強熱帶風暴“帕卡”活動特征分析

張芳苒，關 皓，陳 飛，薛彥廣

（1.中國海洋大學，山東青島 266100；2.中國人民解放軍61741部隊，北京 100094）

1 引言

南海位于南緯2°30′S—23°30′N，99°10′—121°50′E之間，四周幾乎被大陸、島嶼所包圍，是熱帶太平洋最大、最深的邊緣海，同時也是熱帶西太平洋暖池的重要組成部分。南海是西北太平洋熱帶氣旋生成的重要源地之一，統計結果表明：自1949年以來每年約有6.2個熱帶氣旋在南海海域生成[1-2]；1974年以來影響南海的熱帶氣旋開始逐年減少[3]；南海熱帶氣旋的發生數有較明顯的季節變化特征[4]，5—9月是南海熱帶氣旋的活躍期，1—3月（1970年以來）南海未生成過熱帶風暴（TS）等級以上的熱帶氣旋。

2012年第1號強熱帶風暴“帕卡”是自1979年以來首個3月份即在南海海域生成的熱帶氣旋，且強度達到了強熱帶風暴（STS）級別，因此對它的活動特征進行分析研究具有特殊的意義。

2 “帕卡”概況

熱帶風暴“帕卡”（PAKHAR）于2012年3月29日08時在南海南部海面上（9.4°N，112.5°E）生成，生成時中心最低氣壓1004 hPa，近中心最大風力8級（18 m/s）,7級大風半徑100 km。30日08時，“帕卡”在南海南部海面上加強為強熱帶風暴，近中心最大風力10級（28 m/s），4月1日02時減弱為熱帶風暴，16時在越南南部巴地頭頓省沿海登陸，登陸時中心附近最大風力有8級（20 m/s），4月2日02時停止編報。圖1為“帕卡”的移動路徑（中央氣象臺發布）。

3 資料來源

本文所用西北太平洋TC資料包括中國氣象局的《臺風年鑒》和《熱帶氣旋年鑒》資料集(時間長度為1949—2010年)，以及來自中央氣象臺實時發布的臺風（所有已編號熱帶氣旋的統稱，以下簡稱臺風）強度和位置資料；海溫資料采用2012年3月29日—4月 1日，分辨率為 0.25°×0.25°的逐日AVHRR衛星遙感資料；氣象格點資料采用2012年3月20日—4月2日，分辨率為1°×1°的逐6 h NCEP/NCAR全球再分析資料；衛星云圖資料采用FY-2號衛星紅外1通道麥卡托投影云圖。

圖1 強熱帶風暴“帕卡”移動路徑

4 “帕卡”的影響過程及主要特征

4.1 生成時間晚于常年,為33年來南海3月份生成的首個TC

根據歷史資料統計，從1949—2010年的62年間在西北太平洋和南海有23個年份在3月份有TC生成，生成臺風的比例為37%。西北太平洋和南海初次臺風生成的平均時間為3月8日，“帕卡”較平均生成時間晚21天。歷史上初次臺風生成時間最早的為1979年1月1日生成的“Alice”，最晚的為1998年7月9日生成的“Nichole”。

圖2 西北太平洋500 hPa高度場分布（單位/dagpm）

圖3 “帕卡”云圖

表1 “帕卡”活動特征表

3月份的南海，主要受到東北季風影響，冷空氣活動也比較頻繁，有明顯的干冷氣流存在，將東海和南海北部的低溫海水沿越南海岸吹向南海南部，因此在1979—2011年的3月份，整個南海從未出現過臺風。“帕卡”從熱帶低壓階段（20—28日）起共受到了兩次冷空氣過程影響，使得它的生成顯得更加難能可貴。但是從氣象資料分析，今年有兩個特別之處：一是副高脊線偏北，給了熱帶系統發展的空間，二是MJO濕區重返西北太平洋，對熱帶系統的水汽補給非常有利。

4.2 在原地少動后，向西偏北方向移動

3月29日—4月2日，菲律賓以東的西太平洋副熱帶高壓經歷了一次“東退減弱—西伸加強”的短周期活動（見圖2），強熱帶風暴“帕卡”的移動路徑如圖1所示，先在原地回旋少動，隨后緩慢向西偏北方向移動。

29日起，在日本海槽線的作用下，菲律賓以東的西太平洋副高減弱明顯。而位于中南半島的副高單體則開始向東擴展，在系統的西北側形成一個高壓壩，阻礙了系統向西北方向移動。從云圖上（見圖3）也可以看出，由于菲律賓以東的副高東撤減弱，“帕卡”東側的云系已經舒展開來，原來橢圓形的臺風云系已逐漸轉變為一個基本完整的圓形。由于引導氣流較弱，“帕卡”維持在原地回旋少動。

隨著西風槽位置的調整，西北太平洋副高再次加強。31日20時以后，5880線開始出現并向西擴展，副高逐漸西伸加強，系統位于西北太平洋副高的西南側，受東南方向引導氣流的影響，穩定的向西偏北方向移動。

4.3 生命周期短，強度較強

“帕卡”從3月29日08時開始編號到4月1日16時登陸，系統在海上維持的時間為80個小時，直至2日02時減弱消失，“帕卡”的整個生命周期只維持了短短90個小時,其中強熱帶風暴強度持續時間為36 h。“帕卡”的整個生命史只經歷了一次加強和一次減弱過程，強度最強時的近中心最低氣壓為985 hPa，中心最大風速為28 m/s，是自上世紀70年代以來南海1—3月生成的首個達到STS強度的熱帶氣旋，下面具體分析系統的強度變化。

