2018 年吉林省多台风环流特征分析

刘 娜 丑士连 段明国 王智宇

（1.吉林省白山市气象局，吉林白山 134300；2.吉林省通化市气象局，吉林通化 134000）

1 引言

热带气旋是我国主要灾害性天气系统之一[1-4]，也是造成吉林省夏季暴雨的主要天气系统之一。当热带气旋北上时对吉林省尤其是吉林省的中部和东南部地区影响巨大， 常引发该地区大范围洪涝灾害。虽然北上的热带气旋为数不多，但是造成的影响和损失是相当严重的， 其降水特点为持续时间长，累积降水量大。 吉林省盛夏季节的暴雨，特别是特大范围暴雨，大多有台风参与。 2018 年盛夏副热带高压异常偏强，西伸脊点异常偏西，长时间控制吉林省，出现极端持续高温天气，随着后期副热带高压东撤，台风北上，影响吉林省的台风相比历年明显偏多，且出现多次暴雨天气，导致吉林省部分县（市）发生严重洪涝、山洪地质灾害，造成农作物减产，给人民生产、生活造成严重损失。因此加强对台风暴雨的分析研究及监测预警具有非常重要的意义。 热带系统降水与中纬度系统降水有一定区别，在台风预报中，其移动路径和强度变化的预报是预报重点和难点。 影响热带气旋运动的因子很多，其中环境基本引导气流、不同尺度环流系统的相互作用、 台风涡旋的非对称结构和下垫面都是影响台风路径的主要因素[5-10]。 这些因素不仅决定台风在吉林省的移动路径， 还对降水强度、持续时间有重要影响。

本文旨在分析2018 年影响吉林省台风较多的环流特征， 给出中高纬度和副热带系统的基本特征， 为今后预测影响吉林省台风趋势提供有力的技术指标。

2 2018 年吉林省台风天气过程概况

1989—2018 年，影响吉林省的台风个数每年平均为1.5 个左右，而2018 年直接和间接影响吉林省的台风有5 个，台风异常偏多，同时台风影响时间也较早。 2018 年影响吉林省的台风基本情况如下：1810 号台风“安比”为偏西北路径，于7 月24 日造成吉林省西部地区暴雨天气过程；1814 号台风“摩羯”外围水汽结合中纬度系统影响吉林省中部地区，产生区域暴雨天气；1818 号台风“温比亚”为偏东路径，于8 月20 日造成吉林省东南部区域性暴雨天气；1819 号台风“苏力”为偏东北路径，与海上1820 号台风“西马伦”外围水汽共同影响，于8 月24 日造成吉林省东南部区域性暴雨天气过程。

2018 年影响吉林省的台风异常偏多，且强度偏强，与中低纬度洋面温度、中高纬度系统和副热带高压系统有直接和间接关系，下面对2018 年气候背景场进行详细分析。

3 环流特征分析

3.1 温度场分析

厄尔尼诺事件是指赤道中、 东太平洋海表温度大范围持续异常偏暖的现象。 一般将NINO 3区（图1）海温距平指数连续6 个月达到0.5 ℃以上定义为一次厄尔尼诺事件。 为更加充分地反映赤道中、东太平洋的整体状况，目前中国气象局国家气候中心在业务上主要以NINO 综合区（NINO 1+2+3+4 区） 的海温距平指数作为判定厄尔尼诺事件的依据， 指标如下：NINO 综合区海温距平指数持续6 个月以上≥0.5℃（过程中间可有单个月份未达指标）为一次厄尔尼诺事件；若该区指数持续5 个月≥0.5℃， 且5 个月的指数之和≥4.0℃，也定义为一次厄尔尼诺事件。

拉尼娜事件是指赤道中、东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。一般将NINO 3 区海表温度距平指数至少连续6 个月达到或低于-0.5 ℃定义为一次拉尼娜事件。 为更加充分地反映赤道中、东太平洋的整体状况，目前中国气象局国家气候中心在业务上主要以NINO Z 区（亦称NINO 综合区，即NINO 1+2+3+4 区）的海温距平指数作为判定拉尼娜事件的依据。指标如下：NINO Z区海温距平指数至少持续6 个月≤-0.5℃（过程中间可有单个月份未达指标）为一次拉尼娜事件；若该区指数持续5 个月≤-0.5℃，且5 个月的指数之和≤-4.0℃时，也定义为一次拉尼娜事件。

