超强台风“芭玛”移动路径及强度异常分析

张芳苒，赵建宇，姜洪峰，王彦磊，赵艳玲

（中国人民解放军61741部队，北京 100081）

超强台风“芭玛”移动路径及强度异常分析

张芳苒，赵建宇，姜洪峰，王彦磊，赵艳玲

（中国人民解放军61741部队，北京 100081）

0917号超强台风是2009年在西北太平洋地区生成的生命期最长、登陆次数最多、移动路径最为怪异的超强台风。本文利用多种资料，分析了“芭玛”强度及移动路径特点，并对引起其移动路径及强度异常变化的原因进行了初步分析，结果表明：（1）9月底至10月中旬，副高发生了一次“加强西进－减弱东撤－加强西进”的周期性活动，对台风移动路径变化起着重要作用；（2）“芭玛”和“茉莉”产生的双台风效应是造成“芭玛”向东南方向转向的主要原因；（3）西风槽东移、水汽和能量输送的变化、下垫面的改变以及冷空气的影响使“芭玛”强度多次发生变化。

台风；移动路径；强度；双台风效应

1 引言

台风的路径和强度是台风预报中的两个重要方面，其中台风的路径预报也是台风预报难点所在。西北太平洋台风生成后，以西行、西北行、转向等路径移动，有时也可出现异常路径，如打转、突然转向、蛇形路径等。一些经典理论研究[1～3]指出热带气旋（下文用TC表示）路径突变经常是由大尺度环流的调整所引起的，如副热带高压的进退、ITCZ的断裂、赤道缓冲带的形成和消退、行星波的传播以及信风和季风的交替等。另外，双台风效应等因子也是引发台风路径突变的原因之一。两个距离较远的台风一般从路径上没有明显的反映，但当两个台风中心之间的距离达到15个经距以后就会明显的互相影响。影响方式一般可分为单向影响型、相互影响型和合并型3种。双台风效应引起的台风路径变化非常复杂，2000年以来西北太平洋曾多次出现过双旋共舞的现象，如2004年的“艾利”和“暹芭”台风有比较明显的双台风作用，使两个台风产生逆时针旋转效应，也是“艾利”移动路径异常发生两次左折的主要原因[4]。

相比移动路径而言，长期以来对TC强度预报的研究相对较少。影响TC强度变化的因子大致可分为外部因子和内部因子。内部因子主要指热带气旋自身结构及相关动力过程，而外部因子主要包括下垫面、环境场风垂直切变、上层槽等[5]。

因与0918号超强台风“茉莉”产生的双台风效应而使移动路径发生突变是0917号超强台风“芭玛”的一个重要特征。另外它也是2009年登陆次数最多、强度多次发生变化的TC。基于“芭玛”的特殊性，利用多种资料对其进行分析，对今后西北太平洋路径及强度异常的TC预报具有重要意义。

2 “芭玛”情况概述

“芭玛”9月29日08时在菲律宾以东洋面（8.2°N、139.6°E）生成，并向西北方向移动，在移动过程中强度迅速增强，至10月1日14时中心附近最大风力达16级（55 m/s），成为2009年第3个超强台风。在生成到消亡的16天时间里，“芭玛”沿着一条十分诡异的路径先后在菲律宾北部两次登陆，而后穿过南海北部在海南省登陆，最后进入北部湾在越南北部登陆，于14日夜间减弱消亡（见图1）；而在移动过程中“芭玛”经过3次加强3次减弱，经历了热带风暴→超强台风→热带低压→热带风暴→热带低压→强热带风暴→热带风暴→登陆消失的演变过程。

3 资料来源

本文所用西北太平洋TC资料来自中央气象实时发布的台风强度和位置资料；海温资料采用1°×1°的NCEP全球再分析资料，时间从2009年9月29日～10月14日；气象格点资料采用2.5°×2.5°的NCEP全球再分析资料，时间从2009年9月29日～10月14日；高空资料采用中央台实况资料；卫星云图资料采用FY-2号卫星红外1通道麦卡托投影云图。

4 分析结果

2009年9月29日至10月14日，“芭玛”移动路径先后经历了西-西北行→东南转向→西偏北方向移动三个阶段。下面主要针对“芭玛”移动路径的三个不同阶段分析其路径和强度发生变化的原因。

