強臺風“莫蘭蒂”對廈門機場的影響過程分析

沈華平 梁秋楓 郭秀鳳 林航

摘? 要：文章通過2016年14號強臺風“莫蘭蒂”對廈門機場影響過程分析，發現：此次臺風的特點為強度強，尺度小，路徑相對比較穩定，有潛在的多臺風效應，造成的損失很嚴重。通過環流場分析顯示臺風的移動方向與西太平洋副熱帶高壓的形狀和強度變化密切相關，副高由緯向型向經向型的轉變，臺風路徑發生西北偏西向西北方向移動，出現多時次向偏北方向跳躍。通過分析雷達回波顯示臺風的非對稱結構是影響臺風運動的重要因子，臺風的南北向橢圓形結構和西側眼壁附近最強的雷達反射率共同作用形成臺風西北向的移動路徑，雷達速度圖像上顯示臺風中心最大速度出現二次模糊，并出現導致暴雨的“逆風區”結構。

關鍵詞：強臺風;狂風暴雨;非對稱結構;牛眼;廈門機場

中圖分類號：V321.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）24-0092-02

Abstract： In this paper， through the analysis of the influence process of the No. 14 strong typhoon "Moranti" on Xiamen Airport in 2016， it is found that the typhoon is characterized by strong intensity， small scale， relatively stable path， potential multi-typhoon effect and serious losses. The analysis of the circulation field shows that the moving direction of the typhoon is closely related to the shape and intensity of the western Pacific subtropical high. The subtropical high changes from zonal to meridional， and the typhoon path moves from northwest to northwest. There have been many jumps to the north. The analysis of radar echo shows that the asymmetric structure of typhoon is an important factor affecting the motion of typhoon. The north-south elliptical structure of typhoon and the strongest radar reflectivity near the west eye wall form the northwest moving path of typhoon. The radar velocity image shows that the maximum velocity of the typhoon center appears secondary blur， and the "headwind area" structure which leads to rainstorm appears.

Keywords： strong typhoon; rainstorm; asymmetric structure; Niuyan; Xiamen Airport

1 概述

臺風是一種破壞力很強的災害性天氣系統，臺風過境時常常帶來狂風暴雨天氣，引起海面巨浪，嚴重威脅航空和航海安全，臺風登陸后帶來的風暴增水可能摧毀莊稼，各種建筑設施等，造成人民生命、財產的巨大損失[1]。2016年第14號臺風“莫蘭蒂”于9月15日凌晨3點05分正面登陸廈門市，登陸時陣風達17級以上（風速64.2m.s-1），達到超強臺風（Super TY）級別，創下廈門有氣象記錄以來的新高，破壞力大大超過1999年第14號臺風“丹尼（Dan）”。“莫蘭蒂”使廈門受到重創，尤其對廈門電力設施造成毀滅性破壞，導致全市大面積停電、停水和通信中斷;65萬棵樹木倒伏、16萬棵樹木亟待搶救;市內大部分道路受堵，公交線路一度全面癱瘓;房屋損毀17907間，初步估計直接經濟損失至少102億。

2 環流場背景及影響過程分析

2.1 臺風路徑和特點

2016年第14號臺風“莫蘭蒂”于9月10日14時于菲律賓以東的西太平洋洋面生成，12日02點加強為臺風級別，12日11點加強為超強臺風，中心附近最大風力17級以上（65m.s-1），為2016年最強臺風，擦過臺灣島南部之后，14日21點減弱為強臺風，15日3點05分登陸福建省廈門市翔安區，登陸時登中心附近最大風力有15級（48m.s-1），中心最低氣壓945hPa，是1949年以來登陸閩南沿海風力最強的臺風。9月15日17點減弱為熱帶低壓，17日02點，中央氣象臺對其停止編號。

臺風“莫蘭蒂”有五個特點：強度強，最強時其中心附近最大風力曾達到70m.s-1，為2016年最強臺風;尺度小，登陸時為強臺風級別（42～50m.s-1，14～15級），十級風圈半徑僅50km;路徑相對比較穩定，自生成后，一路西北偏西向移動，穿過巴士海峽后西北向移動，未登陸臺灣島，強度減弱不多;有潛在的多臺風效應，它的左右兩側均有低值系統，尤其是東側有多個低壓擾動，其中距離最近的，后面發展為2016年16號臺風“馬勒卡”;臺風倒槽深入內陸，雖然登陸地點在廈門，但是位于臺風倒槽的閩中北、江浙地區發生特大暴雨，并引發浙江遂昌滑坡泥石流災害。

2.2 環流場背景分析

9月13日20點前，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）穩定在日本南部洋面，為緯向性，副高脊線到達云南地區，“莫蘭蒂”受其副高南部偏東引導氣流向西北偏西方向移動。臺風路徑與引導氣流之間往往存在相關，引導氣流的方向和速度自然成為臺風路徑預報的主要依據之一[2]。14日08點500hPa上，臺灣東部洋面到浙江一帶為副高西南側一致的東南氣流中，由于地轉適應，副高南部加強，副高脊線轉為經向性，同時在臺灣海峽上游倒槽生成，預示后期“莫蘭蒂”將轉向，從臺風移動路徑顯示，14日2點開始轉向西北方向移動，14日20點500hPa上，西太平洋副熱帶高壓強度減弱，轉為經向性，臺灣上空和東部洋面風轉為偏南風，15日1點開始轉向偏北方向移動。

