2316号台风“三巴”影响过程分析

摘 要：2023年10月18—20日受第16号台风“三巴”影响，华南多地出现了暴雨至特大暴雨，利用多种资料对此次台风过程进行分析，得到以下几个结论：（1）“三巴”受东环副高偏南气流影响由南海沿海南岛西侧向北部湾移动，然后副高减弱东撤，冷空气从台风西北侧入侵，推动台风向东移动之后向南回落，路径预报出现较大的偏差。（2）较高的平均海温和弱的垂直风切变都有利于台风增强，然后随着冷空气的南下和垂直风切变增强，台风暖心结构遭到破坏后逐渐消失。（3）“三巴”期间湛江地区出现两次强降水过程，第一阶段主要受台风外围的螺旋云系影响，中低层冷暖平流触发大气不稳定能量；第二阶段台风本体云系和南下冷空气交绥形成锋面，从而引发强降水。

关键词：南海台风；“三巴”；台风路径；暴雨

中图分类号：P426.616 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-04

我国是世界上遭受热带气旋危害最严重的国家之一。影响我国的台风主要包括两种：一种是西太平洋的台风，另一种是南海“土生土长”形成的热带气旋。台风变化多端、发展迅速，生成后很快就可能登陆，增加了我国防治台风工作的难度，给我国造成了严重的经济损失和人员伤亡[1-3]。一直以来，台风的发生发展条件、影响过程和造成的危害都是气象研究的重点。研究发现，台风过境前后，海面温度和海温垂直剖面都会发生显著变化，海温的变化会影响台风的路径和强度，西太平洋副热带高压（以下简称副高）的强度和范围，都会影响到台风的路径[4-6]。韦美闹等[7]在研究南海台风“韦帕”中指出，台风移动路径与引导气流密切相关，不同阶段的引导气流可能不同，副高、南亚高压及东风波都可能影响台风的路径，同时低层台风中心附近风速变化会影响台风环流结构内力的方向，也会造成台风路径移向的变化，高层辐散区对台风中心的移动具有引导作用。林辉等[8]指出，在台风预报预警业务中，路径预报是基础，尤其是台风进入48 h警戒线之后的路径预报，往往微小的偏差就可能得出不同的预报结论。当前，台风路径与强度预报仍然是一个难题，需要对更多台风个例进行深入研究。

2023年10月17—20日，台风“三巴”在南海生成后沿着海南岛东侧进入北部湾，然后又沿着雷州半岛西侧向南折回，影响期间华南多地出现了强降水过程，造成了严重的城市内涝，对社会生产、居民生活等产生了危害。对此次台风“三巴”的影响过程进行分析，从多个方面分析台风“三巴”的发展变化及其造成的天气过程发生机制，为今后南海上生成的“台风”的预报预警工作提供一定的参考依据。

1 资料和方法

研究使用的资料包括中国气象局热带气旋资料中心提供的最佳路径数据集，国家气象科学数据中心提供的逐3小时地面基本气象观测数据，以及欧洲中期天气预报中心提供的逐小时ERA5再分析资料，其空间分辨率为0.25°×0.25°。同时，还使用日本葵花卫星云图和中国气象局雷达气候中心提供的组合反射率拼图对台风过程中的云和对流活动进行分析。

在分析台风影响因素时，选取台风中心5个经纬距的矩形进行区域平均，利用200 hPa、500 hPa和850 hPa区域平均的纬向和经向平均风速，计算深层（200～850 hPa）、高层（200～500 hPa）和低层（500～850 hPa）

3个层次的环境垂直切变，分析台风“三巴”的强度变化[9]。

2 台风“三巴”过程分析

2.1 台风概述

台风“三巴”于2023年10月17日14：00在南海西北部以热带低压的形式生成，之后向西北方向移动，于18日14：00增强为热带风暴级，被正式命名为“三巴”（图1a）。随后台风“三巴”继续向西北方向移动，19日09：00左右在海南省东方市沿海登陆，之后继续北上。19日21：00，“三巴”增强至强热带风暴级，中心最低气压降至988 hPa，中心风速增至25 m/s（图1b），随后向东北方向移动。20日05：00，台风“三巴”强度降至热带风暴级，并开始南落，形成一条“折返”路径。台风“三巴”在广东省湛江市遂溪县、海南省临高县沿海二三次登陆，登陆后其强度进一步减弱，最终于20日23：00被停止编号。