4.1 路径分析

4.1.1 前期“西-西北行”阶段（9.29～10.3）

29日南海和西北太平洋共有3个TC存在，从500 hPa高度场分析，0916号TC“凯萨娜”位于南海西北部，而新生成的“芭玛”和“茉莉”位于副高南部，此时副高纬向跨度15～20个纬距，西伸脊点位于125°E附近。此后随着“凯萨娜”登陆后减弱消失，中纬度的西风带平稳发展，西北太平洋副热带高压逐渐西进，强度和面积逐渐增大。

图1 “芭玛”移动路径图

图2 台风中心气压及最大风速变化图

图3 500 hPa高度场

10月2日08时，在东北地区上空的西风带长波槽正在东移南压，“芭玛”向西北拱起即将在菲律宾东岸登陆，副高在两者的共同影响下变成狭长带状，副高纬向跨度约10个纬距，西伸脊点西进至90°E附近。在副高南部强劲的偏东南引导气流影响下，“芭玛”以每小时15～20 km的速度稳定向西-西北方向移动，并于3日下午在菲律宾的吕宋岛东北部登陆，然后进入吕宋海峡。

4.1.2转向期-“东南转向”阶段（10.4～10.7）

4日08时西风槽东移，“芭玛”继续西北行，副高主体发生断裂，西侧副高强度维持，东侧副热带高压西伸脊点位于125°E附近并逐渐减弱东撤，影响“芭玛”的引导气流逐渐减弱，同时“茉莉”的继续靠近使双台风效应初步显现（此时两台风中心相距20个经度左右），从而使“芭玛”在南海东北部-吕宋海峡回旋少动。5日20时，“茉莉”位于西北太平洋副高的西南部，在副高外围东南气流的引导下向北偏西移动，两个台风逐渐接近，台风中心之间的距离缩小到15个经度左右，双台风效应开始明显显现，即：6日凌晨开始，在“茉莉”沿着副高外围向北偏西方向移动的同时，“芭玛”停止了在南海东北部海面的回旋少动，以10 km/h左右的速度向其相反方向移动——转向东南方向，并于6日夜间再次登陆菲律宾吕宋岛。

4.1.3 后期“西北行”阶段（10.8～10.14）

7日20时以后随着“茉莉”的渐渐远去，双台风效应消失，“芭玛”彻底摆脱了“茉莉”对它的作用。西侧副高减弱消失，东侧副高继续减弱东撤，西伸脊点位于145°E附近，影响“芭玛”的引导气流不明显，在登陆后期出现了短暂的打转。8日下午，副高再次西伸加强，“芭玛”受副高南部的偏东南气流影响以每小时10～15 km的速度继续向西偏北方向移动，第二次进入南海，并于10月12日9时50分在海南省万宁市（19.1°N、110.5°E）北部沿海登陆，登陆时中心附近最大风力9级（23 m/s），而后进入北部湾，于14日16时50分在越南北部沿海登陆，14日夜间减弱消亡，至此停留在西北太平洋及南海长达16天的超强台风“芭玛”终于中止了其奇异的步伐。

4.2 强度分析

4.2.1 前期“西-西北行”阶段（9.29～10.3）

4.2.1.1 散度场

高空流出气流的强辐散，有利于上升运动，使得对流发展强盛，有利于台风的维持和加强[8～9]。9月30日02时200 hPa散度场增强到最大值4.0×10-5s-1，而后维持2.5～3.0×10-5s-1，高空辐散的强抽吸作用加强了TC的垂直运动和低层辐合，850 hPa散度场10月1日14时达到最大值-1.2×10-5s1，与低层西南急流分布基本一致，低层气流辐合环境水汽通量获得大量的水汽，通过上升气流辐散水汽垂直通量将水汽向上层输送，为TC的加强提供能量。2～3日200 hPa散度场减弱，强度维持在-1.5×105s-1左右。