2.3 影響廈門機場過程分析

2.3.1 大風

觀測表明，臺風中最大地面風一般發生在臺風眼壁內邊界上或偏臺風中心內部的地區[3]。“莫蘭蒂”中心強度強，但是尺度較小，登陸時十級風圈50km，因此能量十分集中，對登陸點造成的大風影響極大，為“莫蘭蒂”登陸前后廈門各氣象自動站測到的極大風值。其中，大嶝大橋觀測到最大平均風42.1m.s-1（14級）、陣風54.2m.s-1（16級），同安大橋觀測到最大陣風達64.2m.s-1（17級以上）。廈門機場自動觀測系統05號跑道顯示在3點前維持偏北風，3點轉為西北風，4點轉為偏南風，從2點28分開始陣風為30m.s-1及以上，5點風力減小，3點08分出現最大平均風24m.s-1，陣風39m.s-1。廈門機場自動觀測系統23號于15日02點40分顯示最大陣風42.2m.s-1，之后因風傳感器被吹壞，機場實況采用備份觀測儀器的數據。廈門機場C、D類（中大型飛機）的逆風起降標準為25m.s-1，正側風（干跑道）起降標準為15m.s-1，正側風（濕跑道）起降標準為8m.s-1，超過這個數值飛機無法起降。

2.3.2 降水

“莫蘭蒂”登陸時恰逢中秋，是天文大潮，風、雨、潮“三碰頭”。“莫蘭蒂”結構緊密，能力集中，登陸時臺風螺旋雨帶也較為集中地逆時針旋轉上岸，14日18時至15日10時的16小時內全市平均降雨量104mm，最大降雨量達295mm（集美馬鑾海堤），登陸前后廈門地區普降暴雨，小時降水量達50～80mm，其中在廈門島東北和偏南方向出現兩個極值中心。廈門機場降水主要集中在凌晨0點到5點之間，維持中到大陣雨，24小時降水量158.5mm，按照國內航空公司標準，廈門機場出現大陣雨時，飛機不能起降。2點到4點因降水導致能見度降到1000m以下，其中4點能見度最低達200m，廈門機場05號/23號能見度降落標準為800m，RVR（跑道視程）降落標準為550m，低于這個數值飛機不能著陸，廈門機場05號/23號能見度起飛標準為500m，RVR（跑道視程）起飛標準為400m，低于這個數值飛機不能起飛。

3 雷達回波特征分析

3.1 速度場回波分析

14日23點40分1.5°仰角速度圖上，在本場東南方約85km處，出現清晰對稱的正負速度對，俗稱“牛眼”[4-5]，出現速度模糊，正負速度對稱中心為臺風中心，速度最大值為47m.s-1，同時負速度中心大于正速度中心數值，存在強烈的風速輻合上升運動。

15日2點16分雷達圖上正速度區出現了二次速度模糊，正速度達到57m.s-1，負速度也達到了51m.s-1，02點56分更是正負速度均達到了57m.s-1。“牛眼”位于測站兩側分布，負速度中心旋轉至測站的東北方，在測站的東北方向75km到115km處，出現多個正速度為負速度區包圍，呈現逆風區結構，較大范圍的逆風區是出現暴雨天氣的一個重要判據[6]。

3.2 強度場回波分析

14日16點02分1.5°仰角強度圖上，臺風中心進入雷達探測范圍，距離廈門約240km，此時離臺灣島較近，受其地形阻擋影響，臺風螺旋云帶不夠完整，強度不強，降水也不大，但臺風中心和密蔽云區很清晰，“莫蘭蒂”仍為超強臺風級別。14日21點雷達回波顯示臺風中心眼壁云環未閉合，結構松散，“莫蘭蒂”降為強臺風級別。15日1點30分1.5°仰角強度圖上臺風中心眼壁云環閉合，在眼壁附近有最強的雷達反射率，呈不對稱分布，最強回波在在臺風中心的西側，回波加強至63dBz，三條螺旋云帶呈逆時針向中心旋轉，螺旋云帶由對流云和層狀云構成，和眼壁雨帶相比，螺旋雨帶沒有向眼壁雨帶那樣強的有組織的上升氣流和反射率核心。臺風為南北向橢圓形結構，預示臺風向偏北方向移動，但臺風重心位于臺風的西側，臺風的綜合移動路徑仍為西北方向。

臺風中心西側的1小時累積降水長期維持在70-80mm。15日0點減弱，1點30分又迅速加強，最強達88.9mm，整個強降水區直奔雷達中心。

4 結束語

（1）這次臺風的路徑主要受副熱帶高壓的強度和脊線變化，從而引起引導氣流發生改變。

（2）臺風出現的狂風暴雨導致航班取消、返航備降，造成空管站通導設備及氣象觀測設備均受到不同程度的損壞，廈門機場出現較長時間關閉。

（3）通過雷達速度場可分析熱帶風暴中心的位置，即正負速度對稱中心，表現為“牛眼”結構，最強時并出現二次速度模糊。暴雨發生時觀測到速度場明顯特征是出現較大范圍的逆風區。

（4）通過雷達強度場分析，臺風中心眼壁云環發生多次由閉合-不閉合-閉合演變，眼壁附近最強的雷達反射率一直位于臺風中心的西側。

參考文獻：

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[5]胡明寶，高太長，湯達章.多普勒天氣雷達資料分析與應用[M].北京：解放軍出版社，2000：99-118.

[6]李軍霞，李培仁，湯達章.多普勒速度圖像中逆風區的統計特征分析[A].第十五屆全國云降水與人工影響天氣科學會議論文集（Ⅱ）[C].2008：698-701.