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摘要 2011年台风活动比较频繁,选取2个北上直接影响丹东地区的1105号(米雷)和1109号(梅花)台风进行分析,分别从天气学和动量学角度分析了台风的路径、天气形势和对丹东地区产生的影响等几方面,可以看出台风北上与副高的位置、西风带环流配置和丹东特殊的地理条件关系比较密切,同时也总结出了2条适合丹东地区的预报经验和预报指标。
关键词 台风;北上影响;对比分析;丹东地区
中图分类号 S161 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)09-229-03
2011年台风活动比较频繁,且出现的时间较常年有所提前,其中1105号台风和1109号强台风均属于北上直接影响丹东地区的2个典型个例。相同点是2个台风最终均在朝鲜西部沿海登陆,不同点是1105号台风先在山东成山头登陆,之后又继续向东北方向移动,经过2次登陆过程;而1109号台风则是直接北上后在朝鲜西部登陆。虽然2个台风的移动路径不同,但北上进入黄海北部海域后均减弱为热带风暴,较形成前期的影响力大大降低,尤其是对丹东地区的影响并没有预测的强,2次台风均没有产生较强的大风和短时强降水。1105号台风预报路径偏东,预计在大连到庄河一带登陆,与实况误差较大;1109号台风预报路径也偏东,最终也没在我国沿海登陆。在此,笔者分别从天气学和动量学角度分析了这2个台风的路径、天气形势和对丹东地区产生的影响等几个方面。
1 路径和强度对比分析
预报台风系统主要是预报台风的移动路径,台风路径预报的着眼点是台风转向点的预报[1]。由图1可见,1105号台风于6月22日生成于菲律宾以东洋面,中心强度是998 hPa,中心附近最大风速是18 m/s,生成后逐渐加强,移动速度加快,不到2 d的时间就到达山东半岛东部近海,之后在山东省荣成市成山镇登陆。登陆后短时间内以45°方向转折向东移动,强度有所减弱,并于6月27日07:00在朝鲜南浦市西部登陆,中心强度为990 hPa,中心附近最大风速为16 m/s。该台风从生成到登陆历时5 d,横跨我国6个省市。
1109号台风于7月28日14:00在西北太平洋面上生成,中心强度为998 hPa,中心附近最大风速为18 m/s。此台风生成后2 d内就加强为强热带风暴,中心位于日本冲绳岛那霸东南方大约1 310 km的西北太平洋洋面上。在移动过程中强度逐渐加强,同时升级为台风。7月30日20:00加强为强台风,到31日02:00升级为超强台风,中心气压为925 hPa,中心附近最大风速为55 m/s,31日20:00减弱为强台风。2 d后于8月3日凌晨又再次加强为超强台风,12 h后又再次减弱为强台风。6日中心位于浙江省舟山市东偏南方大约310 km的东海洋面上,此时已经减弱为台风。7日晚上减弱为强热带风暴,8日凌晨中心到达丹东市南部偏西方大约380 km的黄海中部海面上,8日18:30在朝鲜西海岸沿海登陆,中心气压985 hPa,中心附近最大风速为23 m/s,到9日减弱为热带低压,经吉林省后停止编号。该台风从生成到登陆3 d内2次升级为超强台风,影响范围广,先后经过我国7个省和日本以及朝鲜和韩国。该台风经过地方距离我国内陆较远,所以主要受台风外围最大风圈的影响,所经过的地方风大雨小,整体路径为北上偏东。
2个台风虽然均是北上台风,但北上路径不同。2个台风从生成到进入南海阶段中,1105号路径偏西,1109号路径偏东;进入东海海域时,2个台风的路径相同,到达山东半岛附近时,1105号如蛇形一样打折登陆,又急转东移,而1109号径直北上,且强度较强,在进入黄海北部海面时西北转向登陆。