28日，系統的底層（850 hPa）西側和北側為主要受到東北季風影響（見圖4a），有明顯的干冷氣流存在，最強的氣壓梯度出現在系統的西北側，西南-南側氣壓梯度最弱；東側和東北側是東北季風、偏東信風與加里曼丹島西南氣流的輻合區，有強烈的切變。在500 hPa，中南半島的副高強度較強，菲律賓附近的副高相對較弱（圖略）。系統在200 hPa上輻散條件較好（圖略），高低空垂直風切變較小（見圖4b），系統迅速發展，于29日08時強度升級為熱帶風暴。

圖4 28日高空圖

圖5 帕卡中心經過海面SST圖（單位/℃）

研究表明：臺風的強度對于SST的高低十分敏感[5-6]，臺風的最大強度與SST正相關[7]。一方面，很多早期的觀測和研究證實[8-9]：暖的海洋是臺風的能量之源，海洋以熱通量的方式向大氣輸送能量；另一方面，臺風引起的低SST也會降低臺風自身強度[10]。29日08時，南海南部海表面溫度在28℃以上（見圖5a），從850 hPa流場、風速和濕度場分析（見圖6a—b），低層出現兩支強勁氣流影響“帕卡”，一支位于越南東南部海面的偏北向氣流，最大風速可達14 m/s，另一支位于“帕卡”東南部的西南向氣流，最大風速可達10 m/s，且“帕卡”周圍3個緯距范圍內的濕度基本都達到90%以上，充足的水汽和能量供應利于熱帶氣旋生成和強度加強，“帕卡”于30日08時加強為強熱帶風暴。

但是，隨著“帕卡”長時間在南海滯留，南海南部海表面溫度開始逐漸下降（見圖5b—d），越南沿海受到東北季風的長期影響，一直存在一個低溫水團，這些都不利于系統的強度維持和發展，然而31日，一股較強冷空氣快速南下到達南海北部，中南半島的高山一定程度的阻擋了冷空氣的入侵，冷空氣帶來的冷暖交匯激發了系統外圍的對流，在200 hPa系統的流出逐漸開始增強（見圖6c）。由原來只有一條向北的流出通道，變為向經向、緯向兩條通道流出都非常旺盛，高空輻散的增強加上高低空垂直風切變（200 hPa—850 hPa）較小（見圖6d），使得系統能源源不斷地獲得水汽和能量輸送，使“帕卡”維持著強熱帶風暴的強度朝偏西方向移動。至4月1日，“帕卡”中心所在的南海SST最低降低至24°—25℃，使得“帕卡”強度由強熱帶風暴減弱至熱帶風暴。

4.4 維持熱帶風暴強度登陸，造成的損失較小

4月1日16時，“帕卡”以熱帶風暴強度在越南沿海登陸，登陸時中心最大風力20 m/s，4月2日02時減弱消失，自此結束了其短暫的生命史，共造成2人失蹤，2人死亡。

圖6 29日和31日高空圖

5 小結

（1）“帕卡”從熱帶低壓時期算起總共遭遇了兩次冷空氣過程影響，在兩次冷空氣間隙依靠較高的SST和水汽能量輸送迅速發展生成，成為自1979年以來第一個3月份在南海生成的熱帶氣旋；

（2）在西風槽的作用下，西北太平洋副高發生了“東退減弱-西伸加強”的短周期活動，“帕卡”前期一直處于鞍形場之中引導氣流較弱，系統在南海維持回旋少動，后期在副高西南側的東南氣流引導下穩定的向西偏北方向移動；

（3）充足的水汽和能量供應、高低空垂直對流結構的維持、冷空氣激發了系統外圍對流以及高空輻散增強等有利條件，使“帕卡”成為了南海海域自1970年以來1—3月生成的第一個達到STS級別的熱帶氣旋，并且抵抗住了由于長時間在南海滯留造成的冷水上翻和越南近海冷水，以TS強度登陸越南。

[1]臺風年鑒(1949—1988)[R].北京:氣象出版社,1949—1988.

[2]熱帶氣旋年鑒(1989—2010)[G].北京:氣象出版社,1989—2010.

[3]蘇軾鵬,邵利民,陳連明.中國氣象學會2008年會論文集[C].2008.

[4]楊亞新.1949—2003年南海熱帶氣旋的發生規律[J].上海海事大學學報,2005,16(4):16-19.

[5]Emanuel K.A.An air-sea interaction theory for tropical cyclones.Part I:Steady state maintenance[J].Atmos.Sci.,1983,43:585-604.

[6]Huang T.,Wu C.,Lin I.The Impact of SST Cold Wake induced By Typhoon Rusa(2002)on the Intensity Evolution of Typhoon Sinlaku(2002)[J].26th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology,2004,657-658.

[7]Holland G.J.Maximum potential intensity of tropical cyclones[J].Atmos.Sci.,1997,54:2519-2541.

[8]Fishel E.L.Hurricane and the Sea surface temperature field[J].Meteor.,1958,15:328-333.

[9]Riehl F.L.A model for hurricane formation[J].Appl.Phys.,1950,21:917-925.

[10]Schade L.R.,Emanuel K.A.The ocean effect on the intensity of tropical cyclones:Results from a simple coupled atmospheric-ocean model[J].Atmos.Sci.,1999,56:642-651.