菲特（1322）台风期间浙江强降水过程分析

收稿日期2015-09-01
台风(热带气旋)是发生在热带或副热带洋面上,具有有组织和气旋性环流的非锋面性涡旋的总称,是影响浙江省最严重的灾害性天气之一[1-3]。

近几十年在西太平洋台风研究领域,国内外气象学者已取得了诸多成果。

陈联寿等、藤原等、李英等、丁治英等分别从不同尺度系统和不同纬度环流的相互作用、双涡旋相互作用、水汽输送和能量转换和冷空气入侵等方面研究了登陆台风的异常移动路径和强降水维持机制[1-2]。

此外,国内外数值试验和相关研究还表明:高空冷涡可使台风运动发生突然转折;2个相互作用的涡旋是否相互影响依赖于涡旋涡度的分布。

这些研究和试验不仅有助于我们加深对登陆台风活动的认识,还有助于
对登陆台风路径和降水规律的预报水平的提高。

登陆台风在冷空气和双台风同时作用下活动的情况较
为罕见,此类研究尚不多见,具有非常高的研究价值。

2013年第23号台风菲特是影响浙江严重的台风,菲特在登陆前后有2个明显特征:第一,北上过程中,路径突然西折,预报难度大;第二,呈秋台风特性,风雨强度大,极大风速和日面雨量均破浙江省历史记录。

本文主要利用每天4次ECMWF 再分析资料、FY-2e 卫星TBB 资料和浙江省中尺度站降水资料等进行物理量诊断分析,并简单探讨了台风登陆前异常移动路径及造成浙江省大范围强降水天气的成因[3-4],为日后的预报业务工作提供参考依据。

1台风概况和降水落区及灾情
2013年9月下旬,西北太平洋海温异常偏高,菲律宾
以东洋面上热带气旋扰动频繁,1323号台风菲特于9月30日20:00(北京时间,下同)在13.9°N 、132.5°E 生成(图1),强度为热带风暴级别
[5-6]。

10月1日17:00发展为强热带风
暴,3日5:00加强为台风,4日17:00继续加强为强台风,7日1:15在浙闵交界处(福建省福鼎市沙埕镇沿海)登陆,登录时中心附近最大风力为14级(42m/s ),中心最大气压为955hPa ,是2001年以来10月登陆我国大陆强度最强的台风。

登陆后台风强度迅速减弱,3:00减弱为台风,4:00减弱为强热带风暴,5:00减弱为热带风暴,9:00在福建省建瓯市境内减弱为热带低压,11:00中央气象台对其停止编号,其残余云系仍造成我国华东北部地区强降水天气。

据浙江省人民政府防汛防台抗旱指挥部办公室公布数
据(图2),菲特台风共造成浙江874.25万人受灾,死亡10人,失踪4人,倒塌房屋3.06万间;余姚、奉化、安吉、上虞等18县(市、区)城市被淹;超10万辆汽车受损,其中宁波超5万辆;因灾造成直接经济损失275.58亿元。

2台风移动路径分析
台风移动既受台风内部因子的作用,又受环境条件的影响,内部因子是涡旋本身流场在地转偏向力作用下产生的内力,主要在台风初生成时起作用,而台风在移动过程中主要由环流背景及影响系统作用下引导气流所支配[4]。

根据环流背景及影响系统的不同,可将此次台风移动发展过程大致划分为4个阶段。

第一阶段:副高强盛,西北行,引导气流偏弱。

菲特台风于9月30日20:00(图3a )生成时,中高纬为“两槽一脊”型,两槽分别位于贝加尔湖和朝鲜半岛附近,强盛的副高控制着我国华东、华南大部分地区,脊线位于25°N ,西脊点伸至110°E 附近。

此时台风中心距离588线约10个经距,引导气流较弱,朝西北偏西方向移动,移速较慢。

第二阶段:副高断裂,引导气流逐渐加强,转为经向型环流,偏北行。

10月2日14:00(图3b )随着西风槽东移出海,华北地区转为槽后西北气流,槽底在25°N 附近,副高在台风所在经度(130°E )断裂,引导气流转为经向型环流,台风中心迅速转向北上。

同时,台风倒槽右侧风速也开始逐渐增大,引导气流增强,台风中心移动速度明显加快。

第三阶段:副高西伸和双台作用下,引导气流偏西分量大,突然西折。

10月5日8:00(图3c ),随着华北地区再次转为槽前西南气流,副热带高压又开始逐渐加强,脊线北跳至30°N 附近,西脊点伸至125°E 以西,引导气流偏西分量增大。

同时随着丹娜丝
摘要鉴于ECMWF 再分析资料、FY-2e 卫星TBB 资料和浙江省中尺度站降水资料等,对影响浙江严重的2013年第22号台风菲特移动路径和降水落区进行了综合分析,并对菲特登陆前后的物理量进行了诊断分析。

