“莫拉克”台风登陆前西行路径分析

周炯，董明伦，王力群

（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）

“莫拉克”台风登陆前西行路径分析

周炯，董明伦，王力群

（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）

对0908号台风“莫拉克”登陆台湾前的西行路径特点进行了分析。结果表明，副高的强势西进是维持台风西行的根本原因；2个双台风效应的合成叠加是维持台风西行的重要因素；台风沿对流层低层相对湿度湿轴移动的趋势对台风西行有指示作用；强潮汐的激发作用与台风西行相关。

“莫拉克”台风;西行;环流场;湿度分布;强潮汐

1 “莫拉克”（MORAKOT）台风概况及特点

“莫拉克”（MORAKOT）台风，国际编号为0908号。2009年8月4日02时（北京时，下同）在菲律宾东北部（21.1°N，135.3°E）洋面上，其中心气压为994 hPa，最大风速为18 m/s，强度为热带风暴（TS），并向西北方向移动。8月5日02时升级为强热带风暴（STS）。8月5日14时演变为台风（TY），中心气压加深到975 hPa，中心位于（22.9°N，132.3°E），中心最大风速33m/s。台风形成后，以近乎笔直的路径一路西行，强度加强，速度加快，于8月7日23时在台湾花莲县登陆，8月8日00时中心气压达到955 hPa。在横跨整个台湾之后，于8月8日14时从台湾桃源县入海，在台湾海峡内一路北上，于8月9日18时登陆福建霞浦。之后继续北上，强度持续减弱，于8月11日减弱为热带低压，进入东海。

“莫拉克”台风的特点是强度强，路径怪，灾害重。

“莫拉克”台风发展过程中，中心气压最低达到955 hPa，中心最大风速超过40 m/s，七级风圈半径达到250 km，十级风圈半径达到100 km。

“莫拉克”台风的整条移动路径近乎呈一个直角的“L”形。在登陆台湾前保持了近乎平直的西行路径，在登陆福建后又一路北上（见图1）。

“莫拉克”台风给台湾和大陆沿海地区带来了大量降水，其中给台湾带来的灾害尤其严重。在8月6日至9日的4天影响期间，台湾中南部受特大暴雨袭击，共145个乡镇市受水灾。山区发生大面积坡地坍塌与泥石流。共死亡620人，失踪80人，经济损失高达164亿新台币。而这次创纪录的水灾恰好发生在1959年台湾史上最严重水灾——“八七水灾”50周年纪念之时，故被称为“八八水灾”。

2 “莫拉克”（MORAKOT）台风的移动路径特点及环境场演变

台风移动路径受大型环流场和自身内力变化的制约[1]。下面分别介绍“莫拉克”台风的移动路径特点和环境场的演变。

2.1“莫拉克”（MORAKOT）台风的移动路径

由图1可以看出，在生成后至登陆台湾前的这一段路径，“莫拉克”台风几乎是直直地“撞”上去的。而当时的中央气象台、日本气象厅和美国海军和空军联合台风警报中心发的预报路径，则是一致的西北行方向，都预报“莫拉克”台风不会登陆台湾（见图2）。之后的订正预报也基本维持了西北西的方向，而即将登陆前的订正预报终于纠正为正西行的方向，而此时为时已晚，“莫拉克”台风携卷着大量水汽能量给了台湾重重一击。为何三大预报机构的预报路径都出现了较大偏差？“莫拉克”台风的异常正西行路径值得我们去研究。

图1“莫拉克”台风移动路径

2.2“莫拉克”（MORAKOT）台风的天气背景分析

“莫拉克”（MORAKOT）台风的天气背景，我们分别从高空环流、海洋环境和水汽输送这三方面来分析。

2.2.1 高空环流

8月4日02时的500 hPa等高线图上（图略），中高纬度环流场为典型的两槽一脊型，东槽位于133°E，西槽位于巴尔克什湖，东槽比西槽深，槽线底部在35°N，高压脊位于贝加尔湖西侧。副高的西脊点位于144°E，140°E以西及30°N以南的西北太平洋上形成了一个大的低压环流带。这个大的低压带由两个台风组成，一个是之前在海南岛附近登陆的0907号台风“天鹅”，另一个就是0908号台风“莫拉克”。8月4—5日，这个西南部的低压带向西移动，而副高也向西延伸。副高南部的偏东气流成为“莫拉克”台风最稳定的引导气流，使之向西移动。而低压带南部的强西南风，不断地从孟加拉湾带来丰沛的水汽能量。8月6—7日，副高继续西伸，“莫拉克”台风继续稳定西移。7日晚至8日受中高纬度西风槽东移影响，副高开始东退，“莫拉克”台风受槽前偏南引导气流影响向北偏西方向移动。9日中高纬西风槽已东移至朝鲜半岛，台风北方的高压势力明显减弱。“莫拉克”台风在弱的流场中，继续缓慢向西北方向移动。9日晚登陆福建，受偏南气流引导持续北上。10—11日，受500 hPa深槽东移南压影响，“莫拉克”台风加速北上，并逐渐转向东北方向，于8月11日减弱为热带低压，进入东海。