2017 年10 月开始的拉尼娜事件在2018 年4月结束之后（图2），赤道中、东太平洋表层海水温度持续上升，2018 年为拉尼娜转厄尔尼诺年趋势。从2018 年秋季开始，随着赤道中、东太平洋地区的表层海水逐渐升温， 大范围的海温偏高状态形成，意味着太平洋上已转变为厄尔尼诺状态。而从2018 年9 月开始，赤道中、东太平洋地区厄尔尼诺关键海区NINO 3、4 区域的表层海水平均温度偏高程度已经超过了厄尔尼诺偏高0.5℃的阈值，并且这种情况持续到了2019 年1 月份。 在赤道中、 东太平洋地区这样的大范围海水偏暖持续的情况下， 中国气象局国家气候中心的监测数据也显示，截至2019 年2 月底，赤道中、东太平洋海温偏暖的范围、强度和持续时间，已达到一次厄尔尼诺事件的标准。

从2018 年8 月28℃等温线分布及历年平均太平洋28℃等温线面积对比分析 （图3） 可以看出，2018 年8 月超过28 ℃洋面面积较历年偏大，洋面温度偏高。台风发生、发展的根本条件是要有足够大的海面或洋面， 同时海面温度必须在26℃以上。这是扰动形成暖心结构的基础，因为暖的洋面，蕴藏着较大的热量，海面蒸发亦旺盛，通过海气间的湍流输送， 使扰动所在的低层大气获得大量暖而湿的空气。而温、湿的这种层结有利于假相当位温随高度减小，气层具有条件不稳定性。当低层湿空气块从低层抬升至自由对流高度后， 气块就加速上升， 一直到12km 以上总比周围空气要暖得多。因此，暖洋面为积云发展以及热量和水汽的向上输送提供了十分有利的条件， 而积云对流释放大量凝结潜热，是使冷心扰动转为暖心结构，也是台风形成的主要能源。 8 月份太平洋整体海温偏高，为台风形成提供了有利的热力条件。

图1 赤道太平洋海温监测区分布图

图2 2017 年4 月—2019 年1 月NINO 区域海温距平分布

台风活跃年份主要指1981 年至2018 年影响我国台风个数排名靠前的年份， 本文选取1989 年、1992 年、1994 年、2013 年、2017 年 及2018 年共6 年定义为台风活跃年份。 对台风活跃年份6—10 月海温场合成资料与历年海温场对比（图4），得出海温距平场分布情况，赤道及以北60 纬度范围内海域海温整体均为正距平，形成3 个明显正距平中心， 海温异常偏高的气候背景有利于台风的形成和发展。

图3 2018 年8 月及历年平均太平洋28℃等温线分布

3.2 500hPa 环流场分析

从气候背景场500hPa 高度环流的异常特征分析来看，2018 年8 月500hPa 北半球极涡呈单极型分布，略偏向北美洲一侧，极涡中心强度低于536dagpm，同时极涡附近有明显的负距平，负距平中心值为-10dagpm， 表明北半球极涡较常年同期偏强，极地冷空气势力较常年亦偏强。北半球中高纬度500hPa 平均位势高度场呈4 波型分布，除西伯利亚槽区外， 其余3 个槽区都有较明显的负距平相对应，表明极地冷空气向南的扩散较强。亚洲受“两槽一脊”的环流形势控制，且槽、脊的南北径向度均较大， 两支高空槽分别位于西西伯利亚地区和日本以东，槽区均对应弱的负距平，表明8 月南下的冷空气不断，但势力不强。贝加尔湖西部至亚洲大陆东北部为副热带高压脊区， 对应为显著正距平区， 表明西太平洋副热带高压的强度较历年同期明显偏强。与此对应，我国西北和东北地区低槽活动频繁，降水量较常年偏多。西太平洋上台风的移动路径主要受副热带高压和西风带环流影响。 预报台风移动路径主要着眼于太平洋副热带高压和西风带槽、脊的位置及强度变化，因此台风向西移过140°E 后的移动方向是实际预报的重点。 2018 年8 月副热带高压异常对台风移动路径也有一定影响。

