（气象学专业论文）台风暖心结构与强度变化的统计联系.pdf

摘要 采用n c e p n c a r 全球对流层l 。x1 。再分析格点资料，选取夏季西北太平洋1 0 个登 陆台风个例，分析不同发展阶段从对流层低层到中高层台风暖心结构的形成过程及其与强 度变化的关系。结果表明：( 1 ) 在台风的不同发展阶段从对流层低层到中高层，其不同 层上温度场和相对涡度场的结构存在着明显不同的特征：台风发展加强时台风的暖心结 构是自上而下逐渐形成并加强的，3 0 0 h p a 附近最先形成；而台风登陆后迅速衰减时，其暖 心结构是自下而上逐渐减弱并消失的，3 0 0 b p a 附近减弱最慢，即3 0 0 h p a 附近台风的暖心 结构最为明显。( 2 ) 台风的强度与台风的暖心结构存在着非常明显的对应关系：在垂直方 向从对流层低层一直到对流层中高层，当同一层上台风中心附近闭合暖中心逐渐形成，并 渐渐向台风的正涡度中心靠近，且最终两中心几乎达到重合时，台风不断发展加强以至成 熟，强度达到最强；当暖中心与正涡度中心距离逐渐拉大，且闭合暖中心消失时，台风强 度减弱。也就是说，登陆台风的强度变化与台风暖中心和正涡度中心的距离呈反相关，即 台风暖中心与正涡中心的距离越小，台风强度越强，两中心距离越大，台风越弱，甚至消 失。( 3 ) 当每层上台风暖中心和正涡中心的距离稳定小于1 0 0 k i n 时，台风强度基本维持 最强，从而，台风发展成熟。 关键词：台风，暖心结构，距离，强度变化 a b s t r a c t t h en c e p n c a rg l o b a lt r o p o s p h e r e1 。1 。r e a n a l y s h 萌dd a t ah a v eb e e ne m p l o y e dt o s e l e c tt e nl a n d f a l lt y p h o o nc a s e si nn o r t h - w e s t e r np a c i f i ci no r d e rt od i a g n o s ef o r m a t i v ep r o c e s s o f t y p h o o n sw a r m - g c n t e rs t r u c t u r ef r o mt r o p o s p h e r el o wl a y e rt ot r o p o s p h e r em i d - h i g hl a y e r a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns 口u c n ro f w a r m - c z n t e ra n de v o l u t i o no f i n t e n s i t yd u r i n gi t sw h o l e l i f ep 耐o d r e s u l t ss h o wt h a ts i l u c h l r c sb e t w e e nt y p h o o n st e r n p e m m mf i e l da n di t sv o r t i c i t y f i e l dh a v ed i f f e r e n tc h a r a c t e r sc l e a r l y 丘蛳t r o p o s p h e r el o wl a y e rt ot r o p o s p h e r em i d 坷g hl a y e r d u r i n ge a c hl i f e p h a s e ：( 1 ) w a r m - c e m e rf f l a l a c t l f f eo ft y p h o o n h a sb e e nf o r m e df r o mu pt od o w n a n db e e ns t r o n g e rt h a ne v 盯w h e ni td e v e l o p si n c r e a s e a n ds 血 u c m r eo f w a r m c e n t e re s t a b l i s h e d a t3 0 0h p aa tf i r s t ；w h i l et y p h nc o l l a p s e sq u i c k l ya f t e ri tl a n d f a l l , i t ss t r u c t u r eo f w a r m c e n t e r h a sb e e nd i e da w a yf r o md o w nt ou p ，a n dt h es p e e do f o o l l a p s ei ss l o w e rt h a no t h e rl a y e r s ，t h a ti s t os a y , w a r m - c e n t e rs t r u c t u r eo ft y p h o o ni st h ec l e a r e s ta t3 0 0 h p & ( 2 ) t h e r