在台风“三巴”主要影响期间，广东省中西部、中东部以及海南岛发生大到暴雨天气，其中广东省中西部地区降水量最大（图1c），尤其是湛江市和茂名市，一些站点日降水量达到大暴雨甚至特大暴雨级别，3 d累计降水最大达500 mm以上。此次降水过程持续时间较长，过程累计降水量大，在10月较为少见，具有一定的极端性。

图1" 台风“三巴”移动路径及等级变化（a）、台风底层中心气压（单位：hPa）与风速（单位：m/s）变化（b）、10月18—20日华南地区总降水量（单位：mm）（c）

2.2 路径分析

前期中央气象台对台风“三巴”的路径预报较为准确，但20日04：00左右路径预报出现了较大偏差，各个数值机构给出的路径预报是南落西移，而台风的实际路线是北上东移，预报未能很好地抓住台风移动特征。此次路径预报偏差可能主要源于对西太平洋副热带高压和冷空气强度预报的误差。

从19日08：00的500 hPa环流形势场（图2a）可以看出，台风“三巴”同时受东西两环副高的影响，但主要在东环副高（590线）西侧偏南气流引导下向西北偏北方向缓慢移动。随后可以看到东环副高明显减弱东退（图2b），台风“三巴”在东环副高的引导下再向东北方向移动。而从925 hPa的假相当位温和风场变化（图略）可以发现，在此期间有冷空气南下，逐渐从台风“三巴”的西北侧卷入，推动台风“三巴”向东部移动，随着冷空气逐渐南下以及东环副高的逐渐减弱，偏北气流推动“三巴”往南折返。由此可见，此次过程中副高的变动和冷空气入侵对台风“三巴”的移动路径起了主要作用。

图2" 10月19日08：00（a）、10月20日02：00 （b）500 hPa位势高度场（单位：dagpm）和风场（单位：m/s）分布

2.3 强度分析

从10月18日14：00—19日21：00，台风“三巴”从热带风暴级加强至强热带风暴级，但仅维持了5 h，又减弱至热带风暴级。从海温图（图3a）可以看出，从17日14：00热带低压生成到19日21：00台风最强时段，台风中心附近海域平均海温一直大于28 ℃，为台风的加强提供了有利的海温条件 。同时，18日14：00—19日21：00，环境垂直风切变都小于7 m/s（图3b），为台风“三巴”维持正涡结构和加强提供了有利的环境风场条件 [10]。20日02：00以后，深层和低层环境垂直风切变增强至10 m/s以上，环境风场不利于台风发展，而台风在此时却达到最强，可见深层和低层环境垂直风切变对台风的增强具有一定的滞后效应。此外，适当的冷空气卷入也有利于台风强度的增强[11]。19日夜间，冷空气南下从台风西北侧卷入（图略），增强台风西北侧东北气流，形成指向台风中心的推力，增强辐合，加强埃克曼抽吸，使得CISK机制更强，同时导致温度梯度增加，有利于台风的增强发展。

3 台风降水过程机制分析

研究进一步以湛江站为例，分析此次“三巴”引起华南地区强降水过程的物理机制。根据湛江站（21.15°N、110.3°E）的降水量时间序列（图略），此次过程湛江出现了两个降水峰值，分别是18日21：00—19日00：00、20日09：00～12：00，3 h降水量分别达到92、103 mm，进一步从对流发展、水汽条件和动力条件分析这两个阶段降水的形成机制。

图3" 台风中心5个经纬距区域平均的海温（a，℃）和环境垂直风切变（b，m/s）变化

3.1 对流活动分析

卫星探测反演得到的云顶亮温在对流发展高度和台风对流云系发展和演变中具有重要的指示意义[12]。

19日00：00左右（图略），台风中心位于海南岛西南侧沿岸海域，其云系主要集中在台风中心的北侧和东北侧，台风云系结构呈现出明显的不对称性。湛江市受台风外围的螺旋云系影响，云顶亮温在-50 ℃以下，具有深对流的特征。同时，湛江市上空雷达反射率最大可达到45 dBz，有利于短时强降水的发生。20日12：00（图略），台风已经登陆湛江市，原本分布于广西壮族自治区与广东省上空的云系集中到“三巴”的东北侧，受冷空气影响形成一个锋面云系。云顶亮温达到-30 ℃以上，对流发展高度下降；湛江市上空的雷达回波最强能达到35 dBz以上，对流活动有所减弱。

