0907号热带风暴“天鹅”登陆后异常路径和陆上维持机制的诊断分析

苏小山，谢韶，萧飞

（茂名市气象局，广东茂名 525000）

0907号热带风暴“天鹅”登陆后异常路径和陆上维持机制的诊断分析

苏小山，谢韶，萧飞

（茂名市气象局，广东茂名 525000）

2009年第7号热带风暴“天鹅”在广东省台山沿海登陆，登陆后在粤西上空长时间停留、强度维持，后期路径异常，针对这几方面在预报上的难点进行分析。结果表明：热带气旋在陆上长时间维持与低空水汽通道的连结，高空弱的风场切变有关；热带风暴后期路径第一次西南转向是由于周围环境流场出现变化转向西南的，第二次路径再次产生转向，是受到离它较近的台风“莫拉克”的牵引作用，另外，925 hPa附近θse的高值区或高能轴也可意示“天鹅”的趋向。

气象学；热带风暴“天鹅”；异常路径；长久维持；分析

1 引言

台风登陆以后未来的路径如何，在陆上能维持多久，对影响地区带来的强降水而导致的各种次生灾害是人们关注的问题。影响台风移动路径变化的因素较多，环境场对台风的引导作用，台风自身结果与强度的变化及台风与周围大气环境的相互作用等都会影响台风的移动路径。而台风在陆上的维持和衰亡机制不仅和环境条件有关，而且还和陆面过程有密切的关系。

2 热带风暴“天鹅”的概况

2009年8月5日06时（北京时，下同）0907号热带风暴“天鹅”在广东台山海宴镇沿海地区登陆,登陆时中心最大风力9级，达到23 m/s的风速。之后滞留在台山上空超过10 h才缓慢西移，强度缓慢减弱，5日08时减弱为20 m/s，之后一直维持不变长达14 h，直至5日22时才减弱为热带低压（18 m/s），6日11时后，路径由原来的西移转为西南向，7日08时后移出湛江地区进入北部湾，7日14时重新加强为热带风暴，继续往西南方向移动，8日17时又再次转向东南，之后逐渐减弱消失（见图1）。

分析热带风暴“天鹅”从登陆后到消亡的全过程，存在两方面的预报难点：一是登陆后移动方向出现两次转向（西南转向和东南转向）；二是热带风暴在内陆上空长时间维持并引发沿途强降水。本文利用常规的探测资料、NCEP再分析资料、结合卫星云图对热带风暴“天鹅”登陆后的预报难点进行分析，以求找出一些台风的预报经验。

3 登陆后路径异常的原因分析

0907号热带风暴“天鹅”登陆后的移动路径可分为三个阶段：第一阶段（8月5日06时—6日11时）登陆后继续西北偏西缓慢移动进入茂名境内阶段；第二阶段（6日11时—8日17时），6日中午转向西南方向进入北部湾阶段；第三阶段，8月8日17时又再次转向偏东南方向移动直至消失的阶段。以下分别从环流场、卫星云图及能量场进行分析。

3.1 大尺度环境场的变化（500 hPa高度场）

“天鹅”登陆时5日08时500 hPa高度场显示（见图2a），在中高纬有西风槽移到河套附近，槽底落到30°N，华东及高原上空分别为副高和大陆高压控制，“天鹅”处在两高之间的鞍形场中，以后东西两环高压缓慢东西并进，在微弱的东风气流的引导下，“天鹅”几乎不动或缓慢向西方向移动。6日08时（见图2b），随着西风槽的东移北收，两环高压继续缓慢加强，而且西环高压向东伸展过程的同时也南落发展，控制了整个中南半岛，在“天鹅”的西北侧形成高压坝，此时“天鹅”外围的引导气流也由偏东转为东北气流，导致了“天鹅”在6日中午由偏西转向西南，由于东北气流仍然偏弱，“天鹅”经过了48个小时即8日08时（见图2c）才移到北部湾南缘。此时，其东侧有另一台风“莫拉克”（0908号）加强形成，随着东侧台风“莫拉克”的北上，辐合带也被牵引北上到南海北侧，而此时“天鹅”处在辐合带内，在热带气旋的趋低性的作用下，“天鹅”再次转向偏东，直至减弱消失。