图2 三大预报机构的“莫拉克”台风路径预报

图3 太平洋海平面至300 m深度平均海温的纬向平均（8°—12°N）距平

图4 西北太平洋（5°—22.5°N，100°—125°E）季风指数（绿框）与水汽通量（蓝线）距平合成图

2.2.2 太平洋海洋环境

海表面温度（SST）的高低是影响大气环境稳定与否的重要因素之一。热带海区的海温如果偏高，将容易造成有利于热带气旋生成、发展的环境[2]。2009年夏季海温距平的空间分布图显示，菲律宾及台湾附近海域呈现负距平的分布。另一方面，根据GODAS（Global Ocean Data Assimilation System）资料，分析太平洋海平面至300 m深度的平均海水温度（见图3），发现从2008—2009年，120°—150°E（即菲律宾以东海域）表层下存在一暖水团，而该暖水团在2009年夏季呈现相对高温的状态。这样一个温暖的海洋环境有利于提供台风生成及发展所需的大量能量。

2.2.3 水汽输送

分析西北太平洋（5°—22.5°N，100°—125°E）海域季风指数和850 hPa水汽通量距平合成图（见图4），发现2009年夏季季风强度在历史上属于中等偏上。而分析低层水汽通量的变化，发现2009年的强度是历史上最强。旺盛的水汽通量，意味着西南季风将提供大量的水汽，有利于西北太平洋海域热对流的发展。正是在此背景下，在同一个季风槽中连续发展出了3个台风，分别为0907号台风“天鹅”、0908号台风“莫拉克”和0909号台风“艾涛”。

3 “莫拉克”（MORAKOT）台风登陆前西行原因分析

“莫拉克”台风登陆台湾前，在大环流背景下的移动以西移为主，而向北的分量到底有多少，是当时预报的难点。三大预报机构在8月3—5日的预报中都给出了相当多的向北分量，没有准确预报出“莫拉克”台风登陆台湾中东部的事实，使预报路径与台风的实际路线发生了较大程度的偏离。那“莫拉克”台风应有的正常向北分量到底受到什么因素的制约了呢？下面从环流场、外围天气系统、物理量场和其他外力等方面进行分析。

3.1 副高加强西进是维持“莫拉克”西行路线的根本原因

从图5a上看，8月4日08时500 hPa等压面上，西部分裂出一南一北两个浅槽。北支槽位于136°E，槽底位于45°N以北。南支槽位于朝鲜半岛东部，槽底伸至日本南部，于135°E有一个576的闭合低中心。东槽位于180°E附近，移动缓慢且处于不断加深的过程中，槽底已经南伸至33°N附近。副高同时受到西部南支槽的阻挡和东槽的挤压，以及北部高压脊的影响，出现一个592的闭合中心，中心位于（160°E，30°N），副高588线西脊点在140°E以东。从此时的环流形势来看，“莫拉克”台风受到副高南部偏东气流的引导，以及北部南支槽的吸引，再加上自身内力的作用，在西行的大致方向上，向北的分量确实显得必不可少。各大预报机构得出的预报结论，可能是南支槽加深，进一步加强对副高的打击，致使副高进一步东退，“莫拉克”台风继续西北行。

图5 500 hPa高空形势图

然而此后副高的发展却出乎意料。8月5日08时500 hPa等高线图（见图5b）显示，副高在24小时的时间内，西脊点向西推进了5个经度，达到了135°E。闭合中心也西进至（155°E，30°N），这显然与副高受到东槽的挤压和高压脊的加强关系密切。而原南支槽的576闭合低中心已经消失，很显然南支槽在东移过程中并没有在发展起来，而是被副高强硬地顶回了北边，强度也开始减弱。此时“莫拉克”台风受到的最主要引导气流仍然是副高南部的偏东气流。由于副高西脊点的强势西伸和南支槽的减弱，其向北移动的分量大大减少了。观测实况显示，8月4日08时—5日08时，“莫拉克”台风由（21.2°N，135.3°E）移至（22.7°N，133.3°E），向北移动了1.5个纬度，向西移动了2个经度。如果说台风刚发展时保持了西北移向，那从8月4—5日的发展则可以看出，此时“莫拉克”台风向北移动的分量开始受到明显的抑制。

