“灿鸿”减弱为温带气旋过程中卫星云图特征分析

孙　琪，李兴权，徐　玥，杨娃娃

（黑龙江省气象台，黑龙江哈尔滨150030）

“灿鸿”减弱为温带气旋过程中卫星云图特征分析

孙琪，李兴权，徐玥，杨娃娃

（黑龙江省气象台，黑龙江哈尔滨150030）

1　引言

卫星观测具有较大的空间覆盖率和时间分辨率，可以快速对大范围环流系统的分布做出全面的监测，已经成为监测和预报业务中的重要手段之一。目前，FY-2G已经投入业务应用，并提供半小时一次的卫星图像，可以更细致地分辨系统的发展演变。

利用卫星云图资料分析台风，主要针对于台风的发生发展、强度、移动路径及其产生的暴雨等天气过程中［1］，而对台风减弱过程中的云图特征研究的甚少。对黑龙江影响较大的台风系统主要是台风减弱后的温带气旋系统。2015年7月12-14日黑龙江东部地区出现了暴雨，局地大暴雨天气，过程最大降水量达144 mm。降水于12日22时自牡丹江东宁进入黑龙江，并逐渐向北移动。降水量分布呈现稳定性、均匀性和持续性的特征。此次降水是由1509号台风“灿鸿”北上减弱为温带气旋后产生的。由于黑龙江省位置偏北，通常台风北上至黑龙江时已经减弱为热带风暴，其产生的天气也大为减弱。本文利用常规观测资料、以FY-2G卫星云图资料、地面自动站资料，对这次台风减弱过程卫星云图特征进行分析，为黑龙江省台风影响暴雨的分析和预报提供一些有意义的依据。

2　天气形势

1509号台风“灿鸿”于7月9日14时加强为强台风，23时加强为超强台风，达到最强盛阶段；11日 10时“灿鸿”减弱为强台风，20时减弱为台风，12日09时为强热带风暴，17时为热带风暴，13日02时在朝鲜西南部地区减弱为热带低压，中央气象台于13日早晨5点停止编号。“灿鸿”快速减弱过程主要集中在7月11-13日。

10日08时，副热带高压588线呈块状，向西伸展至117°E，向北至45°N；华北地区为冷槽，槽前为低云带；贝加尔湖附近为冷中心，其东部为冷平流。20时，“灿鸿”在副高南部偏东气流引导下向西北方向移动，华北冷槽北抬，副高脊线南下东退。11日20时，华北冷槽在东移贝加尔湖冷空气作用下发展成东北冷槽，冷槽自黑龙江北部南伸至华北，与北上台风相连，此时500 hPa台风气旋环流与温度中心分离。副高588线东退至日本海。12日20时，由于副高阻挡作用减弱，“灿鸿”迅速北上，强度快速减弱，温度槽落后于高度槽，台风环流减弱为温带气旋。

3　卫星云图演变

7月10时“灿鸿”为超强台风，红外云图上有清晰的圆形台风眼，台风眼周围圆形密蔽云区发展强盛，在“灿鸿”南部为白亮的冷云区（能量泡），云顶亮温低，云团发展高，北部有向外辐散的螺旋状云带，与200 hPa高空辐散气流位置一致，台风云系结构特征明显。22时，台风能量泡强度减弱，面积减小，云顶亮温梯度降低，对流云区逐渐分散，外围螺旋云带强度减弱，内部出现多条弱回波区。但台风眼仍清晰可见，并仍呈圆形。

11日18时，红外云图台风眼消失，台风强度减弱，东部副高外围螺旋云带仍较旺盛，内部有断裂的对流发展，西北部向外辐散的台风螺旋云系向北凸起，与东移的华北低槽云带相遇加强，形成边界清晰的外围螺旋云带。而台风西部螺旋云系强度明显减弱，为中低云。可见光云图上台风眼清晰可见，螺旋云带高低错落有致，西部转为开口细胞云，云区中出现无云区。12日09时，红外云图上表现为锋面气旋发展阶段云系特征。台风北部向北凸起高云区面积增大，其外围辐散云系边界清晰，与500 hPa冷锋区位置相符，云区位于冷锋前部的暖区中，且内部有对流发展，可见光云图上可见云顶凸起。东部副高外围仍为强烈发展的对流云，云顶亮温低，可见光云图上最为白亮，长约170 km。而台风南部，包括台风眼周围表现为螺旋向内旋转的积云线，宽约130 km，积云高度低，强度弱。锋面云系特征明显，干舌伸入眼区，气旋特征达到最强。12日20时，涡旋云系快速减弱，低涡北部为稳定的暖区云系，东部为断裂对流带，南部为纤维状卷云，锋面气旋云系逐渐减弱。13日，减弱的锋面云系北上与黑龙江的冷涡云系合并发展，在黑龙江东部产生暴雨天气。可见光云图上云系顶部较平整，为高积云。

在台风减弱为温带气旋的过程中，地面低压系统中冷暖锋结构明显。12日08时暖锋前部为反气旋弯曲云系，强度较弱，局部较强，外围为纤维带状，与冷空气交接处边界清晰；冷锋前部为冷锋对流云带，云系发展较强，后边界清晰，地面冷锋与冷锋云系后边界相距约100 km。

