1911号台风“白鹿”过程的诊断分析_李应龙.pdf

第 卷第 期 年 月 广 东 气 象 收稿日期：作者简介：李应龙（年生），男，助理工程师，主要从事天气预报工作。：李应龙，许思涵，杨如瑩 号台风“白鹿”过程的诊断分析 广东气象，（）：号台风“白鹿”过程的诊断分析李应龙，许思涵，杨如瑩（汕头市气象局，广东汕头；惠来县气象局，广东揭阳）摘 要：为台风过程预报服务提供参考，利用美国国家环境预报中心（）再分析资料、汕头区域自动站逐时资料和联合台风警报中心（）卫星云图等资料，综合分析 号台风“白鹿”的环流背景和影响，并对其的发生发展和影响过程物理量特征进行诊断分析。结果表明：（）“白鹿”是在副高偏强且稳定的环流背景下发生的，台风路径为稳定西北向，降水分布南多北少；（）“白鹿”从生成到停编，结构都存在明显的不对称性；（）高层辐散低层辐合的流场配置有利于上升运动的建立和维持，配合持续较长时间的不稳定层结及低层高温、高湿、高能的有利条件，为该次降水提供了有利条件。关键词：天气学；台风“白鹿”；副热带高压；汕头 中图分类号：文献标志码：台风是最具破坏力的气象灾害之一，其带来的大风、暴雨和风暴潮等灾害往往会对生命财产安全造成严重的威胁。台风路径预报、台风强度预报和降水预报都是台风业务中的重点。研究表明台风本身强度、环境场、地形等都可以造成降水差异，一般来说台风最大过程降水与台风强度有较好的对应关系，强度越强则降水越大。台风暴雨一直是气象预报关注的重点，许多学者对此进行了研究，但是由于台风比较复杂多变，很多问题需要进一步研究。地处华南的广东是我国受台风影响最多的省份之一，每年平均有 个台风登陆，主要集中在后汛期（月）。汕头位于广东省东部，因地处沿海，与广东内陆地区相比受台风的影响频率相对较高，台风也是汕头汛期产生暴雨的主要天气系统之一。号台风“白鹿”影响汕头时间短，过程雨量分布不均匀，局部出现强降水。本研究利用美国国家环境预报中心（）再分析资料、汕头区域自动站逐时资料和联合台风警报中心（）卫星云图等资料对台风“白鹿”的特点和降水过程进行分析，旨在为后续台风过程预报服务提供参考。台风“白鹿”路径及影响 年 月 日：（北京时，下同），号台风“白鹿”在菲律宾以东洋面生成，日：加强为强热带风暴，日：在台湾省屏东县满州乡沿海登陆，期间一直以西北行为主，路径稳定。日：在福建省漳州市东山县沿海地区第 次登陆，日：移入广东省境内，日：在梅州平远县境内减弱为热带低压，随后以偏西行为主，日：在韶关境内减弱消失（图）。图 号台风“白鹿”路径图 台风“白鹿”影响期间，汕头降水主要集中在澄海和潮南南部，月 日：日：全市平均雨量为，有 个站点的降水量级达到 以上，最大降水量出现在潮南区红场镇，达 （图）。台风“白鹿”过程，汕头降水分布不均匀，降水持续时间较短，小时雨强较大，降水主要集中在 日：，最大小时雨量出现在南澳县后宅镇钱澳湾，达.。图 年 月 日：月 日：汕头市雨量分布 台风“白鹿”特征 发展前期台风胚胎 由关岛东侧附近的热带辐合带发生发展，在跨赤道气流的活跃条件下迅速发展，并在 月 日：加强为台风“白鹿”。“白鹿”生成初期云系庞大，在西移过程中受较强的南亚高压南侧东北风影响，极向流出明显被抑制且垂直切变较强，使得“白鹿”整体结构较为松散，北侧环流和核心结构的发展受到明显干扰，也造成了深对流倾向南侧的不对称局面，有明显的双中心结构（图）。广阔的洋面和高海温是热带气旋发展的首要条件，高海温能够提供足够的能量。“白鹿”移动路径上的表层海温都高于 ，海洋能量充沛，利于其发展加强（图），但随着其逐渐北上，高空极向流出被抑制的局面仍然没有改观，强度发展缓慢。核心区虽然逐渐被深对流覆盖，但结构仍然未得到有效整合。