4.2.1.2 水汽和能量输送

图4 10月1日14时850 hPa散度场

研究表明，环境湿度与TC未来的强度变化正相关[6]，南边界水汽输送对TC维持影响最为明显，其次是东边界、北边界和西边界[7]。从850 hPa流场看到10月1日之前，低层有两支明显气流影响“芭玛”，其中一支气流是TC北部的偏东气流，另一支是贝劳群岛、塔劳群岛一带强的西南气流输送带，最大达16～20m/s，而从相对湿度图中可以看出“芭玛”增强至超强台风前南部湿度较大，湿度大值区分布在贝劳群岛、塔劳群岛一带低空气流带上，充足的水汽有利于台风暖心结构的维持，另外TC下垫面为高温、高湿的海洋，海表面温度一直维持高位（28℃），这些都为“芭玛”1日强度迅速加强为超强台风提供了充足的能量，随后西南气流逐渐减弱至14～16 m/s，大于85%的湿度范围也逐渐减小。

4.2.1.3 卫星云图特征

由云图可以看出，9月29日～10月3日“芭玛”位于晴空区南侧，距离北部冷锋云带由20个纬距逐渐减小到10个纬距左右，副高逐渐西伸，并呈现东西向的带状分布；“芭玛”的云系先增强，螺旋结构明显，登陆后逐渐减弱，结构松散。

4.2.2 转向期“东南转向”阶段（10.4～10.7）

4.2.2.1 上层槽

陈联寿（2001）指出西风槽与TC的相对位置的发展有极大的影响。TC位于中纬度的西风槽前时，反气旋风切变会加强TC高层的反气旋流出，有利于登陆气旋的维持；TC在中高纬度的西风槽区下方，强的风速垂直切变不利于TC能量的聚集和维持；TC位于西风槽后时，负的涡度平流减弱TC高层的辐散，甚至出现高层辐合，使地面气压增大，热带气旋填塞或不能维持。从图3（c）中可以看出在“芭玛”回旋少动期间中纬度有一高空槽线东移的过程，4日08时，“芭玛”位于中纬度西风槽前，有利于“芭玛”强度的维持，但20时转竖东移，随后“芭玛”落入了西风槽下方，失去了有利发展的时机，23时减弱为强热带风暴。

4.2.2.2 散度场

4～5日 200 hPa散 度场减弱到 0.5～1.0×10-5s-1，5日20时又开始增强至2.0×10-5s1，这种强度一直维持至6日20时，对应台风中心最大风速在此阶段由25 m/s逐渐增大至30 m/s，随后高空散度场又开始减弱，7日08时200 hPa散度场减弱到0（图略），高空已经反映不出TC特征，而此时“芭玛”已减弱至热带风暴。

4.2.2.3 水汽和能量输送

图5 9月30日20时850 hPa流场和相对湿度图

5日02时“芭玛”南部的低层西南气流减弱至最小值，只有10～12 m/s，水汽输送较弱，另一支较强气流位于东南沿海大陆上空。08时东南沿海大陆850 hPa 24小时变温达-3℃，表明低层有干冷空气入侵到台风的外围，且最大可达14～16 m/s，破坏了台风的螺旋结构，此时台风中心最大风速已于04时减小至25 m/s。随着“芭玛”南部低层西南气流的水汽输送逐渐增强（TC周边湿度大于85%范围由南、北各3个纬度扩大到南、北、西各5个纬度，最大100%；6日08时西南气流达18～20 m/s），台风中心最大风速于17时逐渐增大至30 m/s。0918号“茉莉”在其南部和北部两支低空气流带来的高水汽输送影响下，强度迅速增强，于4日02时增强至超强台风，并于20时达到最大风速65 m/s，并逐渐向西北方向移动与“芭玛”接近。二者产生的双台风效应，对“芭玛”路径影响较大，二者低层流场有合并的趋势，但由于“茉莉”向北移速较快，对“芭玛”的强度变化影响不大，而其东南转向后6日夜间再次登陆的过程中，下垫面由海洋改为陆地导致表面潜热通量显著减少，这是7日02时减弱为热带风暴（中心最大风速23 m/s）的主要原因。

4.2.2.4 卫星云图特征

图6 850 hPa流场图

4日以后晴空区南侧有大范围的对流云层发展，反映出副高强度开始减弱。由于西风槽的东移，5日20时晴空区北侧的冷锋云带已经对“芭玛”的西半圆环流造成破坏。另外，从图中还可看出两个台风中心之间距离缩小，“芭玛”移动路径发生明显变化，向东南方向移动；“茉莉”的云系在逐渐增强，台风眼清晰可辨，而“芭玛”的云系在逐渐减弱，结构松散。