13日08时，地面低压北上过程中增强，低压前部暖锋云系强度增加，面积增大，这是逐渐减弱暖锋云系与北部冷锋云系合并导致的，这是黑龙江省台风暴雨的主要天气类型［2］。可见光云图上表现为高而稠密的对流云系，云顶突起呈反气旋排列，有暗影，外围有纤维状卷云。冷锋云系强度减弱，冷锋云带逐渐断裂，局地对流云团面积小，强度弱，且冷锋云带地面冷锋间距增加至120 km，且冷锋后部冷空气北上深入。北上台风虽然减弱，但其所携带的暖湿空气仍具有较大能量，为黑龙江暴雨带来充沛的水汽和能量。

4　温度平流

温度和温度变化是天气系统演变的主要因素。台风是发生在热带海洋上的一种具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋。当“灿鸿”为超强台风时，200-925 hPa均为暖心和深厚低压中心，温度中心与台风中心重合。700 hPa、500 hPa冷槽位于西部，分别伴有冷锋云带。冷槽与暖心分离，各系统独立。11日08时，冷暖系统北上逐渐靠近，西部冷槽合并为深厚冷槽；台风500 hPa仍为暖心结构，中心强度为0℃，850 hPa北部为冷区，南部为暖心（24℃），暖区中云团发展更旺盛，而冷区云带强度减弱，从低层开始台风结构逐渐瓦解。

12日08时，冷槽云系与温带气旋云系合并，暖区云系西边界清晰，与500 hPa冷锋位置相符。温带气旋中500 hPa虽仍为暖心，但其强度降至-2℃，而850 hPa为冷心（16℃），温度场落后于高度场，南部低云区为冷平流，大气斜压性增大，温带气旋特征明显。13日08时，500 hPa合并后狭窄的经向深槽使得槽前暖平流、槽后冷平流增强，850 hPa温度槽与气旋中心重合，温带气旋达到最强。冷锋云带气旋性弯曲明显，冷锋后部无云区越发清楚。

冷平流入侵是台风减弱的主要影响因子。由于低层暖心相对较弱，更易受到近地面影响出现温度变化，冷空气首先作用于850 hPa，冷平流使得“灿鸿”在近地面由暖心减弱为冷性气旋，暖心从低层向高层减弱，东部暖平流向北部输送暖湿空气，使得气旋结构发展，形成典型的东北冷涡温压场结构，地面降水也位于地面低压北部的暖锋云系中。

5　高、低空急流

台风中心地面最大平均风速是判断台风强度的标准之一。由于台风为深厚的低压系统，其与周围的高压之间气压梯度大，从而伴随出现高低空急流。按照中尺度分析方法中各高度急流的标准分析“灿鸿”周围急流强度。由于台风移动路径偏东，探测资料不全，对急流的强度有一定影响。

10日、11日急流与“灿鸿”外围螺旋云带走向一致，呈气旋性旋转，500 hPa急流中心稳定为28 m/s，11日和12日700 hPa和850 hPa低空急流强度最大，均超过30 m/s，靠近副高一侧急流风速更大。12日08时西南急流前部为暖锋，急流为暖锋发展提供水汽和能量，同时，高低空急流重叠区垂直风切变较大，有利于系统的维持；低空偏北风急流与冷心配合为气旋发展提供冷平流，使得台风变性为温带气旋。暖锋外围反气旋云系与200 hPa高空急流位置一致。13日08时，西南风急流伴随冷平流，急流轴对应干区，急流头部边界整齐。500 hPa偏北气流在暖锋云系头部向东向南辐散，偏北风急流位于暖锋云系西部，伴有干冷平流，偏西风与西南急流汇合处为发展旺盛的暖锋云系。

700 hPa和850 hPa低空急流比500 hPa急流更强，使得低层大气辐合显著，有利于系统的稳定发展，使得台风减弱不至于太快；高空辐散气流逐渐向下扩展，与台风减弱，云系高度降低有关。

6　结论

通过对2015年7月10-13日台风“灿鸿”在北上减弱为温带气旋的过程中红外云图特征进行了分析，得到结论如下：

（1）超强台风，红外云图上有清晰的圆形台风眼，台风眼周围圆形密蔽云区发展强盛，南部为白亮的冷云区（能量泡），北部有向外辐散的螺旋状云带，与200 hPa高空辐散气流位置一致，台风云系结构特征明显。

（2）台风减弱过程中，台风云系强度逐渐减弱。西部和南部螺旋云系强度首先减弱，转为开口细胞云，云区中出现无云区。北部暖锋向北扩展，东部螺旋云带断裂为对流云带。暖锋云系与北部冷锋作用使得云系增强，积云带呈反气旋旋转，这是黑龙江台风暴雨的主要云型。

（3）冷平流入从低层破坏台风的暖心结构，暖心从低层向高层减弱。冷平流作用使得温度场与高度场不再重合，大气斜压性增强。低空急流使得低层大气辐合显著，有利于系统的稳定发展，使得台风减弱不至于太快；高空辐散气流逐渐向下扩展。

（4）冷平流在红外云图上为暗区，相对湿度场为干区。急流轴对应干区，急流头部边界整齐。

［1］方宗义.近十年使用卫星云图分析台风的评述［J］.气象科技，1982，（2）:9-13.

［2］张晰莹.黑龙江省台风暴雨的卫星云图特征分析［J］.气象，1996，22（7）:43-45.

1002-252X（2016）03-0011-02

2016-6-1

孙琪（1983-），女，黑龙江省哈尔滨市人，东北林业大学，本科生，工程师.