结果表明:西风槽东移,副高加强西伸和丹娜思的互旋作用是台风高纬度突然西折进而影响浙江的主要原因;菲特台风具有明显的不对称结构;丹娜思外围低空急流里持续的水汽输送,为台风后期强降水提供了充沛的水汽来源;高层强辐散和低层强辐合区域与高低空急流位置密切相关,与强降水区域具有很好的相关性;中层入侵的冷空气和低层暖湿气流在30°N 附近相遇,触发对流不稳定,是造成台风后期这一区域强降水的重要原因。

关键词菲特台风;强降水;诊断分析;浙江省中图分类号P426.61文献标识码A 文章编号1007-5739(2015)20-0185-04
菲特(1322)台风期间浙江强降水过程分析
周建辉
(浙江省永嘉县气象局,浙江永嘉325100
)
30°N
12°N 14°N 16°N 18°N 20°N 22°N 24°N 26°N 28°N 10°N
图1菲特(1322)台风强度及移动路径
资源与环境科学
现代农业科技2015年第20期185
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现代农业科技2015年第20期
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442527810413015618220823426028631233836439041626
a
b
图2菲特影响期间浙江省降水量分布
注:a 为5日8:00至7日8:00;b 为7日8:00至9日8:00;降水量单位为mm。

24162012
283250°N 5°N 10°N 15°N 20°N 25°N 30°N 35°N 40°N 45°N E0
24162012
28
3236a b d c 图3500hPa 高度场和风场
注:a 为9月30日20:00;b 为10月2日14:00;c 为10月5日8:00;d 为10月7日2:00。

50°N 5°N
10°N 15°N 20°N 25°N 30°N 35°N 40°N 45°N E050°N 5°N
10°N 15°N 20°N 25°N 30°N 35°N 40°N 45°N E050°N 5°N 10°N 15°N 20°N 25°N 30°N 35°N 40°N 45°N E0
台风强度增强,两者距离逐渐拉近,双台风互旋作用明显,台风移动路径西折明显,第四阶段:10月7日2:00(图3d )台风登陆后,受下垫面摩擦、副高引导气流的减弱和冷空气入侵等因素影响,台风西移减慢,强度迅速减弱,近似滞留。

3台风非对称结构分析
从FY-2e 卫星红外通道反演的TBB 图像上看,菲特台风登陆前后螺旋云带具有明显的非对称性。

台风登陆前(图4a ),对流云带主要位于台风眼北部的浙南地区,最低亮温小于-60℃,而其东侧的丹娜思台风结构较为对称,有明显
的台风眼和密闭云区,对流发展旺盛。

台风登陆后(图4b ),密闭云区向偏北方向移动,台风云系主要位于距离台风中心较远的杭州湾附近,小于-50℃的亮云核区域明显减少,
结构松散,丹娜思台风对流强度也趋于减弱。

4台风强降水的诊断分析4.1水汽条件分析
图5为台风登陆前后925hPa 水汽通量和风矢量场,台风登陆前(图5a )水汽通量大值区主要在台风倒槽内,中心区域强度达60g ·hPa/s ·cm 2以上,此时水汽输送通道主要有2条:一是来自其前部偏南气流中南海地区,二是来自丹娜思台风顶部偏东气流输送下西太平洋地区。

台风登陆后(图5b )浙南地区水汽输送迅速减弱,而菲特与丹娜思水汽输送通道仍然维持,长三角地区水汽通量维持在20~35g ·hPa/s ·cm 2之间,丹娜思外围低空急流里持续的水汽输送,
为这一地区后期强降水提供了充沛的水汽条件。

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4.2动力条件分析
图6是台风登陆前后,200hPa 和850hPa 高低空急流和散度场的水平分布,6日20:00台风北侧浙东沿海地区高层为强辐散,低层为强辐合场,中心区域极值为60×10-6/s 和-60×10-6/s ,强辐散和强辐合区域与高低空急流位置密切
相关(图6a 、图6c )。

7日8:00浙南地区850hPa 仍维持较强低层辐合运动,但这一区域200hPa 无明显辐散,此时高层辐散主要位于29°N 以北地区(图6b 、图6d )。

低层辐合、高层辐散的上下位置为强降水提供了动力条件,但此次过程中高空强辐散场更好地对应了强降水落区[5-6]。

此外从台风登陆前后沿其低压中心南北向的垂直运动剖面图(图7)上看,台风登陆前(图7a )28°N 附近维持着强而深厚的上升运动,中心位于800~600hPa 之间,强度在-4.0×10-3hPa/s 以上,台风登陆后(图7b )垂直运动呈现了强度由强到弱,垂直运动轴线向北倾斜的变化过程,与台风强
降水的位置变化相对应。

