0907號熱帶風暴“天鵝”登陸后異常路徑和陸上維持機制的診斷分析

蘇小山，謝韶，蕭飛

（茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

0907號熱帶風暴“天鵝”登陸后異常路徑和陸上維持機制的診斷分析

蘇小山，謝韶，蕭飛

（茂名市氣象局，廣東茂名 525000）

2009年第7號熱帶風暴“天鵝”在廣東省臺山沿海登陸，登陸后在粵西上空長時間停留、強度維持，后期路徑異常，針對這幾方面在預報上的難點進行分析。結果表明：熱帶氣旋在陸上長時間維持與低空水汽通道的連結，高空弱的風場切變有關；熱帶風暴后期路徑第一次西南轉向是由于周圍環境流場出現變化轉向西南的，第二次路徑再次產生轉向，是受到離它較近的臺風“莫拉克”的牽引作用，另外，925 hPa附近θse的高值區或高能軸也可意示“天鵝”的趨向。

氣象學；熱帶風暴“天鵝”；異常路徑；長久維持；分析

1 引言

臺風登陸以后未來的路徑如何，在陸上能維持多久，對影響地區帶來的強降水而導致的各種次生災害是人們關注的問題。影響臺風移動路徑變化的因素較多，環境場對臺風的引導作用，臺風自身結果與強度的變化及臺風與周圍大氣環境的相互作用等都會影響臺風的移動路徑。而臺風在陸上的維持和衰亡機制不僅和環境條件有關，而且還和陸面過程有密切的關系。

2 熱帶風暴“天鵝”的概況

2009年8月5日06時（北京時，下同）0907號熱帶風暴“天鵝”在廣東臺山海宴鎮沿海地區登陸,登陸時中心最大風力9級，達到23 m/s的風速。之后滯留在臺山上空超過10 h才緩慢西移，強度緩慢減弱，5日08時減弱為20 m/s，之后一直維持不變長達14 h，直至5日22時才減弱為熱帶低壓（18 m/s），6日11時后，路徑由原來的西移轉為西南向，7日08時后移出湛江地區進入北部灣，7日14時重新加強為熱帶風暴，繼續往西南方向移動，8日17時又再次轉向東南，之后逐漸減弱消失（見圖1）。

分析熱帶風暴“天鵝”從登陸后到消亡的全過程，存在兩方面的預報難點：一是登陸后移動方向出現兩次轉向（西南轉向和東南轉向）；二是熱帶風暴在內陸上空長時間維持并引發沿途強降水。本文利用常規的探測資料、NCEP再分析資料、結合衛星云圖對熱帶風暴“天鵝”登陸后的預報難點進行分析，以求找出一些臺風的預報經驗。

3 登陸后路徑異常的原因分析

0907號熱帶風暴“天鵝”登陸后的移動路徑可分為三個階段：第一階段（8月5日06時—6日11時）登陸后繼續西北偏西緩慢移動進入茂名境內階段；第二階段（6日11時—8日17時），6日中午轉向西南方向進入北部灣階段；第三階段，8月8日17時又再次轉向偏東南方向移動直至消失的階段。以下分別從環流場、衛星云圖及能量場進行分析。

3.1 大尺度環境場的變化（500 hPa高度場）

“天鵝”登陸時5日08時500 hPa高度場顯示（見圖2a），在中高緯有西風槽移到河套附近，槽底落到30°N，華東及高原上空分別為副高和大陸高壓控制，“天鵝”處在兩高之間的鞍形場中，以后東西兩環高壓緩慢東西并進，在微弱的東風氣流的引導下，“天鵝”幾乎不動或緩慢向西方向移動。6日08時（見圖2b），隨著西風槽的東移北收，兩環高壓繼續緩慢加強，而且西環高壓向東伸展過程的同時也南落發展，控制了整個中南半島，在“天鵝”的西北側形成高壓壩，此時“天鵝”外圍的引導氣流也由偏東轉為東北氣流，導致了“天鵝”在6日中午由偏西轉向西南，由于東北氣流仍然偏弱，“天鵝”經過了48個小時即8日08時（見圖2c）才移到北部灣南緣。此時，其東側有另一臺風“莫拉克”（0908號）加強形成，隨著東側臺風“莫拉克”的北上，輻合帶也被牽引北上到南海北側，而此時“天鵝”處在輻合帶內，在熱帶氣旋的趨低性的作用下，“天鵝”再次轉向偏東，直至減弱消失。

