邱璟怡,阙成蛟,邵思学
浙江省舟山市定海区气象局,舟山,316021
摘要:本文利用各家卫星云图、雷达拼图等影像资料为主,分析2020年第4号台风“黑格比”强度变化和风雨特点。结果表明:1)“黑格比”形成时副热带高压较为强盛,因而台风路径预测较为精准。2)“黑格比”体积小、水汽少、中心气压高,但是能量集中,威力大、风力强,在台风周围出现明显的地域性差异。3)“黑格比”充分发挥小台风优势,在水汽不足的条件下,利用高海温进行能量补充,并于登陆前爆发性发展。4)“黑格比”登录后,借用地形抬升和较高的地温,进行了一段时间的能量维持,台风低压与强盛的副热带高压产生明显的气压梯度力,并且台风东侧偏南气流与副高西侧偏南气流叠加,从而造成大风过程。5)未来对较高海温条件下的小体积高能量低压系统需进一步提防近岸加强带来的相关风险。
关键词:子弹台;近岸爆发;多边形风眼
1 “黑格比”概况
2020年第四号台风“黑格比”于2020年8月1日20时在台湾以东洋面生成,随后一路朝西北方向移动,强度逐渐加强,于8月3日早晨加强为强热带风暴级,14时许被中央气象台升格为台风,并于8月4日凌晨3时30分前后以近巅峰强度在浙江省乐清市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有13级(38m/s),随后于9时降为强热带风暴级,17时在绍兴市境内降为热带风暴级。纵穿浙江、江苏两省后,于8月5日6时许由江苏盐城移入黄海海面。
在此之前,我国经历了历史上第一个7月“空台”,这意味着7月西太平洋副热带高压稳定且强盛。而根据国家气候中心预测,8月在西北太平洋和南海海域生成的台风个数为4至6个,较常年同期偏少,登陆我国的台风个数为2至3个,较常年同期偏多。目前,海洋区域的热带扰动也在不断扩大,台风母体较强,所以8月或将成为台风的爆发期。
2“黑格比”登陆前强度变化分析
“黑格比”台风的强度预测经理了几轮调整。
中央气象台在7月31日下午2点将热带扰动91W升级为热带低压,根据7月31日卫星云图可以看到,这个热带低压水汽丰富,云系范围宽广,结构松散,强度不会太大,但或将给华南地区带来较强降雨,以缓解华南地区长期高温无雨带来的旱情。另外,位于菲律宾东部的台风胚胎92W也引起了大家的注意。92W的发展有诸多的不确定性,发展为南海地区“双台共舞”的可能性很大,但91W范围较大,吸走92W水汽,致使92W无法发展的可能性很大。很多预测模式认为92W将在菲律宾东部地区减弱,若发展也就只是小风圈的弱系统,各家模式分歧很大,且不断地有调整,使91W与92W的未来充满了各种可能性。
根据8月1日卫星云图可以看出,91W进一步成形,依旧范围广大、结构松散,带走了季风的大部分水汽。而92W逐渐开始出现旋度,在东北方向形成小范围、较紧实的逗点云。8月1日上午,舟山市气象局启动紧急会商,认为东海低压发展强烈,对浙江南部的一些渔场会有较大的影响。8月1日下午15时,91W获得命名——“森拉克”,20时,92W获得命名——“黑格比”。8月1日,在“森拉克”和季风的共同影响下,海南、广东地区普降大到暴雨,局地大暴雨,若考虑水汽继续主要被“森拉克”吸走,则“黑格比”很可能因水汽不足而逐渐消亡。而根据8月1日各种条件看来,“黑格比”东面云团结构紧密,高空主要是辐散场,且未来会经过琉球群岛附近的黑潮暖流区,总体上还是有利于其强度增强的。考虑到副热带高压东侧的引导气流强盛,“黑格比”或可能在浙东或闽北一带登陆,但强度具体能到什么程度仍存在一定分歧。有专家提出,“黑格比”东移后,在台湾以南地区强度是逐渐加强的,通过台湾后将逐渐减弱,强度可能可以发展到热带风暴级,但能量条件不一定够到达强热带风暴级。
