(qū)域的大氣層結(jié)逐漸趨于穩(wěn)定，不穩(wěn)定能量減弱，水汽含量也在不斷減少，導(dǎo)致臺風(fēng)西行受阻，發(fā)生轉(zhuǎn)向。而Exp2臺風(fēng)西側(cè)并不存在假相當(dāng)位溫的低值區(qū)（圖略），而相對濕度低值區(qū)的南伸程度以及范圍相比Exp1也不大，說明該區(qū)域大氣層結(jié)一直較為穩(wěn)定，這可能是導(dǎo)致Exp2臺風(fēng)轉(zhuǎn)向滯后以及轉(zhuǎn)向時打轉(zhuǎn)的原因之一。因此，在臺風(fēng)轉(zhuǎn)向時，若有低能舌從臺風(fēng)外側(cè)西南部進入臺風(fēng)內(nèi)側(cè)，會使臺風(fēng)西南側(cè)的大氣不穩(wěn)定度降低，有利于臺風(fēng)路徑向北偏折。

4 結(jié)論

利用NCEP再分析資料和WRF模式等對臺風(fēng)“煙花”開展實況分析與高分辨率數(shù)值模擬，設(shè)置了兩組不同的試驗方案，分別是采用無邊界層方案（WU）和BMJ積云對流參數(shù)化方案的Exp1，以及YSU邊界層方案和BMJ積云對流參數(shù)化方案的Exp2，對臺風(fēng)“煙花”路徑北折的原因及模擬路徑偏差原因進行診斷研究，得到以下主要結(jié)論：

1）“煙花”接近臺灣島后，路徑發(fā)生向北轉(zhuǎn)折。主要是由于西太平洋副熱帶高壓增強并向西移，以及我國中高緯地區(qū)高空長波槽的加深發(fā)展和日本附近低渦影響，使臺風(fēng)西行受阻，逐漸轉(zhuǎn)為北移。同時越赤道氣流的北涌，使基本氣流從東北氣流轉(zhuǎn)為西南氣流，北偏東移動趨勢加大。此外，由于我國中高緯長波槽的不斷東移以及副高的東退，在臺風(fēng)“煙花”中心北側(cè)形成了一個明顯的正位勢渦度中心，且該中心西北側(cè)也形成了逆時針的正位勢渦度平流輸送，使得臺風(fēng)中心附近位勢渦度場的結(jié)構(gòu)改變，西行放緩，逐漸轉(zhuǎn)為北行路徑。

2）兩個試驗方案的模式模擬都較好地再現(xiàn)了臺風(fēng)“煙花”突然北折的路徑，僅在轉(zhuǎn)折點的位置上出現(xiàn)了提前和滯后的現(xiàn)象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Exp1臺風(fēng)相比實況路徑提前轉(zhuǎn)向是因為其周圍的引導(dǎo)氣流相比實況風(fēng)速更大，風(fēng)力更強，且提前受到西風(fēng)帶急流、長波槽和低渦外圍的流場影響。而200 hPa西風(fēng)帶長波槽底部位置相對偏北以及臺風(fēng)東側(cè)有一影響范圍逐步擴大的高壓，是Exp1臺風(fēng)在向北轉(zhuǎn)向后，路徑與實況臺風(fēng)相比逐漸偏西的原因。此外，Exp2臺風(fēng)路徑相比實況路徑延后轉(zhuǎn)向是由于其臺風(fēng)中心周圍引導(dǎo)氣流相比實況風(fēng)速較小，其東側(cè)高壓西進的時間滯后，且西進幅度也不大。

3）臺風(fēng)中心附近環(huán)境風(fēng)垂直切變高低值區(qū)的分布對臺風(fēng)的移動產(chǎn)生影響，臺風(fēng)中心移動容易偏向低值區(qū)，而不易穿越高值區(qū)。此外，最大風(fēng)速區(qū)的水平結(jié)構(gòu)也會影響臺風(fēng)移動的路徑，臺風(fēng)容易偏向風(fēng)速大值中心一側(cè)氣流方向移動。而假相當(dāng)位溫和相對濕度所代表的不穩(wěn)定能量場中低能舌的分布也是影響臺風(fēng)移動的因子，臺風(fēng)不易向著低能舌延伸區(qū)域移動。

綜上所述，本文的研究結(jié)論初步揭示了臺風(fēng)“煙花”路徑突然北折的原因，并在此基礎(chǔ)上探討了模擬臺風(fēng)路徑偏差的原因，為今后科學(xué)預(yù)報路徑突然北折臺風(fēng)提供了一定的參考依據(jù)。但本文對臺風(fēng)“煙花”的分析大都是基于熱動力因子的定性分析，想要更好地理解臺風(fēng)“煙花”路徑突然北折的深層原因，還需要對影響臺風(fēng)路徑的各因素分別設(shè)計敏感性試驗進行討論，并開展更深入的工作。

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·ARTICLE·

Diagnosis and analysis of thermodynamic factors influencing the sudden northward turn of Typhoon In-Fa

LUO Feiran，MIN Jinzhong

School of Atmospheric Sciences，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China

Abstract Typhoons can cause significant damage，and accurate forecasting of their paths is crucial for mitigating their impact.This study investigates the sudden northward turn of Typhoon In-Fa （2021），which veered nearly 90 degrees northward，using the WRF model to perform accurate numerical simulations combined with analyses of upper atmospheric circulation and basic airflow patterns.The findings indicate that the northward turn of Typhoon In-Fa was driven by several key factors：1） As Typhoon In-Fa approached Taiwan，its track shifted northward due to the strengthening and westward expansion of the western pacific Subtropical high，combined with the deepening of the upper-level long-wave trough over China and the blocking influence of a low-pressure vortex near Japan，which prevented further westward movement.Concurrently，the northward surge of cross-equatorial flow altered the basic airflow from a northeasterly to a southwesterly direction，enhancing the northward movement trend.2） The continuous eastward shift of the mid-latitude longwave trough over China and the eastward retreat of the subtropical high led to the formation of a significant positive potential vorticity center north of the center of Typhoon In-Fa，accompanied by counterclockwise positive potential vorticity advection on the northwest side of the center.This altered the structure of the potential vorticity field near the typhoon center，slowing its westward trajectory and steering it northward.3） The vertical shear of the ambient wind near the typhoon center was unfavorable for westward movement but facilitated northward movement due to the distribution of high and low values，with lower values north of the typhoon center.4） Both simulation experiments indicated persistent wind speed asymmetry around the typhoon center，with the 500 hPa wind speed maximum shifting from the west to the east side of the typhoon center.The presence of southerly winds on the right side of the typhoon increased the northward component of its movement，significantly contributing to its abrupt northward turn.5） In the unstable energy field，a low-energy tongue developed on the west side of the typhoon，promoting movement into the unstable atmospheric junction region.These findings highlight that the sudden northward turn of Typhoon In-Fa was driven by a combination of thermodynamic factors，providing valuable insights for improving typhoon track forecasts.

Keywords Typhoon In-Fa;northward track shift;numerical simulation;diagnostic analysis

doi：10.13878／j.cnki.dqkxxb.20240204001

（責(zé)任編輯：袁東敏）