圖1 熱帶風暴“天鵝”的路徑圖

圖2 熱帶風暴“天鵝”500 hPa高度場（單位/dagpm）

3.2 衛星云圖分析（雙臺風作用）

用衛星云圖作熱帶氣旋路徑預報已有不少研究，這里主要是對“天鵝”登陸后出現兩次轉向的衛星云圖進行分析。圖3分別是“天鵝”登陸后某些時次的紅外云圖。其中圖3a是剛登陸時的云圖，從圖中顯示，“天鵝”登陸時，遠離東側的臺風“莫拉克”，其北側為薄云區，東側則為晴空區，西側有較厚的云系覆蓋。圖3b即5日20時，在“天鵝”西北偏西側有成片的亮白云系發展，而且云系的東側邊緣與“天鵝”環流相連結，從前面環流場分析可知當時中高緯剛好有西南槽底經過之后北收，此表明了熱帶氣旋有往低渦云團處移動的傾向，即此段時間“天鵝”是緩慢往西北偏西方向移動的。6日08時，“天鵝”東側仍為晴空區，北側和西北側云系變薄，特別是西北側云界變光滑，說明了從6日08時開始其北側和西北側為高壓控制，阻止了“天鵝”繼續西北偏西移動而轉向西南方向。隨著后來“天鵝”的西南移動，其東側的臺風“莫拉克”也因為西北移動逐漸互相靠近，“莫拉克”的西南側尾部云逐漸與“天鵝”云系相連接，從8日08時（見圖3f）可清晰發現，此時，“天鵝”的云系已經進入了西南季風區，成為“莫拉克”尾部的西南急流區的云系，在“莫拉克”的吸引下，從而再次轉向東南方，直至減弱填塞。

3.3 925 hPaθse分析

圖3“天鵝”登陸后各時次的紅外云圖

熱帶氣旋區域是高能量聚集區域，其附近區域大氣能量的分布和變化對熱帶氣旋未來強度和移向的變化有較大的影響，對熱帶氣旋附近區域的大氣能量場的分析，在熱帶氣旋路徑的預報中有較大的幫助。

θse是空氣中氣壓、溫度、濕度的函數，其數值大小和變化能反應大氣能量高低變化。本文計算了“天鵝”附近區域925 hPa的θse，分析θse的數值大小和變化發現，“天鵝”登陸后5日08時在熱帶氣旋中心附近有一值為85℃的高能區域，5日20時，在廣西中南部出現了中心值為90℃的高能區域（見圖4a），此段時間，“天鵝”緩慢西移，這也是“天鵝”登陸后繼續西北偏西緩慢移動的第一階段；6日08時原在廣西中南的高能區域往南落，中心位于北部灣附近（見圖4b），“天鵝”此時也開始了進入了移動的第二階段-轉向西南，7日08時，高能區域呈東北西南走向（圖略），更有利“天鵝”的西南行；8日08時，在北部灣南部一帶出現一高能區，呈西北東南走向，中心在南海一帶（見圖4c），當“天鵝”貼近高能邊緣的時候，再次轉向東南，也就是登陸后第三階段，之后減弱直至消失。從以上分析可知，“天鵝”的基本是沿著925 hPa層熱帶氣旋附近θse的高值區或高能軸移動的。

圖4 強熱帶風暴“天鵝”925 hPaθse場分布圖（單位：℃）

圖5 沿22°N作“天鵝”不同時次的風矢量和全風速的垂直剖面圖

4 強度長時間維持的原因分析

4.1 弱的水平風切變有利于“天鵝”的強度維持（垂直分布）

由擾動不穩定理論可知，水平風速垂直切變越小，越有利于波動穩定，對流層上、下部弱的風速垂直切變有利于氣柱內凝結潛熱的集聚和暖心結構的形成，進而有利于擾動氣旋強度的維持和加強，因此，對流層風速切變小是臺風發生發展的一個很重要的必要條件。有關對流層風速切變大小對臺風發生發展已進行了不少的分析研究工作[1—3]。這里同樣可以用它來分析臺風在陸上的維持機制。

對“天鵝”登陸后在沿22°N作不同時次的風矢量和全風速的垂直剖面圖分析，發現“天鵝”登陸后5日08時（見圖5a）熱帶氣旋中心附近區域的垂直風矢量變化特別是中高空風矢量變化非常小，熱帶氣旋東側基本吹一致的東南風，西側吹東北風。垂直風速切變也相當小，在熱帶氣旋中心附近等風速線幾乎與經線垂直，低層風速與高層風速變化不明顯，200 hPa和850 hPa風速之差不到4 m/s。至5日20時（見圖5b），熱帶氣旋中心的東側風矢量及風速的垂直切變仍然小，而西側稍有加大，但不明顯，而且200 hPa和850 hPa風速之差仍在4 m/s以內，這對“天鵝”維持熱帶風暴長達14 h起到一定的有利作用。6日08時（見圖c），600 hPa以下的風矢量及風速切變仍較小，但500 hPa以上風速明顯減弱，200 hPa和850 hPa風速之差已轉為負，這不利于高層輻散抽空作用，所以導致后來熱帶氣旋的西行過程逐漸減弱為熱帶低壓。