ei sac o r r e s p o n d i n g r e l a t i o nc l e a r l yb e t w e e nt y p h o o n si n m m 姆a n di t sw a r l l l g e n t e rs t r l e t u m ：f r o mt r o p o s p h e r e l o wl a y e rt o 仃o p o s p h e r em i d - m z hl a y e ri nv e r t i c a l ，w h e nc l o dw a r l n - c , n t o rg r o w su pa b o u t t y p h o o nc e n l e r a n dc l o s e st oi t sp o s i t i v ev o r t e x c o m e rb i tb yb 吨u l t i m a t e l yw h e nt w oc e n t e r s a l m o s tc o i n c i d ew i t he a c ho t h e r t y p h o o nd e v e l o p m e n t sc o n t i n u a l l ys o a st om a t u r e , h e mi 乜 i n t g m s i t yh a sb e e nt h es t r o n g e s t ；w h e nt h ed i s t a n c ef r o mw a r m - c e n t e rt op o s i t i v ev o a e x - e e n t e r h m e n sa n dc l o s e dw a r m e n t e rd i s a p p e a r sb i tb yb i t , i t si 埘s 姆d i e sa w a y , w h i c h i st os a y , t h e d i s t a n c ef r o mt h ew a r m - c e l q t e rt ot h ep o s i t i v ev o r t e x - c e n t e ri sa n t i o o r r e l a t e dw i t ht h ei n t e n s i t yo f t y p h o o n ；i ft h ed i s t a n c eb e c o m e ss h o r t e r , t h ei n t e n s i t yo ft y p h o o nb o m c $ m u c hs t r o n g e r ( 3 ) w h e nt h ed i s t a n c ef r o mt h ew a r m - c e n t e rt ot h ep o s i t i v ev o r t e x - c e n t e ri sl e s st h a n1 0 0 k i ns t e a d i l y i ne a c hl a y e r , t h ei n t e n s i t yo f t y p h o o ni st h es 灯o n g e s t , a n dt y p h o o nh a sc o m et on l 刮：u r ep h a s e k e yw o r d s ：t y p h o o n ；w a r mc e n l g rs l r u c t u r e ；d i s m n c e ；i n t e n s 时c l u n g e 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以。求实、创新。的科学精神从事研究工作 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意 作者签名：盏l 丝逸：1 日 期：2 a 配上缢 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制 并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有 关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密 的学位论文在解密后适用本规定 作者签名：盔! l 碧函! 1 日 期：丝生：缝 第一章绪论 1 1 引言 台风是一种发生在热带海洋上的强烈风暴，在全球三个海区影响最大，即西北太平洋、 西北大西洋和盂加拉湾。西北太平洋是全球热带气旋发生频率最高的海域，而中国又是世 界上登陆台风频率最高的国家是西北太平洋和南海台风袭击次数最多的国家。台风是影 响我国的主要灾害性系统之一，台风带来的强风、大暴雨和海潮对人民的生命财产造成严 重威胁。 2 0 世纪8 0 年代以前，在台风研究和预报上已取得了明显的进展。通过各种资料的综 合分析和理论研究，对台风的形成原因、演变过程和内部结构等认识得更为清楚“1 。 最近二十多年来，台风研究、学术交流和国际合作有了从所未有的发展。