可此后的副高的发展继续强势。经过24小时的发展，至8月6日08时（见图5c），副高的西脊点已经西伸达到了125°E，又整整向西推进了10个经度，接近中国东部大陆。闭合中心也西进至（150°E，30°N），592的闭合等高线已经触及到140°E线。而此时可以注意到，东太平洋上的高压主体也已加强，出现了596的闭合中心，592线也西伸至接近180°E线。其外围的588线仍然和西北太平洋副高打通。而此时原来的南支槽已经东移北缩至150°E。这样，我们分析认为正是由于东太平洋高压的加强支持，和北部高压脊的加深影响，以及原南支槽的挤压作用，导致西太平洋副高空前加强西伸，这进一步挡住了“莫拉克”台风向北移动的路径，在其整个西移过程中起着关键性的作用。实况分析显示，8月5日08时—8月6日08时，“莫拉克”台风由（22.7°N，133.3°E）移至（23.4°N，128.3°E），向北移动了0.7个纬度，向西则移动了5个经度，向北的分量受到极大抑制，移动路径近乎西行。此时临近“莫拉克”台风登陆台湾，各大预报机构开始进一步订正预报结论，逐渐减少向北分量，发布登陆台湾的预报。但这时离台风登陆仅有1天的时间，使得许多台湾民众措手不及。

8月7日08时（见图5d），副高西脊点已达到123°E，近乎达到江苏沿海，这也是此次副高西进过称中的最西点。北方的槽虽有加深，但对已经西移的副高主体影响并不大。实况显示，8月6日08时—8月7日08时，“莫拉克”台风由（23.4°N，128.3°E）移至（23.7°N，123.4°E），向北移动了0.3个纬度，向西移动了4.9个纬度，在保持了原西行速度的同时，进一步减少了向北分量，移动路线近乎平直西行。在随后14个小时内在偏东气流的引导和台湾地形的吸引下，“莫拉克”台风终于在8月7日23时在台湾中东部花莲县登陆。

纵观“莫拉克”台风的整个西行过程，出奇强盛的副高持续西伸在其中扮演了关键的角色。正是由于副高的坚决西伸，提供了强大的偏东气流作为“莫拉克”台风的主引导气流，同时还阻隔了其与西风带短波槽的联系，反过来还让西风槽的挤压直接作用在自身，间接地进一步起到了压制“莫拉克”台风偏北移动分量的作用。而深究副高加强，西风槽北缩减弱的原因，我们认为西太平洋副高的异常强势也跟东太平洋的副高加强以及更大尺度的环流背景有关（图略），同时西风槽的弱势和高压脊的影响也对副高的加强起到了一定的作用。再观察图3，可以发现一更大范围的西太平洋海区高温暖池区（100°—180°E）。西太平洋暖池区海温异常对副热带高压、西风急流、西风带槽脊强度及位置分布均有重大影响,并造成全球高度场、温度及风场的变化,它使增温区两侧的副热带高压加强并向极地一侧移动,促使西风急流加强并北移,使东亚大槽北缩,并增大高纬与热带之间的热力差异[3]。所以我们认为大尺度的环流影响和特定范围内的海温环境差异是副高加强，西风槽北缩减弱的原因。

3.2 热带低压的影响是维持“莫拉克”西行路径的重要因素

前文已指出，2009年夏季，西太平洋副热带海域的季风指数和850 hPa水汽通量距平合成达到了历史最高值。旺盛的水汽通量和强盛的西南季风共同给这个区域带来了源源不断的水汽和能量，使这个季风槽中短时间内连续诞生了3个台风，自西向东分别是0907号台风“天鹅”、0908号台风“莫拉克”和0909号台风“艾涛”（见图6）。

图6 三台风并存红外云图

图7 200—700 hPa风场与涡度场合成图

关于双台风之间相互作用的研究，目前被广泛接受的是双台风效应，又称为“藤原效应”，即两个热带气旋相距在1500 km以内时，会围绕气旋中心连线的几何中心做逆时针方向的相互旋转。陈联寿[1]等对双台风之间的相互作用做了进一步研究，指出当两个台风之间距离大于15个纬距时，大多通过环境场发生间接作用。蔡海艇[4]等对双台风相互影响的统计研究表明，当两个台风相距20个纬距之内时，就可能产生明显的相互旋转现象。