2 天气形势对比分析
1105号台风“米雷”在6月22日生成的时候,在新西伯利亚有大槽维持,我国东北上空有一高空低涡,副高的中心在130° E以东,副高脊线略有南落,有利于台风北上。到23日08:00,东北低涡东移至鄂霍次克海附近,涡底伸出的大槽逐渐转竖南压,到24日此高空槽伸至黄海海面,而此刻台风正处于槽底的前部。在高空槽的引导下,1105号台风沿槽前西北上,在山东荣城市城山镇登陆后,副高东退明显(图2),副高脊线呈东西走向,副高西侧有较强的偏西风,在偏西风气流的引导作用下,台风沿副高外围快速向偏东方向移动,于27日08:00在朝鲜南浦市沿海登陆,同时减弱成热带低压。
1109号台风“梅花”生成初期,在高空500 hPa天气图上呈两槽一脊形势,副高西伸至东部沿海内陆。到7月30日20:00,副高中心移至130° E以东洋面上,贝加尔湖东部的高空槽加深控制东北大部分地区,到8月1日20:00,副高中心西伸至我国东海海域,从新西伯利亚有冷空气南下至贝湖,使贝湖东部高空槽加强成冷涡。在2日副高继续西伸进入我国东部沿海内陆,此时1109号台风在菲律宾以东洋面沿副高外围加强北上,到2日20:00副高最北端伸至日本岛西部,在副高的引导下,1109号台风突然西折,直奔台湾海峡并于3日早晨加强为超强台风,移动速度加快, 此时从辽宁省经山东半岛到江苏生成一个明显高空槽,迫使台风再次减弱为强台风,速度减慢,一直沿我国东部沿海北上。直到6日08:00,台风中心移至舟山市东部偏南大约310 km的东海海面上,减弱为台风,此时副高为南北走向,位置在130° E,在副高西侧偏南气流引导下,台风沿副高后部的偏南气流径直北上。7日08:00副高西伸至朝鲜中部,到8日18:30,1109号台风已经减弱为热带低压在朝鲜西海岸北部沿海登陆(图3)。
从2个台风的天气形势分析可以看出,不同的大气环流形势导致了台风的路径差异,但相同的引导气流使最终台风登陆地点几乎相同[2]。相同点是2个台风均是副高作为主要引导气流,位置均在130° E以东附近,这也是导致台风北上的关键所在;西风带均有高空槽出现配合台风北上,1105号台风是东北地区的高空槽维持3 d之后北抬移出,1109号台风是在进入我国东部沿海前,东北到江苏一带有一高空槽维持;2个台风均受纬向环流影响。不同点是1105号台风形成时间比较早(6月22日),副高脊线在20° N以北,偏强偏北,相比历史同期偏北5个纬度,有利于台风北上;1109号台风形成时,南亚高压较强,且位置偏东,与西北太平洋副高形成一个东西走向的带状高压,当副高中心断开后,并迅速东撤,台风转向偏北方向移动。综上所述,西风带高空槽和副高位置的配置对台风移动及转向起着关键作用。 3 涡度对比分析
分别对2个台风的涡度场进行了分析,可以看出2个台风的移动方向均是指向最大正涡度中心。1105号和1109号台风在北上过程中,均是向正涡度中心方向移动,最大正涡度中心位于台风的左前方。1105号台风于6月26日突然向山东半岛方向移动,在山东荣城市城山镇登陆时,其西北方向有一正涡度中心存在,随后西风带的高空槽东移南压,此时最大正涡度中心位于朝鲜平壤的左前方,受其共同作用1105号台风转向东折,直奔东北方向的朝鲜移出;1109号台风北上时,左前方有最大正涡度中心存在,直到登陆时减弱为热带低压进入吉林省境内,最大正涡度中心位于系统中部,基本与系统重合,直到系统移出停止影响。
4 外部天气条件对台风的影响