3.2 水汽条件

充沛的水汽是形成暴雨的必要条件之一，18—21日台风一直将充沛的水汽输送到湛江市上空。19日00：00（图4a），由于受到台风外围的螺旋云系影响，湛江市上空出现了较强的东南水汽输送，同时湛江地区为水汽辐合区，为降水提供了有利的水汽条件。20日12：00（图4b），水汽辐合大值区移至广东西部、广西东南部一带，湛江市上空水汽仍然充沛。因此，无论是19日00：00还是20日12：00，湛江市上空都是水汽辐合区，大气可降水量均为200～400 g/m2（图略），给湛江市的持续性降水和两次降水峰值提供了良好的水汽条件，且20日12：00水汽辐合量达150×10-5 kg/（m2/s）以上，使得该阶段尽管对流活动减弱，但出现的降水更强。

图4" 2023年10月19日00：00（a）、20日12：00（b）整层水汽通量（箭头，kg·m-2·s-1）及其散度（填色，10-5 kg·m-2·s-1）

3.3 动力条件分析

大气不稳定层结引发的垂直上升运动也是形成强降水过程的重要条件。19日00：00，湛江市上空700 hPa

出现了冷平流，而850 hPa则为暖平流（图略），即湛江市上空的中低层出现下暖上冷的结构，存在对流不稳定的现象，容易触发不稳定能量。同时，低层的暖平流也给湛江市降水过程提供了能量，使降水持续发展。此时，湛江市上空存在较弱的上升运动（图5a），配合充沛的水汽条件，仍然产生了较强的降水。20日12：00，22°N以北地区形成了等假相当位温线密集区（图5b），从低层到高层由南向北倾斜。密集带北侧700 hPa以下假相当位温数值相较于19日00：00明显下降，表明此时已有冷空气南下，与南侧的暖湿气流对峙形成倾斜的锋面系统，湛江市及湛江市以北地区上空出现强烈的上升运动，最高在500 hPa以上。强烈的上升运动给湛江市带来了强降水，3 h累计降水超过100 mm。

图5" 2023年10月19日00：00（a）、20日12：00（b）沿110°E假相当位温（实线，单位：K）与垂直速度（填色，正值为上升运动，单位：Pa/s）的垂直分布

4 结论

利用最佳路径数据集、国家气象科学数据中心台站观测数据和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料等对2023年10月南海台风“三巴”的发展变化及其降水机制进行了诊断分析，得到以下几点结论。

（1）台风“三巴”在南海生成后受东环副高影响北上，到达北部湾东北区域以后，由于东环副高东移减弱和冷空气的卷入往东移动后南落，形成“折返”的移动路径，各个数值预报机构对其路径发展均产生较大的误差。

（2）在台风发展期间，较高的海温和弱的环境垂直风切变有利于台风“三巴”的增强，而之后冷空气的卷入和垂直风切变的增强使得台风逐渐消失。

（3）台风“三巴”在湛江地区引起了两个阶段的强降水过程，第一阶段的强降水主要受台风外围螺旋云系的影响，中低层冷暖平流形成的对流不稳定触发了大气中的不稳定能量；第二阶段的降水由于南下冷空气与台风外围暖湿气流交绥形成锋面引发强烈的上升运动，为降水提供了有利的动力条件。两个阶段均有台风外围水汽输送，并且在湛江地区形成水汽辐合，为湛江持续降水提供了充沛的水汽条件。

参考文献

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收稿日期：2024-08-25

基金项目：广东海洋大学科研启动经费资助项目（060302032105）。

作者简介：黎诗晴（2002—），女，广东广州人，研究方向为天气诊断分析。#通信作者：朱陵晶（1989—），讲师，研究方向为天气学诊断分析教学，E-mail：ljzhu@gdou.edu.cn。