图1 热带风暴“天鹅”的路径图

图2 热带风暴“天鹅”500 hPa高度场（单位/dagpm）

3.2 卫星云图分析（双台风作用）

用卫星云图作热带气旋路径预报已有不少研究，这里主要是对“天鹅”登陆后出现两次转向的卫星云图进行分析。图3分别是“天鹅”登陆后某些时次的红外云图。其中图3a是刚登陆时的云图，从图中显示，“天鹅”登陆时，远离东侧的台风“莫拉克”，其北侧为薄云区，东侧则为晴空区，西侧有较厚的云系覆盖。图3b即5日20时，在“天鹅”西北偏西侧有成片的亮白云系发展，而且云系的东侧边缘与“天鹅”环流相连结，从前面环流场分析可知当时中高纬刚好有西南槽底经过之后北收，此表明了热带气旋有往低涡云团处移动的倾向，即此段时间“天鹅”是缓慢往西北偏西方向移动的。6日08时，“天鹅”东侧仍为晴空区，北侧和西北侧云系变薄，特别是西北侧云界变光滑，说明了从6日08时开始其北侧和西北侧为高压控制，阻止了“天鹅”继续西北偏西移动而转向西南方向。随着后来“天鹅”的西南移动，其东侧的台风“莫拉克”也因为西北移动逐渐互相靠近，“莫拉克”的西南侧尾部云逐渐与“天鹅”云系相连接，从8日08时（见图3f）可清晰发现，此时，“天鹅”的云系已经进入了西南季风区，成为“莫拉克”尾部的西南急流区的云系，在“莫拉克”的吸引下，从而再次转向东南方，直至减弱填塞。

3.3 925 hPaθse分析

图3“天鹅”登陆后各时次的红外云图

热带气旋区域是高能量聚集区域，其附近区域大气能量的分布和变化对热带气旋未来强度和移向的变化有较大的影响，对热带气旋附近区域的大气能量场的分析，在热带气旋路径的预报中有较大的帮助。

θse是空气中气压、温度、湿度的函数，其数值大小和变化能反应大气能量高低变化。本文计算了“天鹅”附近区域925 hPa的θse，分析θse的数值大小和变化发现，“天鹅”登陆后5日08时在热带气旋中心附近有一值为85℃的高能区域，5日20时，在广西中南部出现了中心值为90℃的高能区域（见图4a），此段时间，“天鹅”缓慢西移，这也是“天鹅”登陆后继续西北偏西缓慢移动的第一阶段；6日08时原在广西中南的高能区域往南落，中心位于北部湾附近（见图4b），“天鹅”此时也开始了进入了移动的第二阶段-转向西南，7日08时，高能区域呈东北西南走向（图略），更有利“天鹅”的西南行；8日08时，在北部湾南部一带出现一高能区，呈西北东南走向，中心在南海一带（见图4c），当“天鹅”贴近高能边缘的时候，再次转向东南，也就是登陆后第三阶段，之后减弱直至消失。从以上分析可知，“天鹅”的基本是沿着925 hPa层热带气旋附近θse的高值区或高能轴移动的。

图4 强热带风暴“天鹅”925 hPaθse场分布图（单位：℃）

图5 沿22°N作“天鹅”不同时次的风矢量和全风速的垂直剖面图

4 强度长时间维持的原因分析

4.1 弱的水平风切变有利于“天鹅”的强度维持（垂直分布）

由扰动不稳定理论可知，水平风速垂直切变越小，越有利于波动稳定，对流层上、下部弱的风速垂直切变有利于气柱内凝结潜热的集聚和暖心结构的形成，进而有利于扰动气旋强度的维持和加强，因此，对流层风速切变小是台风发生发展的一个很重要的必要条件。有关对流层风速切变大小对台风发生发展已进行了不少的分析研究工作[1—3]。这里同样可以用它来分析台风在陆上的维持机制。

对“天鹅”登陆后在沿22°N作不同时次的风矢量和全风速的垂直剖面图分析，发现“天鹅”登陆后5日08时（见图5a）热带气旋中心附近区域的垂直风矢量变化特别是中高空风矢量变化非常小，热带气旋东侧基本吹一致的东南风，西侧吹东北风。垂直风速切变也相当小，在热带气旋中心附近等风速线几乎与经线垂直，低层风速与高层风速变化不明显，200 hPa和850 hPa风速之差不到4 m/s。至5日20时（见图5b），热带气旋中心的东侧风矢量及风速的垂直切变仍然小，而西侧稍有加大，但不明显，而且200 hPa和850 hPa风速之差仍在4 m/s以内，这对“天鹅”维持热带风暴长达14 h起到一定的有利作用。6日08时（见图c），600 hPa以下的风矢量及风速切变仍较小，但500 hPa以上风速明显减弱，200 hPa和850 hPa风速之差已转为负，这不利于高层辐散抽空作用，所以导致后来热带气旋的西行过程逐渐减弱为热带低压。