科学家利用 台风外场科学实验取得的加密观测资料开展了多年的台风运动突变机理研究( 陈联寿0 1 ： 罗哲贤”。；范永祥；雷小途；徐样德、陈联寿等) ，初步发现了一些新的规律，并在实 际预报工作中进行应用，取得较好效果，从而使热带气旋动力学，尤其是异常台风研究又 有了新的发展”。 1 2 目内外研究进展 台风结构变化是当前台风界关注的一个前沿问题，余晖等做过综述。陈联寿等指出： 冷空气入侵低纬度地区与热带气旋相遇。会造成眼壁、强对流及暖心结构的破坏，服壁附 近的最大风速环流突然消失。罗哲贤“”认为，线性平流，b 效应和非线性平流三者的共同 作用会产生台风的非对称结构以及台风边缘区域涡度场的破碎分布。相关研究也很多“1 。 在台风结构的研究工作中。台风的暖心结构问题占有一个重要的地位。陈联寿等指 出：台风是在比较均匀的热带海洋气团中发展起来的。所以气压、温度、风的分布常常都 有对称性，可以近似地把台风看成圆对称的涡旋。对于成熟的台风尤其如此。同时，台风 是暖心的涡旋，中心温度很高，尤其在对流层上部( 3 0 0 - 2 0 0 ) h p a ，它的温度比周围热带 大气可高出1 0 一1 5 。c 。暖心的温度结构是台风最明显的特征之一。h a w k i n s 等“对台 风h i l d a 和台风i n e z 的温度场结构做过分析，也认为台风呈暖心结构。后来，王继志等伫3 1 迸一步分析了台风暖心结构随时间的变化及其与台风暴雨形成的联系。他们指出：2 0 0 1 年 1 6 号台风( 百合) 在登陆台湾省以前，为暖心结构；在台湾岛登陆后，百合台风的暖心结 构消失，呈现了湿心结构，并带来大暴雨。 台风的形成过程实际上是由一个冷中心的热带扰动或低压逐渐转变为暖中心热带气旋 的过程。台风最重要的特征是高层为暖心结构( 首先出现在5 0 0 - - - 3 0 0 h p a 层中) ，台风高层 的加热或增暖主要靠凝结潜热的释放。如风的垂直切变小，通风条件差，高层的热量不致 被散失掉。可使台风的增热量得以积累，形成暖心。暖心一旦形成，高空出现辐散，地面 气压降低，风力迅速增加，达到台风的强度。 和田等。认为，台风最强阶段，温度分布几乎是轴对称的，中间明显上突，说明台风 内部强烈的上升运动，将低层的暖湿空气向上输送，在中高层潜热大量释放，加热了高层 空气，垂直上升运动几乎到达1 0 0 h p a 附近。台风减弱为低压后，温度场不再是均匀上突地 对称分布，从低层到高层暖心结构破坏无遗，台风中心上空为冷空气盘踞，整个层次的层 结都变得稳定。而赖振成等。分析表明，虽然在温度结构上具有暖心特点。但暖中心轴却 是向西南方向倾斜的，表现出系统的不稳定性，这种垂直分布，使强的对流活动被抑制在 对流层中下部，台风只能获得有限的有效位能去转变为动能，不会持续不断地加深。台风 减弱后，5 0 0 h p a 以下层次的暖心结构消失。低层的层结趋于稳定，但高层仍存在明显的暖 心结构。y k u r i h a r a 等“指出，当涡旋强度增加时，涡旋组织呈明显的柱状。低层正涡度 区延伸到风暴以西，高层发展出一个大的负涡度区，涡旋柱从低层突入其中。暖区出现在 近3 3 5 h p a 。以上是冷区；在低压发展阶段，继续增暖且暖心向下延伸：增暖作用向上传播， 冷区移向更高层。c s v e l d e n 等。1 表明，t c ( 热带气旋) 的暖心通常在2 5 0 h p a 最强，暖 心强度与t c 的地面强度相关，暖心向低层发展的过程与t c 地面强度减弱的过程相一致。 r 九a n t h e s 。1 认为，台风主要是由水汽凝结和湿对流中的潜热释放来维持系统的暖心结构 和斜压性，并产生有效位能，通过转换而获得动能的。“倾斜和稳定性”理论认为，垂 直切变导致位涡的倾斜，中层的温度扰动增加来响应位涡的倾斜以维持静力平衡，中层的 增温增加了垂直稳定度从而使对流活动减弱，t c 不能发展。w u 和l i u ”“提出了倾斜涡度发 展理论指出垂直涡度的变化受静力稳定度、垂直切变以及湿斜压影响。静力对流稳定度 的减少、垂直切变的增加或湿斜压的增加均可导致垂直涡度的发展。余晖等。数值模拟结 果表明。由于眼壁附近等相当位温面陡立，湿斜压性变化所激发的倾斜涡度发展是引起该 区域垂直涡度突然增大或减小的主要原因。当t c 中心附近大部分区域的垂直涡度显著增长 时，t c 就会在整体上体现为爆发性或迅速发展。端义宏等。”总结了近年来t c 强度变化的 主要成果，认为t c 非对称结构对其强度变化的研究并不多，其影响的物理机制更不明确， t c 强度变化的非对称因素影响的研究结论仍有争议。 王玉清等在回顾近年来热带气旋结构和强度变化的研究成果时指出，影响登陆热带 气旋强度和结构变化的影响因子包括：( 1 ) 内部动力机制。如：涡旋r o s s b y 波”1 ；螺旋 雨带”；中尺度涡”4 3 ；眼壁过程。( 2 ) 环境流场的影响。如：均匀流；水平风垂 直切变”“；对流层上部槽1 。( 3 ) 陆面过程和地形相互作用“。 登陆台风强度变化可分为三个阶段：登陆前、登陆时和登陆后1 。台风登陆前，一般 都趋于减弱。个别会突然加强。另有一类台风在外海很强。移到近海突然消亡。近海台风 随着趋近陆地。