4.3热力条件分析
菲特减弱为热带低压后,其外围残留云系是造成浙东北地区强降水的重要天气尺度系统,分析冷空气入侵对强降水的增幅作用是非常有必要的。

陈联寿等研究表明:冷空气在热带气旋不同的发展阶段,其所起的作用不同。

前期可使得热带气旋变性而具有温带斜压特征,使其获得斜压能量,位能转化为动能而使涡旋得以加强或维持,到达后期,由于冷空气大量入侵,造成台风眼壁、强对流及热带气旋的暖心结构受破坏,使其填塞消失。

冷空气活动对此次台风过
程很好地验证了上述观点。

为了解暴雨中心冷空气入侵过程,沿暴雨中心所在经度(121°E )作假相当位温和流场剖面图,其中阴影部分为小于339K 的假相当位温,示踪冷空气。

6日20:00冷空气主体主要分布在800~500hPa 之间,位于29.5°N 以北地区(图8a )。

7日8:00南北两侧冷空气入侵明显(图8b ),北侧冷空气从中层入侵,伸至28°N 附近,台风结构倾斜,偏南方向的暖湿气流遇到冷空气触发了对流不稳定,为台风后期强降水的发生提供了很好的热力条件。

5结论与讨论
本文通过对1322号台风菲特影响期间,浙江省强降水的诊断分析,可以得出以下结论。

(1)西风槽东移,副高加强西伸和丹娜思的互旋作用是台风高纬度突然西折进而影响浙江的主要原因。

(2)菲特台风具有明显的不对称结构,登陆前对流云带主要位于台风眼北部(浙江区域内),登陆后对流云系迅速向北偏离台风中心。

(3)丹娜思外围低空急流里持续的水汽输送,为台风后期强降水提供了充足水汽;高层强辐散和低层强辐合区域与高低空急流位置密切相关,与强降水区域相关性很好。

(4)中层入侵的冷空气和低层暖湿气流在30°N 附近相
遇,触发对流不稳定,是台风后期该区域强降水的重要原因。

6参考文献
[1]范学峰.“海棠”台风远距离强降水分析[J].气象与环境科学,2007(4):30.[2]黄克慧.台风云娜后部强降水分析[J].气象,2006(2):98-103.
[3]黄新晴,陆玮,滕代高.“莫拉克”台风在浙江产生强降水的初步分析[J].科技通报,2015(3):
16-20.
40°N 22°N 24°N 26°N 28°N 30°N 32°N 34°N 36°N 38°N 20°N
40°N 22°N 24°N 26°N 28°N 30°N 32°N 34°N 36°N 38°N 20°N
b
a
图4台风登陆前后FY-2e 卫星云顶亮温(TBB )演变图
注:a 为6日20:00;b 为7日8:00;单位为℃。

图5台风登陆前后925hPa 水汽通量和风矢量场
注:a 为6日20:00;b 为7日8:00。

水汽通量单位为g ·hPa/s ·cm 2。

40°N 22°N 24°N 26°N 28°N 30°N 32°N 34°N 36°N 38°N 20°N
40°N 22°N 24°N 26°N 28°N 30°N 32°N 34°N 36°N 38°N 20°N
60202530354045505515
2025303540455015
a
b
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资源与环境科学
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35°N 26°N 27°N 28°N 29°N 30°N 31°N 32°N 33°N 34°N 25°N 35°N 26°N 27°N 28°N 29°N 30°N 31°N 32°N 33°N 34°N 25°N 35°N 26°N
27°N 28°N 29°N 30°N 31°N 32°N 33°N 34°N 25°N
35°N 26°N
27°N 28°N 29°N 30°N 31°N 32°N 33°N 34°N 25°N
a b d
c
图6200hPa 和850hPa 等风速线(实线)和散度场(虚线)
注:a 、b 分别为200hPa 6日20:00、7日8:00;c 、d 分别为850hPa 6日20:00、7日8:00;等风速线(实线)、散度场(虚线)的单位分别为m/s 、10-6/s 。

200
900
8007006005004003001000200900
8007006005004003001000a b
图7沿台风低压中心经向垂直运动(ω)剖面图
注:a 为6日20:00;b 为7日8:00;单位为10-3Pa/s 。

200900
8007006005004003001000200900
8007006005004003001000339327330333336324
339330
333336a
b
图8沿121°E 假相当位温θse 和流场剖面图
注:a 为6日20:00;b 为7日8:00;假相当位温θse 单位为K 。

[4]马晓琳,马中元,黄水林,等.庐山夏季强降水与台风活动关系分析
[J].暴雨灾害,2011(2):177-181.
[5]施望芝,毛以伟,王建生,等.台风降水云区中单站强降水诊断分析
和预报[J].气象科学,2006(6):668-675.
[6]宇如聪,原韦华,李建.降水过程的不对称性[J].科学通报,2013(15):1325-1392.
188
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