历史上，1989 年、1992 年、1994 年、2013 年、2017 年及2018 年为台风活跃年份， 对台风活跃年份6—10 月500hPa 高度场合成资料与历年高度场对比（图5），得出500hPa 高度场距平分布情况，40—60°N、60—90°E 区域内高度场为负距平，说明西风带系统低槽强度偏强， 而中低纬度及海上为正距平，相应的高压系统强度明显偏强，整体形势即高低值系统均较历年偏强。

图4 台风活跃年份6—10 月海表温度距平分布（单位：℃）

3.3 副热带高压特征分析

从2018 年副热带高压的面积、强度、脊线和脊线位置变化4 个方面进行分析，可以看出，2018 年4 月之后副热带高压面积指数陡增（图6a），且强度较历年平均明显偏强，7 月份略有减弱但较历年平均来看还是偏强趋势。 自2018 年4 月份以后500hPa 副热带高压强度明显加强（图6b），6 月和8月副热带高压强度出现两个峰值，同时对比历史同期副高强度来看均为偏强趋势。副热带高压强度偏强，长时间控制，导致其控制区域出现高温高湿的气象条件，在其东退过程中，西风带系统和热带系统北上，大气环流转变，有利于强天气的产生。

图5 台风活跃年份6—10 月500hPa 高度距平场（单位：dagpm）

从2018 年7—8 月平均500hPa 副热带高压脊线位置变化来看，7 月之后副热带高压脊线位置不断北移，7 月中下旬副高脊线达到45°N，较历年同期明显偏北10 个纬距。在副热带高压长期控制下， 高温高湿的气候背景为后期降水提供了较好的能量条件。 到8 月上中旬副热带高压脊线开始南撤， 中下旬副热带高压脊线较历史平均偏北2～3 个纬距，副高异常偏北，强度偏强，也对后期台风北上有一定的影响。

图6 2018 年西太平洋副热带高压面积指数（a）和强度指数（b）逐月变化

4 结语

（1）2018 年为拉尼娜转厄尔尼诺年趋势，从2018 年9 月开始，赤道中、东太平洋地区厄尔尼诺关键海区NINO 3、4 区域的表层海水平均温度偏高程度已经超过了厄尔尼诺偏高0.5 ℃的阈值，并且这种情况持续到了2019 年1 月份。

（2）2018 年8 月超过28 ℃洋面面积较历年偏大，洋面温度偏高，为台风发生、发展提供了足够大的暖洋面。

（3）台风活跃年份6—10 月海温距平场，赤道及以北60 纬度范围内整体均为正距平，形成3 个明显正距平中心， 海温异常偏高的气候背景有利于台风的形成和发展。

（4）2018 年8 月500hPa 北半球极涡呈单极型分布， 略偏向北美洲一侧， 极涡中心强度低于536dagpm，同时极涡附近有明显的负距平，北半球极涡较常年同期偏强， 极地冷空气势力较常年亦偏强。北半球中高纬度500hPa 平均位势高度场呈4 波型分布，极地冷空气向南的扩散较强。 亚洲受“两槽一脊” 的环流形势控制，8 月南下的冷空气不断，但势力不强。贝加尔湖西部至亚洲大陆东北部为副热带高压脊区， 西太平洋副热带高压的强度较历年同期明显偏强。 我国西北和东北地区低槽活动频繁，降水量较常年偏多。

（5）台风活跃年份6—10 月500hPa 高度场距平，40—60°N、60—90°E 区域内为负距平，西风带系统低槽强度偏强，中低纬度及海上为正距平，相应的高压系统强度明显偏强， 整体形势即高低值系统均较历年偏强。

（6）2018 年4—8 月副热带高压较历年面积偏大，强度偏强，脊线位置偏西，西进北上和东撤南压幅度较大，调整时间长，对台风发展和移动均有一定影响。