1105号和1109号2个台风从生成到北上的过程中,贝加尔湖附近均有冷空气不断南下东移进入辽宁地区,致使台风北上到辽宁南部沿海时,有大量冷空气注入台风的气旋环流中,破坏了台风的暖性气旋结构,减弱成热带低压,并转向朝鲜方向移出。但1109号台风在北上过程中,高空低层在我国东部沿海附近有较强的西南风急流区,急流轴从山东半岛延伸至江浙一带。急流给台风环流的高层流出提供了高速气流以及一个高层反气旋切变的环境场,迫使台风加强发展,而这个急流带也使台风很难靠近我国沿海内陆。当台风北上过程中进入西风带时,由于垂直切变增大,台风的发展受到抑制,所以台风北上进入辽宁南部沿海时,均减弱成热带低气压,造成的影响也有所减小[3]。
5 2个台风对丹东地区的影响
台风影响地区最常出现的是暴雨和大风。丹东地区由于所处的特殊地理环境,使得北上台风直接影响该地区的情况很少。受长白山阻挡,历史上北上台风进入西风带后,大部分均向朝鲜方向移动并登陆,丹东只是受台风外围云系的影响较多。主要是出现局地暴雨,沿海地区风力较大。
1105号台风北上过程中主要受外围云系影响,丹东和东港地区出现了区域性暴雨,近海风力5~6级,海面风力7~8级。1109号台风登陆前丹东地区处于其西北部,东港地区出现24 h降水量为96.9 mm的降水,登陆后北上继续进入吉林省,丹东地区处于热带低压后部影响,除宽甸地区外,均以阵性降水为主,宽甸大部分地区出现暴雨;登陆前近海风力较大,当台风眼经过东港时,风力减小,直到登陆后风力均以4~5级为主,黄海北部海面风力在8~9级。
6 预报经验和指标
经过以上的分析和对历史资料的整理,分别从天气形势和影响程度两方面总结了对丹东地区比较有用的2个预报指标。
第1种形势(图4a)是台风从130°E以东进入预报警戒线时,副高位置偏西,在35°N以北和140°E以西之间有高压中心,且西风带冷空气活动偏西,高空低槽位于110° E以西,在副高西北侧有高压中心,从东海经朝鲜半岛到东北地区西部有一暖脊。未来大陆高压东南移动和副高过渡,从朝鲜半岛到东北地区形成一南北高压坝[4],此时西风带低槽移动缓
慢,台风在南北高压坝西侧继续西北上,进入黄海北部海面
后逐渐减弱转向朝鲜移出。此种情况下的天气状况是暴雨伴随大风,最大雨量中心偏丹东地区西部。西风带高压的动向是影响台风能否北上的主要原因。
第2种形势(图4b)是台风从125° E以西进入警戒线,此时副高偏北,中心位于30°~40° N、130°~140° E的区间内,西风带有明显的冷空气东移,在东北地区西部到华北地区有较深的高空低槽东进,且槽底经过40° N以南。在此形势下西风带没有高压东移和过渡,台风沿副高后部直接北上,过副高脊线后,西风带低槽逼近,在副高后部和西风带槽前西南气流作用下台风转向东北方向移动。此种情况下将出现暴雨到大暴雨的天气,丹东地区雨量分布东南大、西北小,东港地区伴随6~7级的大风。西风带转向槽是预报的着眼点[5]。
7 小结
(1)副高作为主要引导气流,当位置在130° E以东附近时,台风容易北上,且同时西风带均有高空槽出现配合台风北上。
(2)2个台风在移动过程中,移动方向均是指向最大正涡度中心,最大正涡度中心位于台风的左前方。
(3)经过应用分析,总结出的2个预报指标可以为以后的台风北上做出较准确的降水量预报和大风预报。
参考文献
[1]
伍荣生.现代天气学原理[M].北京:高等教育出版社,1999:267-268.
[2] 陈联寿.我国东部海面台风路径突然西折的成因分析[J].大气科学,1979,3(3):289-298.
[3] 李春虎,黄福均,罗哲贤,等.台风活动对副热带高压位置和强度的影响[J].高原气象,2002,21(6):179-186.
[4] 张少林,顾润源.登陆北上影响山东的9216号强热带风暴[J].气象,1993(10):29-32.