4.2 充沛的水汽供應為“天鵝”的強度維持提供了能量（850 hPa急流及水汽通量）

水汽輸送通過影響熱帶氣旋的熱力結構來影響熱帶氣旋強度，充沛的水汽供應有利于熱帶氣旋暖心維持，即有利于熱帶氣旋強度的維持或發展[4—5]。分析“天鵝”登陸后在陸上維持或緩慢減弱的此段時間（8月5日08時—7日08時）850 hPa水汽通道及流場，發現“天鵝”登陸時（5日08時）外界的水汽輸送有2支氣流（見圖6a）：一是南海的西南氣流；二是從孟加拉灣經中南半島匯入南海的西南氣流的西風氣流，它是越赤道東風急流在非洲東岸轉向而來,風速大、持續時間長。這兩支氣流匯合形成了西南低空急流。直至6日20時（見圖6b），西南急流強度隨著西風氣流的增強、減弱出現波動，但始終出現在“天鵝”的東南部。由于持續的西南低空急流攜帶的暖濕空氣不斷流入“天鵝”環流中，為積云對流的發展維持提供了保障，而活躍的積云對流在發展過程中凝結潛熱釋放是熱帶氣旋維持所需的主要能量，使得“天鵝”維持熱帶風暴強度10多個小時，之后即使減弱為熱帶低壓，也繼續在陸上長久維持30多個小時。特別是在7日08時（見圖6c），“天鵝”東南側的西南急流突然加強，由原來6日20時的15 m/s左右加強到25 m/s左右，而在7日14時“天鵝”又由熱帶低壓重新加強為熱帶風暴。可見，充足的水汽輸送和低空有明顯的西南急流卷入有利于登陸后“天鵝”強度長時間維持或緩慢減弱[4—5]。

圖6 “天鵝”850 hPa上水汽通量（單位：g·s-1·hPa-1·cm-1）和風矢量（單位：m·s-1）分布圖

5 小結

（1）“天鵝”登陸后移動的前兩個階段是受其周圍環境流場的引導移動轉向西南的，但后期外圍環流對其移動作用很小的時候，“天鵝”的移動路徑再次產生轉向，是受到離它較近的臺風“莫拉克”的吸引；

（2）“天鵝”基本是沿著925 hPa層熱帶氣旋附近θse的高值區或高能軸移動的。“天鵝”也有向云團發展方向移動的趨向，熱帶氣旋原移動方向出現晴空區，則意味著熱帶氣旋將受高壓壩的阻擋從而轉向；

（3）弱的水平風切變、充足的水汽輸送和低空有明顯的西南急流卷入有利于登陸后“天鵝”強度長時間維持或緩慢減弱。

[1]姜麗萍,夏冠聰,尤紅,等.“珍珠”臺風強度及路徑異常的分析[J].臺灣海峽,2008,27(1):124-128.

[2]吳乃庚,林良勛,李天然,等.環境流場和“派比安”結構變化對其異常北抬路徑影響的診斷分析[J].氣象,2007,33(11):10-15.

[3]羅碧渝,張晨輝,黃茂棟,等.0601號強臺風“珍珠”分析[J].海洋預報,2008,25(1):95-101.

[4]李英,陳聯壽,徐祥德.水汽輸送影響登陸熱帶氣旋維持和降水的數值試驗[J].大氣科學,2005,29(1):91-98.

[5]尹潔,王歡,陳建萍.強熱帶風暴碧利斯造成華南持續大暴雨成因分析[J].氣象科技2008,36(1):63-68

Diagnostic analysis on anomalous track and sustaining over land of the landfall tropical storm 0908 “GONI”

SU Xiao-shan,XIE Shao,XIAO Fei
(Mao Ming Meteorological Bureau,Mao Ming,Guangdong,525000 China)

Tropical storm 0908“GONI”landed on the coast at Taishan city of Guangdong province.After landfall,it rested on the western Guangdong province over air long time and its intensity keeps steady.Moreover,its track in later period was unusual.In view of those aspects,the forecast of tropical storm“GONI”is difficult.In this article,the analysis of tropical storm“GONI”is carried on.The main conclusions are as follows:tropical cyclone maintenance over land relates to low-altitude water vapor channels'linking and high-altitude weak shear of wind field;the tropical storm track turning southwest for the first time is due to the change of surrounding environment flow field;for its second turning,the typhoon“MORAKOT”plays the role of traction.In addition,the high value of θse on the levels of 925hPa or the high energy axis could also indicate the trend of“GONI”.

meteorology;tropical storm“GONI”;anomalous track;long sustaining;analysis

P444

A

1003-0239（2012）01-0025-06

2011-04-25

蘇小山（1978-），男，工程師，主要從事天氣預報工作。E-mail:13929713089@139.com