4.2.3 后期“西北行”阶段（10.8～10.14）

4.2.3.1 散度场

此阶段200 hPa散度场小于等于1.5×10-5s-1，850 hPa散度场大于等于-1.0×10-5S-1反映出高空辐散和低空辐合均较弱，上升运动不强，不利于TC环流加强。

4.2.3.2 水汽和能量输送

图7 10月10日海面平均温度

在“芭玛”二次登陆吕宋岛后下垫面摩擦和水汽的减少使其强度减弱至热带低压，经短暂打转后在吕宋岛东北部再次入海，重新获得充足的水汽和能量增强为热带风暴。然而随着副高的西进，10月10日“芭玛”西行第二次进入南海后进入了一个海温相对较低的区域（见图7），加上TC周围的低层气流较弱（图略），来自海洋输送的水汽和能量减少使“芭玛”第二次减弱为热带低压。此时副高的加强使得偏东南向的引导气流仍比较明显，热带低压云团继续向西偏北方向移动，随着海表温度升高加强为热带风暴。12日登陆海南。登陆后“芭玛”的强度非但没有减弱，反而于20时加强为强热带风暴，这是由于随着风暴的西北向移动，一直维持在南海北部一带的弱冷空气卷入风暴环流的西北侧，使其获得斜压能量，另外低层偏东气流带来了北部湾和南海北部的充足水汽输送卷入到“芭玛”环流内部，强度再次加强。随着14日在越南北部的第四次登陆，“芭玛”终于第三次减弱直至消失。

4.2.3.4 卫星云图特征

此阶段晴空区的范围逐渐扩大，表明副高经过短暂的减弱东撤后再次加强西进，“芭玛”受其影响，向西偏北方向快速移动，且移动过程中“芭玛”云系出现了增强→减弱→再增强的变化。

5 小结

通过对0917号超强台风“芭玛”移动过程中3个不同阶段的移动路径及强度变化进行初步分析，得出以下结论：

（1）大尺度环流对台风移动路径有着显著影响，9月底至10月中旬，副高发生了一次“加强西进－减弱东撤－加强西进”的周期性活动，对台风移动路径变化起着重要作用；

（2）“芭玛”与“茉莉”中心相距20个经度时，发生的双台风效应使“芭玛”开始回旋少动；相距15个经度时，“芭玛”移动路径发生异常，开始向东南转向；

（3）双台风效应对“芭玛”强度变化影响不大，西风槽东移、水汽和能量输送的变化、下垫面的改变以及冷空气的影响等都是造成“芭玛”强度变化的重要因素。

[1]陈联寿,徐祥德,罗哲贤等.TC动力学引论[M].北京:气象出版社,2002.

[2]朱乾根,林锦瑞,寿绍文等.天气学原理和方法（修订本）[M].北京:气象出版社,1992：734-748.

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Keyworks：typhoon；moving track； intensity；Fujiwhara effect of binary cyclone

Analysis on moving track and intensity anomaly of super typhoon“ Parma”

ZHENG Fangran,ZHAO Jianyu,JIANG Hongfeng,WANG Yanlei,ZHAO Yanling
(61741 troop PLA,Beijing 100081China)

Super typhoon“ Parma ”(0917)is the typhoon with the longest life cycle and the most number of landings generated in the Northwestern Pacific.Its moving track is anomalous.Using multiple data,the characteristics of intensity and moving track of Typhoon Parma,as well as the respective cause,were analyzed.The results showed that,(1)from late September to mid-October，subtropical high strengthened and moved westwards,then weakened and moved eastwards,and then strengthened and moved westwards again,which had important effect on the change of the moving track of typhoon;(2)the Fujiwhara effect of binary cyclone between typhoon“Parma”and typhoon“Melor”was the main reason for typhoon“Parma”turning to the southeast;(3)the east moving of westerly trough,the variation of the moisture and energy transportation,the friction of underlying surface,the Fujiwhara effect of binary cyclone and the cold air also contributed to several intensity variations of typhoon“Parma”.

P444

A

1003-0239（2011）01-0053-07

2009-12-21

张芳苒（1982-），女，工程师，主要从事海洋环境保障工作。E-mail：dw10@tom.com。