通过云图可以发现，“天鹅”和“莫拉克”以及“艾涛”和“莫拉克”之间的距离都小于20个纬度，可以认为他们之间都会产生双台风效应。分析西边两个台风，根据“藤原效应”理论，“莫拉克”受“天鹅”影响应该有向北移动的分量。而东边两个台风正好相反，“莫拉克”受“艾涛”的影响应该有向南移动的分量。那到底是哪个台风对“莫拉克”的影响大一些呢？

一旦双气旋间相距在1500 km内，互旋就会明显起来，其发生频率随距离减小而增加。热带气旋相互的逐步响应与环境流场的作用有关。如，强气旋性水平切变环境会增强双气旋互旋作用。进一步讲，大的热带气旋相互影响的距离比小的气旋要大[5]（见图7）。

分析200—700 hPa的风场与涡度场合成图（见图7），图中用深绿色圆环标记出来的就是“艾涛”所对应的中高层气旋性中心。首先观察这3个台风之间的相对距离，可以看出，8月5日08时到7日14时，“艾涛”和“莫拉克”之间的距离小于“天鹅”与“莫拉克”之间的距离。这说明“艾涛”与“莫拉克”之间发生互旋的频率大于“天鹅”与“莫拉克”之间的频率。

再注意观察可以发现，“艾涛”和“莫拉克”相结合所组成的气旋性水平切变环境要明显强于“天鹅”。当然，这也与“天鹅”形成较早，且已登陆海南受到削弱，而“艾涛”正处于发展阶段的原因有关。所以，这也说明了“艾涛”和“莫拉克”之间发生互旋作用的强度要明显大于“天鹅”与“莫拉克”相互作用的强度。

最后，发现“艾涛”的流场及中心强度都比“天鹅”要“大”，根据上文所述的理论，“艾涛”无需与“莫拉克”保持过近的距离就能产生相当大的相互作用。

综合分析得出，“艾涛”比“天鹅”对“莫拉克”的作用更大。“莫拉克”更多地受到“艾涛”的影响，表现为有向南移动的分量。这部分分量抵消了“莫拉克”原有的向北移动的分量，故成为了维持莫拉克西行路径的重要因素。

3.3 湿度场的分布对“莫拉克”西行的指示作用

赵凯等[6]研究了0421号台风“海马”在登陆前后湿焓场与台风移动路径的关系后指出，“海马”有向能量增强最大的方向移动的趋势。陈德林等[7]通过500 hPa湿热能量场对9615、9618号台风的移动路径进行了研究，结果发现：台风中心位于高能量区内，台风沿着高能量轴移动。当台风移动遇到低能量轴的阻挡时，将逐渐与低能量轴趋于一致。刘爱鸣等[8]对0102号台风“飞燕”的移动路径进行了分析后指出，台风“飞燕”有沿850hPa高能中心轴移动的趋势。

对短期天气预报而言，大气中能量变化主要由水汽潜热释放所致。由于在常规资料中没有能量场物理量，并且计算复杂，应用不便，为了在日常业务中应用能量场分析台风移动路径，我们可以把大气中潜热释放与湿度变化近似看作正相关关系。这样在实际业务中可以把850 hPa湿度场作为能量场，用湿度场的分布特点来分析能量场对台风移动路径的制约作用[9]。

图8 2009年8月5日14时850 hPa等压面上相对湿度分布

在8月5日14时850 hPa湿度场（见图8）上，“莫拉克”台风移动方向的右前方为东西向的湿度干轴线。台风移动方向的左前方为东西向的湿度湿轴线。从湿度场的分布分析，由于台风右前方存在湿度干轴线，台风北上将受到湿度干轴的阻挡。台风将沿着湿度湿轴线向西移动，移动方向趋于与相对湿度干轴线一致。

可以发现，台风在登陆台湾前的西行路线与上述分析相一致，“莫拉克”台风有沿着对流层低层相对湿度湿轴移动的趋势。而对流层低层对台风移动起阻挡作用的东西向相对湿度干轴也与高层副高的西伸脊线方向很好地一致起来了。综合分析得出，湿度场的分布对“莫拉克”台风的西行有一定的指示作用。