8月2日卫星云图上看到,“黑格比”明显成形,和“森拉克”相比体积明显偏小。“黑格比”作为一个高空冷涡转暖激发形成的低压系统,因其体积小,而更易集中能量。有说法称之为“子弹头”型台风。这类台风的主要特点是:形成位置近,形态好,爆发增强,预测强度难度大。根据当时的数值预报,中央台认为“黑格比”将在台湾以北海域增强到强热带风暴等级,并减弱到热带风暴级登陆浙南地区,而日本模式预报明显高于其他各家模式。日本气象厅认为,“黑格比”在东海时,可能会遇上“双急流”环境,因其体型小、整合快,对环境要求小,在副热带急流与热带东风急流打通的情况下,有可能出现猛然爆发。
根据实况可以看到,8月2日7时起,“黑格比”移动速度明显减慢,在24小时内只向西进约180公里,向北约240公里,考虑主要是由于副高强盛,此时的“黑格比”已到达500hPa588线位置,并将其上顶,台风西北方向移动受阻。本应受偏东风影响向西进,再因科室里增加向偏北方向转变,却因副高强盛始终控制西北向缓慢移动。而这恰是一个很好的蓄力过程。在2日卫星云图上可以看到,“黑格比”的形状不断调整,已由逗点结构发展出明显的圆形螺旋雨带,并伴有小的对流发展。虽然此时“黑格比”的十级风圈还未正式得到关注,但其中心风速已达25m/s。由于台湾的地形阻挡,“黑格比”与左侧庞大季风水汽彻底断开,对水汽的输送产生了较大的阻挡,在接下来的一段时间内无足够的水汽供给;东风场中,台湾东侧的绕流产生的反气旋促使从东南部接近台湾的“黑格比”强度有所减弱;副热带高压始终保持稳定维持,阻挡台风北上。受到上述条件的影响,“黑格比”原本有望形成的风眼再次消失,对流组织也略显散乱。
8月2日夜里到3日早晨是“黑格比”强度变化的重要时刻。黑格比的中心附近有对流在发展,且处在弱垂直切变区。对小体积的台风来说,台湾东部30℃以上的高海温一定程度上弥补了水汽不足。 “黑格比”充分发挥其小形态的优势,快速调整整合,在形态稍散后再次加强,最终在3日中午形成明显的中心眼区,下午确定等级加强为台风级。根据14时40分云图图1(左)可以看出,此时台风中心眼区云墙呈现多边形,这预示着台风眼墙能量非常集中,且正在把能量向外传递,从而让风圈更大、核心更紧更强。与此同时,“黑格比”西南部再次连接上西南季风的水汽,发展出南侧强盛的斜压叶状云系,在风切变依旧较小的条件下,持续加强。逐渐在台风外围出现的针状云,这代表了系统高层的出流条件有明显的加强,也有利于“黑格比”的继续加强。入夜后易有对流爆发,有利于进一步清空眼区。
“黑格比”登陆前在近岸不断调整,云顶温度为-75~-70℃的云系不断加强几近形成闭环,但迅速减弱;而云顶高度为-69~-64℃的部分与3日21点几近形成闭环,但也减弱消散。这意味着台风在没有充足的水汽补充的情况下,海温支撑不够,在前一阶段加强爆发到达巅峰后,条件趋于不足。根据21点雷达图(图1右)也可以看出,外围云系由原先的紧密厚实的块状云系,转变为条状云系并有结构疏散。但此时台风眼区再次呈现多边形形状,有明显的调整发展趋势。
图1 “黑格比”8月3日14时40分卫星云图(左)、21时雷达拼图(右)
最终今年第4号台风“黑格比”(台风级)的中心已于4日3时30分前后以近巅峰强度,在浙江乐清沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有13级(38米/秒),中心最低气压970百帕。
3“黑格比”登陆后强度变化及风雨影响分析