图 台风胚胎 卫星云图（）和 月 日：海洋表面温度图（）（单位：）台风移动主要受大尺度环流系统的影响，在台风“白鹿”移动过程中，副热带高压（简称“副高”）是最直接影响和控制其移动路径的重要天气系统。若副高强大稳定，台风的移动路径通常稳定少变；而若副高强度较弱，台风受到弱引导气流影响，移动路径曲折多变。从 来看，月 日副热带高压强盛且位置稳定，提供的引导气流相当稳定，在其引导下台风“白鹿”前期路径平稳，西北移动趋于台湾。当台风越贴近副高时，受副高外围气流的引导会凸显增强。登陆台湾省 月 日起台风“白鹿”尾部有大量的季风云团汇入，水汽充沛，西南风带来的大量暖湿水汽与“白鹿”环流汇合，对环流进行了水汽和热量的补给。台风云系在卫星云图里常表现为有组织的涡旋状云系，成熟台风的云体结构分为无云眼区、围绕眼区的连续密蔽云区及外围螺旋云带。从 风场来看，副高位置和强度稳定。“白鹿”路径稳定少变，在副高的引导下向西北方向移动，本地受其外围下沉气流影响。从 风场来看，日西南季风和越赤道气流北上，为“白鹿”输送了源源不断的水汽，“白鹿”整体结构得到明显改善，台风眼逐渐建立，强度持续增强，但对流区仍集中在西南侧（图略）。日：台风“白鹿”在台湾省屏东县满州乡沿海登陆，登陆后 ，“白鹿”迅速穿过台湾恒春半岛，进入台湾海峡。台风“白鹿”北部的对流云系在中央山脉与陆地摩擦的影响下大幅削弱，整体结构受到地形影响被严重破坏，但第 期 李应龙等：号台风“白鹿”过程的诊断分析 南侧对流依旧非常强盛，强度维持（图略）。从 风场来看，日副高位置和强度基本维持，夜间起副高强中心范围明显增大，线西脊点西伸至（图 ），“白鹿”北侧偏北气流增强，使得其路径在第二次登陆前略有南落。从 风场来看，随着“白鹿”逐渐靠近，汕头受其西侧强东北风控制，降水趋于明显。进入台湾海峡后，“白鹿”受到北侧副热带高压和季风的共同牵引，西行并逐渐靠近粤闽交界。登陆台湾前后“白鹿”云系宽广，北侧气压梯度力较大，西南侧暴雨云团较强，大风集中在登陆点以北，降雨则集中于登陆点以南。图 年 月 日：位势高度场（单位：）（）和 风场（单位：）（）登陆福建省台风“白鹿”登陆福建前强度维持在强热带风暴级。月 日：台风“白鹿”以强热带风暴级在福建东山县登陆，登陆后迅速西行，强度减弱为热带风暴级，并于：移入广东境内，：在梅州平远县境内减弱为热带低压。从 风场来看，线范围基本不变，说明副高较为稳定（图），受其影响“白鹿”登陆后以西北移为主；从 风场（图）来看，“白鹿”登陆后汕头处于台风中心南侧，风切明显且风速辐合增强，暴雨落区基本和台风本体云系所在位置重叠。图 年 月 日：位势高度场（单位：）（）和 风场（单位：）（）台风“白鹿”登陆后螺旋云系结构明显不对称，南半云系密实，与南海季风云系相连，水汽输送通道清晰可见，北半云系疏松，边界模糊不可分辨，整体结构分布不均匀，台风中心眼区模糊。“白鹿”虽然强度不强，但水汽丰富，再加上外围环流高温带来充足能量，中心经过的区域均造成了强降雨。停编后残涡云系和广东沿海新生对流云系联结，给广东和广西都带来了大范围的强降水。由于“白鹿”登陆后以西北移为主且移速仍较快，汕头降水基本趋于结束，小时雨强虽然强但累计雨量并不大。台风“白鹿”具有“路径较稳定，结构不对称，降雨范围广”的特点。副高是“白鹿”移动过程中最直接的影响和控制因素，“白鹿”由生成到两次登陆期间副高强盛，受其牵引路径稳定，以西北移动为主。受南侧西南季风影响，“白鹿”水汽充沛，但强盛期偏心结构明显，对流区主要集中在西南侧。台风“白鹿”降水成因分析 动力条件）辐合辐散。广东气象第 卷 由汕头地区（）相对散度场随时间变化（图略）可见，发现强降水出现的时间与辐合辐散场的增强有较好的对应关系。