[5] 陈久康,丁治英,陶祖钰,等.中低纬度环流系统相互作用对登录台风暴雨突然增幅的影响[M]//台风科学,业务实验和天气动力学理论的研究(第四分册).北京:气象出版社,1996:52-54.
关键词 台风;北上影响;对比分析;丹东地区
中图分类号 S161 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)09-229-03
2011年台风活动比较频繁,且出现的时间较常年有所提前,其中1105号台风和1109号强台风均属于北上直接影响丹东地区的2个典型个例。相同点是2个台风最终均在朝鲜西部沿海登陆,不同点是1105号台风先在山东成山头登陆,之后又继续向东北方向移动,经过2次登陆过程;而1109号台风则是直接北上后在朝鲜西部登陆。虽然2个台风的移动路径不同,但北上进入黄海北部海域后均减弱为热带风暴,较形成前期的影响力大大降低,尤其是对丹东地区的影响并没有预测的强,2次台风均没有产生较强的大风和短时强降水。1105号台风预报路径偏东,预计在大连到庄河一带登陆,与实况误差较大;1109号台风预报路径也偏东,最终也没在我国沿海登陆。在此,笔者分别从天气学和动量学角度分析了这2个台风的路径、天气形势和对丹东地区产生的影响等几个方面。
1 路径和强度对比分析
预报台风系统主要是预报台风的移动路径,台风路径预报的着眼点是台风转向点的预报[1]。由图1可见,1105号台风于6月22日生成于菲律宾以东洋面,中心强度是998 hPa,中心附近最大风速是18 m/s,生成后逐渐加强,移动速度加快,不到2 d的时间就到达山东半岛东部近海,之后在山东省荣成市成山镇登陆。登陆后短时间内以45°方向转折向东移动,强度有所减弱,并于6月27日07:00在朝鲜南浦市西部登陆,中心强度为990 hPa,中心附近最大风速为16 m/s。该台风从生成到登陆历时5 d,横跨我国6个省市。
1109号台风于7月28日14:00在西北太平洋面上生成,中心强度为998 hPa,中心附近最大风速为18 m/s。此台风生成后2 d内就加强为强热带风暴,中心位于日本冲绳岛那霸东南方大约1 310 km的西北太平洋洋面上。在移动过程中强度逐渐加强,同时升级为台风。7月30日20:00加强为强台风,到31日02:00升级为超强台风,中心气压为925 hPa,中心附近最大风速为55 m/s,31日20:00减弱为强台风。2 d后于8月3日凌晨又再次加强为超强台风,12 h后又再次减弱为强台风。6日中心位于浙江省舟山市东偏南方大约310 km的东海洋面上,此时已经减弱为台风。7日晚上减弱为强热带风暴,8日凌晨中心到达丹东市南部偏西方大约380 km的黄海中部海面上,8日18:30在朝鲜西海岸沿海登陆,中心气压985 hPa,中心附近最大风速为23 m/s,到9日减弱为热带低压,经吉林省后停止编号。该台风从生成到登陆3 d内2次升级为超强台风,影响范围广,先后经过我国7个省和日本以及朝鲜和韩国。该台风经过地方距离我国内陆较远,所以主要受台风外围最大风圈的影响,所经过的地方风大雨小,整体路径为北上偏东。
2个台风虽然均是北上台风,但北上路径不同。2个台风从生成到进入南海阶段中,1105号路径偏西,1109号路径偏东;进入东海海域时,2个台风的路径相同,到达山东半岛附近时,1105号如蛇形一样打折登陆,又急转东移,而1109号径直北上,且强度较强,在进入黄海北部海面时西北转向登陆。
2 天气形势对比分析