4.2 充沛的水汽供应为“天鹅”的强度维持提供了能量（850 hPa急流及水汽通量）

水汽输送通过影响热带气旋的热力结构来影响热带气旋强度，充沛的水汽供应有利于热带气旋暖心维持，即有利于热带气旋强度的维持或发展[4—5]。分析“天鹅”登陆后在陆上维持或缓慢减弱的此段时间（8月5日08时—7日08时）850 hPa水汽通道及流场，发现“天鹅”登陆时（5日08时）外界的水汽输送有2支气流（见图6a）：一是南海的西南气流；二是从孟加拉湾经中南半岛汇入南海的西南气流的西风气流，它是越赤道东风急流在非洲东岸转向而来,风速大、持续时间长。这两支气流汇合形成了西南低空急流。直至6日20时（见图6b），西南急流强度随着西风气流的增强、减弱出现波动，但始终出现在“天鹅”的东南部。由于持续的西南低空急流携带的暖湿空气不断流入“天鹅”环流中，为积云对流的发展维持提供了保障，而活跃的积云对流在发展过程中凝结潜热释放是热带气旋维持所需的主要能量，使得“天鹅”维持热带风暴强度10多个小时，之后即使减弱为热带低压，也继续在陆上长久维持30多个小时。特别是在7日08时（见图6c），“天鹅”东南侧的西南急流突然加强，由原来6日20时的15 m/s左右加强到25 m/s左右，而在7日14时“天鹅”又由热带低压重新加强为热带风暴。可见，充足的水汽输送和低空有明显的西南急流卷入有利于登陆后“天鹅”强度长时间维持或缓慢减弱[4—5]。

图6 “天鹅”850 hPa上水汽通量（单位：g·s-1·hPa-1·cm-1）和风矢量（单位：m·s-1）分布图

5 小结

（1）“天鹅”登陆后移动的前两个阶段是受其周围环境流场的引导移动转向西南的，但后期外围环流对其移动作用很小的时候，“天鹅”的移动路径再次产生转向，是受到离它较近的台风“莫拉克”的吸引；

（2）“天鹅”基本是沿着925 hPa层热带气旋附近θse的高值区或高能轴移动的。“天鹅”也有向云团发展方向移动的趋向，热带气旋原移动方向出现晴空区，则意味着热带气旋将受高压坝的阻挡从而转向；

（3）弱的水平风切变、充足的水汽输送和低空有明显的西南急流卷入有利于登陆后“天鹅”强度长时间维持或缓慢减弱。

[1]姜丽萍,夏冠聪,尤红,等.“珍珠”台风强度及路径异常的分析[J].台湾海峡,2008,27(1):124-128.

[2]吴乃庚,林良勋,李天然,等.环境流场和“派比安”结构变化对其异常北抬路径影响的诊断分析[J].气象,2007,33(11):10-15.

[3]罗碧渝,张晨辉,黄茂栋,等.0601号强台风“珍珠”分析[J].海洋预报,2008,25(1):95-101.

[4]李英,陈联寿,徐祥德.水汽输送影响登陆热带气旋维持和降水的数值试验[J].大气科学,2005,29(1):91-98.

[5]尹洁,王欢,陈建萍.强热带风暴碧利斯造成华南持续大暴雨成因分析[J].气象科技2008,36(1):63-68

Diagnostic analysis on anomalous track and sustaining over land of the landfall tropical storm 0908 “GONI”

SU Xiao-shan,XIE Shao,XIAO Fei
(Mao Ming Meteorological Bureau,Mao Ming,Guangdong,525000 China)

Tropical storm 0908“GONI”landed on the coast at Taishan city of Guangdong province.After landfall,it rested on the western Guangdong province over air long time and its intensity keeps steady.Moreover,its track in later period was unusual.In view of those aspects,the forecast of tropical storm“GONI”is difficult.In this article,the analysis of tropical storm“GONI”is carried on.The main conclusions are as follows:tropical cyclone maintenance over land relates to low-altitude water vapor channels'linking and high-altitude weak shear of wind field;the tropical storm track turning southwest for the first time is due to the change of surrounding environment flow field;for its second turning,the typhoon“MORAKOT”plays the role of traction.In addition,the high value of θse on the levels of 925hPa or the high energy axis could also indicate the trend of“GONI”.

meteorology;tropical storm“GONI”;anomalous track;long sustaining;analysis

P444

A

1003-0239（2012）01-0025-06

2011-04-25

苏小山（1978-），男，工程师，主要从事天气预报工作。E-mail:13929713089@139.com