日：台风中心靠近台湾南部，台湾省对流层流场存在高层辐散、低层辐合的环流配置。日：台风继续西北移动，中心位于汕头与台湾岛附近的海面上，汕头地区对流层中低层辐合开始加强，到 之间存在 的辐合中心，高层辐散也逐渐增强，出现 的强中心，并且高层辐散大于低层辐合，这种高层辐散和低层辐合的垂直分布特征非常有利于上升运动的发展。“白鹿”在 日早晨登陆东山县后，上升运动明显减弱，但汕头地区仍处于高层辐散、低层辐合的有利条件。日：起，随着低层辐合中心西移，中心位于 左右，高层辐散中心减弱并西移，汕头降水也趋于结束。）垂直速度场。垂直速度是影响降水程度的重要因素之一。日：在 对流层低层为一致的偏南气流，对应整个对流层强烈的上升运动区，但汕头地区（）上空为偏北气流，上升运动弱，对应同一时段汕头地区未出现降水。日：（图略）台湾省（）对流层风场逐渐转为偏西风场，并在对流层中层出现了 .的上升运动中心。日：起汕头地区降水趋于明显（图），此时汕头地区上空逐渐转为一致的偏南风场，上升运动一直延伸到对流层高层，并出现了.的强中心。图 年 月 日：沿 的垂直风场（风向杆，单位：）和垂直速度（填色，单位：）剖面图 日：汕头地区降水明显，大雨覆盖范围广，虽然上升运动强度明显减弱，但汕头上空仍为偏南风控制，对流层中低层也存在较明显的上升运动区，并对应同个时段。日：，汕头上空风场减弱，无上升运动强中心，降水基本趋于结束。不稳定能量一般来说，降水发生前大气是不稳定的，降水开始后受到雨滴蒸发下垫面冷却作用，中上层大气有所增温从而导致大气趋于稳定。因此，持续性降水需要某种机制可以使得大气的不稳定状态一直维持。日：“白鹿”登陆台湾屏东县之前，台湾南部地区 维持 的强中心。日：（图）起闽粤交界的 有明显增加，在本地出现了 以上的高能中心。日：，汕头地区 维持 的强中心，但 高值区随着“白鹿”向西北方向移动，本地降水逐渐减弱。强降水发生前后汕头上空 指数基本维持在 以上，说明汕头上空处于大气层结的不稳定状态，这与本地强降水具有一定的匹配性。图 年 月：分布图（单位：）水汽条件水汽也是产生暴雨的必要条件，台风产生持续性降雨不仅需要其自身云系有较高的水汽含量，也需要大尺度环境场源源不断地提供水汽，才能保证台风强降雨的形成和维持。从 水汽通量和水汽通量散度（图略）可以看到，台风“白鹿”的水汽主要来源于西南季风，水汽通量大值区主要位于台风的右侧，暖湿气流在福建至广东一带汇合。在“白鹿”登陆福建东山县后，仍有源源不断的西南暖湿气流输送，使得水汽相对充沛，为汕头的暴雨提供了良好的水汽条件。结论）台风“白鹿”具有“路径较稳定，结构不对第 期 李应龙等：号台风“白鹿”过程的诊断分析 称，降雨范围广”的特点。副热带高压是“白鹿”移动过程中最直接的影响和控制因素，“白鹿”由生成到两次登陆期间副高强盛且稳定，受其引导“白鹿”路径稳定，以西北移动为主。受南侧西南季风影响，“白鹿”水汽充沛，但强盛期偏心结构明显，对流区主要集中在西南侧。第 次登陆后“白鹿”强度迅速减弱，影响汕头时间短，过程雨量分布不均匀。）高层辐散低层辐合的流场配置有利于上升运动的建立和维持，配合持续较长时间的不稳定层结及低层高温、高湿、高能的有利条件，为该次汕头降水提供了有利条件。“白鹿”登陆福建东山县后，西南季风仍为其源源不断的输送暖湿气流，为汕头的暴雨提供了良好的水汽条件。参考文献：程正泉，林良勋，刘燕，等 粤东台风“浣熊”大暴雨的辐散风动能分析 高原气象，（）：陈联寿，丁一汇 西太平洋台风概论 北京：科学出版社，：王娟怀，李梓贤，唐力生，等 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