1105号台风“米雷”在6月22日生成的时候,在新西伯利亚有大槽维持,我国东北上空有一高空低涡,副高的中心在130° E以东,副高脊线略有南落,有利于台风北上。到23日08:00,东北低涡东移至鄂霍次克海附近,涡底伸出的大槽逐渐转竖南压,到24日此高空槽伸至黄海海面,而此刻台风正处于槽底的前部。在高空槽的引导下,1105号台风沿槽前西北上,在山东荣城市城山镇登陆后,副高东退明显(图2),副高脊线呈东西走向,副高西侧有较强的偏西风,在偏西风气流的引导作用下,台风沿副高外围快速向偏东方向移动,于27日08:00在朝鲜南浦市沿海登陆,同时减弱成热带低压。
1109号台风“梅花”生成初期,在高空500 hPa天气图上呈两槽一脊形势,副高西伸至东部沿海内陆。到7月30日20:00,副高中心移至130° E以东洋面上,贝加尔湖东部的高空槽加深控制东北大部分地区,到8月1日20:00,副高中心西伸至我国东海海域,从新西伯利亚有冷空气南下至贝湖,使贝湖东部高空槽加强成冷涡。在2日副高继续西伸进入我国东部沿海内陆,此时1109号台风在菲律宾以东洋面沿副高外围加强北上,到2日20:00副高最北端伸至日本岛西部,在副高的引导下,1109号台风突然西折,直奔台湾海峡并于3日早晨加强为超强台风,移动速度加快, 此时从辽宁省经山东半岛到江苏生成一个明显高空槽,迫使台风再次减弱为强台风,速度减慢,一直沿我国东部沿海北上。直到6日08:00,台风中心移至舟山市东部偏南大约310 km的东海海面上,减弱为台风,此时副高为南北走向,位置在130° E,在副高西侧偏南气流引导下,台风沿副高后部的偏南气流径直北上。7日08:00副高西伸至朝鲜中部,到8日18:30,1109号台风已经减弱为热带低压在朝鲜西海岸北部沿海登陆(图3)。
从2个台风的天气形势分析可以看出,不同的大气环流形势导致了台风的路径差异,但相同的引导气流使最终台风登陆地点几乎相同[2]。相同点是2个台风均是副高作为主要引导气流,位置均在130° E以东附近,这也是导致台风北上的关键所在;西风带均有高空槽出现配合台风北上,1105号台风是东北地区的高空槽维持3 d之后北抬移出,1109号台风是在进入我国东部沿海前,东北到江苏一带有一高空槽维持;2个台风均受纬向环流影响。不同点是1105号台风形成时间比较早(6月22日),副高脊线在20° N以北,偏强偏北,相比历史同期偏北5个纬度,有利于台风北上;1109号台风形成时,南亚高压较强,且位置偏东,与西北太平洋副高形成一个东西走向的带状高压,当副高中心断开后,并迅速东撤,台风转向偏北方向移动。综上所述,西风带高空槽和副高位置的配置对台风移动及转向起着关键作用。 3 涡度对比分析
分别对2个台风的涡度场进行了分析,可以看出2个台风的移动方向均是指向最大正涡度中心。1105号和1109号台风在北上过程中,均是向正涡度中心方向移动,最大正涡度中心位于台风的左前方。1105号台风于6月26日突然向山东半岛方向移动,在山东荣城市城山镇登陆时,其西北方向有一正涡度中心存在,随后西风带的高空槽东移南压,此时最大正涡度中心位于朝鲜平壤的左前方,受其共同作用1105号台风转向东折,直奔东北方向的朝鲜移出;1109号台风北上时,左前方有最大正涡度中心存在,直到登陆时减弱为热带低压进入吉林省境内,最大正涡度中心位于系统中部,基本与系统重合,直到系统移出停止影响。
4 外部天气条件对台风的影响
1105号和1109号2个台风从生成到北上的过程中,贝加尔湖附近均有冷空气不断南下东移进入辽宁地区,致使台风北上到辽宁南部沿海时,有大量冷空气注入台风的气旋环流中,破坏了台风的暖性气旋结构,减弱成热带低压,并转向朝鲜方向移出。但1109号台风在北上过程中,高空低层在我国东部沿海附近有较强的西南风急流区,急流轴从山东半岛延伸至江浙一带。急流给台风环流的高层流出提供了高速气流以及一个高层反气旋切变的环境场,迫使台风加强发展,而这个急流带也使台风很难靠近我国沿海内陆。当台风北上过程中进入西风带时,由于垂直切变增大,台风的发展受到抑制,所以台风北上进入辽宁南部沿海时,均减弱成热带低气压,造成的影响也有所减小[3]。