3.4 强潮汐的激发作用是“莫拉克”西行的相关因素

0608号热带风暴“桑美”（SAOMAI）2006年8月5日晚在关岛东南方的西北太平洋洋面上生成，恰逢8月6日的月亮赤纬角最大值（28.6°），潮汐南北震荡幅度最大，历时12小时在南28.6°N之间震荡一次，使“桑美”8月7日凌晨加强为强热带风暴，下午加强为台风；8月9日为日月大潮，11日为月亮近地潮，两者时差不超过3天，形成强潮汐，半日潮使“桑美”在8月9日上午加强为强台风，傍晚加强为超强台风。认真研究强潮汐作用，对自然灾害的预防预测有极大的科学意义[10]。

台风在强潮汐期间发生，会造成不可抗拒的灾害[11]。2009年8月6日为日月大潮，9日为月亮赤纬角最小值（南纬0.00013°），赤道附近潮汐变化较大。“莫拉克”台风致灾严重，强潮汐的激发作用是原因之一。

纵观“莫拉克”台风登陆台湾前的整个西移过程，4日08时—5日08时向西移动了2个经度，移速较慢；而5日08时—6日08时为5个经度，6日08时—7日08时为4.9个经度，后两日的移速都提高了近2.5倍。6日前后“莫拉克”台风移速的加快跟日月大潮很好地对应起来了。强潮汐对“莫拉克”台风的激发作用表现在了移速的变化上。我们分析认为，“莫拉克”台风5—7日登陆前的加速西行，最终撞向台湾中东部这样一个过程，是综合环境场和内外力的明确西行指向下，强潮汐激发作用的明显体现。

4 结论

通过对0908号台风“莫拉克”（MORAKOT）登陆前西行路径的分析，有以下几点结论。

（1）8月4—7日间，副高的强势西进是维持“莫拉克”台风登陆前西行近乎正西行路径的根本原因；

（2）“艾涛”与“莫拉克”之间的双台风效应强于“天鹅”与“莫拉克”之间的效应，两者合成叠加的最终结果成为了维持“莫拉克”台风登陆前西行路径的重要因素；

（3）湿度场的分布对台风的移向有一定的指示作用。“莫拉克”台风有沿着对流层低层相对湿度湿轴移动的趋势；

（4）潮汐变化带来的强潮汐激发作用是“莫拉克”台风西行的相关因素。

[1]陈联寿,丁一汇.西北太平洋台风概论[M].北京:科学出版社,1979.

[2]周仲岛等.莫拉克台风纵观环境与降雨特征分析[R].台湾:行政院国家科学委员会莫拉克台风科学小组,2010.

[3]董敏,陈隆勋,廖宏.西太平洋暖池区海温异常对冬季环流影响的数值研究[J].海洋学报,1994,16(3):39-49.

[4]蔡海艇.浅析西太平洋及南海双台风效应[J].军事气象水文,2006,(6):26-28.

[5]Greg Holland.全球热带气旋预报指南[M].北京:气象出版社,1995.

[6]赵凯,濮梅娟.0421号热带风暴“海马”登陆前后环境场对其移向和强度影响的分析[J].台湾海峡,2005,24(3):370-375.

[7]陈德林,卢保祥.500 hPa湿热能量场对9615、9618号台风移动路径的制约及预报[J].气象研究与应用,1997(1):34-35+19.

[8]刘爱鸣,林毅,李泓浩.0102号台风“飞燕”移动路径特点分析[J].台湾海峡,2003,22(1):102-107.

[9]魏新,李海宁,姜旻等.台风“森拉克”转向前异常路径分析[J].海洋预报,2010,27(4):33-38.

[10]杨学祥,杨冬红.潮汐变化气候周期及其作用[C].2007年天灾预测总结学术会议文集.北京:中国地球物理学会,2007.

[11]杨学祥.台风莫拉克给台湾的教训:随机路径和生存概率[EB/OL].http://sciencetimes.com.cn/blog/user_content.aspx?id=250486,2009-08-20.

Analysis of the west moving path of typhoon“Morakot”before its landing

ZHOU Jiong WANG Li-qun

(China Satellite Marine Trace and Control Department,Jiangyin jiangsu 214431China)

The west-moving path of typhoon MOLAKOT before its landing on Taiwan was analyzed.The result indicated that ultimate causation of the west-moving path was the reinforced subtropical high pressure zone.The important factor of the west-moving path was the synthesizing of the 2 effects of binary typhoon.The moving trend along the wet axis of relative humidity in lower troposphere is the indication of the west-moving path.The exploding of the tide associated with the west-moving path.

Morakot;west-moving path;circulation;humidity;tide

P444

A

1003-0239（2011）04-0014-09

2010-11-16

周炯（1983-），男，工程师，主要从事海洋气象预报工作。E-mail:zjrage@yahoo.com.cn