“黑格比”初登陆时,结构完整,受地形阻挡,登陆时台风移动速度明显减慢,由登陆前(4日02时)的23km/h,减慢到20km/h,同时,因地形抬升作用,在中心附近爆发出很多对流,给登陆地及其周边地区带来大风和强降水。由于“黑格比”强度大但体型很小,狂风暴雨集中在中心附近一百公里内,因此在台风来到之前,温州台州只是微风阵雨,但登陆前后致使浙江出现13-17级大风,浙江玉环阵风55米/秒,打破了当地极大风速纪录。此时,由于台风至舟山距离较远,7级风圈仍未明显影响定海区。
随着时间推移,台风风眼填塞,但环流结构依旧较好,有海上对流云系卷入,增大了“黑格比”东部的螺旋雨带范围,而西部则依旧较弱。由于“黑格比”台风强度大但体积较小,对其中心经过的地区及其附近地区产生了狂风暴雨的影响,而超过影响范围的地区则以外围云系多风少雨过程为主。其中风力呈现台风东侧大于西侧的特点,降水呈现南侧大于北侧的特点。
4日上午,4日08时,“黑格比”在台州境内明显转为偏北路径,并且在09时强度降为“强热带风暴级”。受台风外围卷起的海上季风云团影响,定海出现了第一轮降水过程。最大单站小时雨量出现在4日4时,金塘站1小时降水量为16.4毫米。且该条状海上季风云团在舟山及其东部洋面出现“列车效应”,致使强度不大的云系也造成了一定量的降水量。
随后台风逐渐失去对海上季风云团控制,于4日中午前后,海上云系北抬,定海降水量减小,出现明显的降水间歇期。随后海上季风云团逐渐消散,“黑格比”本身的结构也破碎,主雨带主要集中在南部地区,对浙中南地区进行针对性降水,而北面则结构零散,以激发的对流性降水为主。
根据定海站2020年8月3日14时至5日14时的变化情况(图5)可以看出,气压的变化主要受到台风位置的影响,在台风到达同纬度地区前出现明显的下降,并且在台风到达同纬度时到达气压最小值,在台风继续北上时气压回升。本次过程的大风主要是由于台风和强盛的副热带高压之间产生明显的气压梯度力,且台风东侧偏南风与副热带高压西侧偏南风产生叠加,加之台风本身存在向北移动的分量,从而导致浙江沿岸地区出现不同程度的偏南风大风过程,其在定海的发生时间主要是在台风到达同纬度及其前后,且以到达同纬度前6小时较为明显。风速峰值出现在气压谷值前,符合台风带来风速的特点。
图5 2020年8月3日14时至5日14时定海站每小时累计降水量、2分钟平均风速、整点本站气压变化
8月5日6时,“黑格比”由江苏盐城移入黄海海面。由于此时黄海海面温度条件一般,受引导气流影响,“黑格比”转向东北方向,强度变化不大。最终,“黑格比”于8月6日02时登陆朝鲜黄海南道登陆并转为温带气旋,未能在山东半岛再次登陆。
4结论
经历了建国以来首次7月“空台”,由于长期无台风活动,西太平洋的海洋能量持续积累,可能会让后续的台风变得非常强。刚进8月,今年第3号“森拉克”和第4号台风“黑格比”接踵而来,是8月登陆台风偏多的气候预测开了一个头。
近期副高依旧强盛,大气环流形势明确,因而“黑格比”登陆地点在较早的时候就得到较精准的预测。而由于“黑格比”特殊的小台风特点,致使强度变化预报分歧较大,登陆前爆发性增长使登陆地附近地区措手不及,其风雨影响也因其范围小、能量集中而出现明显的地域性差异。
参考文献
[1]段朝霞, 苏百兴, 黄莉莉. 0814强台风"黑格比"西折、快速移动和强度分析[J]. 广东气象, 2010(01):22-25.
[2]杨琳, 孙石阳. 2008年台风"黑格比"气象服务效益评估[C]// 中国气象学会年会. 2009.
作者简介:邱璟怡(1997.03)女,汉族,江苏苏州人,本科学历,助理工程师,从事县级气象局综合业务岗工作。