5 2个台风对丹东地区的影响
台风影响地区最常出现的是暴雨和大风。丹东地区由于所处的特殊地理环境,使得北上台风直接影响该地区的情况很少。受长白山阻挡,历史上北上台风进入西风带后,大部分均向朝鲜方向移动并登陆,丹东只是受台风外围云系的影响较多。主要是出现局地暴雨,沿海地区风力较大。
1105号台风北上过程中主要受外围云系影响,丹东和东港地区出现了区域性暴雨,近海风力5~6级,海面风力7~8级。1109号台风登陆前丹东地区处于其西北部,东港地区出现24 h降水量为96.9 mm的降水,登陆后北上继续进入吉林省,丹东地区处于热带低压后部影响,除宽甸地区外,均以阵性降水为主,宽甸大部分地区出现暴雨;登陆前近海风力较大,当台风眼经过东港时,风力减小,直到登陆后风力均以4~5级为主,黄海北部海面风力在8~9级。
6 预报经验和指标
经过以上的分析和对历史资料的整理,分别从天气形势和影响程度两方面总结了对丹东地区比较有用的2个预报指标。
第1种形势(图4a)是台风从130°E以东进入预报警戒线时,副高位置偏西,在35°N以北和140°E以西之间有高压中心,且西风带冷空气活动偏西,高空低槽位于110° E以西,在副高西北侧有高压中心,从东海经朝鲜半岛到东北地区西部有一暖脊。未来大陆高压东南移动和副高过渡,从朝鲜半岛到东北地区形成一南北高压坝[4],此时西风带低槽移动缓
慢,台风在南北高压坝西侧继续西北上,进入黄海北部海面
后逐渐减弱转向朝鲜移出。此种情况下的天气状况是暴雨伴随大风,最大雨量中心偏丹东地区西部。西风带高压的动向是影响台风能否北上的主要原因。
第2种形势(图4b)是台风从125° E以西进入警戒线,此时副高偏北,中心位于30°~40° N、130°~140° E的区间内,西风带有明显的冷空气东移,在东北地区西部到华北地区有较深的高空低槽东进,且槽底经过40° N以南。在此形势下西风带没有高压东移和过渡,台风沿副高后部直接北上,过副高脊线后,西风带低槽逼近,在副高后部和西风带槽前西南气流作用下台风转向东北方向移动。此种情况下将出现暴雨到大暴雨的天气,丹东地区雨量分布东南大、西北小,东港地区伴随6~7级的大风。西风带转向槽是预报的着眼点[5]。
7 小结
(1)副高作为主要引导气流,当位置在130° E以东附近时,台风容易北上,且同时西风带均有高空槽出现配合台风北上。
(2)2个台风在移动过程中,移动方向均是指向最大正涡度中心,最大正涡度中心位于台风的左前方。
(3)经过应用分析,总结出的2个预报指标可以为以后的台风北上做出较准确的降水量预报和大风预报。
参考文献
[1]
伍荣生.现代天气学原理[M].北京:高等教育出版社,1999:267-268.
[2] 陈联寿.我国东部海面台风路径突然西折的成因分析[J].大气科学,1979,3(3):289-298.
[3] 李春虎,黄福均,罗哲贤,等.台风活动对副热带高压位置和强度的影响[J].高原气象,2002,21(6):179-186.
[4] 张少林,顾润源.登陆北上影响山东的9216号强热带风暴[J].气象,1993(10):29-32.
[5] 陈久康,丁治英,陶祖钰,等.中低纬度环流系统相互作用对登录台风暴雨突然增幅的影响[M]//台风科学,业务实验和天气动力学理论的研究(第四分册).北京:气象出版社,1996:52-54.