摩擦增加，将有减弱趋势，但有少数会在沿海加强“”；登陆时，在浅海区 大陆架、台风低压和天体引潮力共同作用下加剧大风和暴雨；台风登陆以后的变化很复 杂，在山脉地形作用下会形成地形复合区，生成中尺度次生中心和小涡。有的在台风的一 定部位产生中小尺度强对流系统，有的触及地面便迅速消亡。有的可在陆上长久维持 “”。，有的发生变性，由热带正压系统变性为西冷东暖的“半冷半暖”的混杂型气旋或温 带气旋”“ 目前对于登陆台风强度和结构变化的研究主要着眼于台风的动力结构的变化，对登陆 台风不同发展阶段的热力结构特征研究较少。主要是一些天气学的定性分析以及数值试验 结果一“。而台风的强度变化与其热力结构特征有着紧密的联系一“：成熟台风的一个主 要特征是其发展旺盛的暖心结构，当台风登陆以后，由于边界层的摩擦作用以及与周围中 小尺度的相互作用会使其发生变性而演变为半冷半暖的混杂结构，台风强度减弱。这表明， 在登陆台风的不同发展阶段，台风的强度变化可以在其热力结构特征上得到明显的反映。 1 3 本文研究目的和内容 上述研究表明，( 1 ) 作为一个气候特征，暖心结构是台风的一个主要特征。( 2 ) 在一 2 个台风的整个生命史中它的暖心结构可以是变化的。成熟时，暖心结构最明显，登陆衰 减后暖心结构消失；而且暖心结构的变化与台风的强度变化和风雨变化之间可能有联系。 但是，台风整个生命史过程中暖心结构的具体形成过程、暖心结构与台风强度变化关 系的具体演变过程如何，目前尚不清楚。前述研究大都采用常规的探空资料，网格分辨率 较低，主要是定性分析。本文采用高分辨率的n c e p n c a r 全球对流层r l 。再分析格点 资料，选择1 0 个登陆台风，从三维热力结构( 暖心结构) 方面研究登陆台风强度变化的 具体演变特征，定量分析这些台风整个生命史过程中暖区变化特征及其与强度变化的关系， 结果可供实际业务工作参考。 本文第二章介绍研究所需的资料来源及具体的研究方法；第三章介绍西北太平洋1 0 个 登陆台风个例的基本概况；第四章分析登陆台风的三维热力结构；第五章分析登陆台风的 暖心结构和强度变化之间的关系；第六章对登陆台风的暖心结构和强度变化关系进行定量 分析；第七章对全文进行总结和讨论；最后是本文所引用的所有参考文献以及致谢。 3 第二章资料和方法 2 1 餐斜来源 以往关于台风热力结构的研究。一中所用资料一般分为两类：一类是咖c ( e u r o p e m e d i u m w e a t h e r f o r e c a s t c e n t r e ) 2 5 。2 5 。格距的n c 格式的资料，以及n c e p n c a r2 5 。x 2 5 。格距的再分析g i l l ) 格式资料；第二类是针对台风登陆以后使用的中国1 6 0 站的常 规观测资料。第一类资料格距太大，对于研究台风不同发展阶段的热力结构特征而言精度 较粗。第二类资料是直接观测资料，能最好地体现台风热力结构的真实情况。但是，由于 各个台站的分布不均，对台风热力结构各个部分不能完整地反映出来。同时台站之间的距 离般都在3 0 0 k m 以上。，仍然存在精度较租的问题。本文所用资料为n c e p n c a r 再分析 格点资料，格距为1 。xl 。该资料相对于上述两类资料而言，精度上得到了很大的提高。 同时可以弥补台站资料分布不均的问题。 本文使用2 0 0 0 2 0 0 4 年6 - 9 月的n c e p n c a r 全球对流层再分析格点资料，其水平分辨 率为1 。l 。，垂直2 6 层。时间分辨率6 h ，即逐日0 0 0 0 、0 6 0 0 、1 2 0 0 和1 8 0 0 u t c ( 以下 简写为0 0 、0 6 、1 2 和1 8 时) 。在西北太平洋区域，选取在东亚沿岸不同地点登陆的1 0 个 台风个例展开研究，分别是：0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n ( 派比安) ( 2 0 0 0 年8 月2 6 日1 2 时 9 月1 日1 2 时，登陆朝鲜) ，0 2 0 5 号台风r a m m a s u n ( 亚马逊) ( 2 0 0 2 年6 月2 8 日o o 时 - - - 7 月6 日1 2 时，登陆韩国) ，0 2 0 9 号台风f e n g s h e n ( 风神) ( 2 0 0 2 年7 月1 4 日0 6 时2 8 日1 2 时。登陆山东) ，0 2 1 6 号台风s i n l a k u ( 森拉克) ( 2 0 0 2 年8 月2 8 日0 6 对9 月8 日0 6 时登陆浙江) ，0 3 0 7 号台风i m b u d o ( 依布都) ( 2 0 0 3 年7 月1 5 日1 8 时一2 5 日0 6 时，登陆广东) ，0 3 1 0 号台风e t a u ( 艾涛) ( 2 0 0 3 年8 月2 日1 8 时一1 0 日0 6 时，登陆日 本) ，0 3 1 2 台风k r o v a n h ( 科罗旺) ( 2 0 0 3 年8 月1 5 日0 6 时一2 6 日1 2 时，登陆海南、广 东) ，0 4 0 7 台风m i n d u l l e ( 蒲公英) ( 2 0 0 4 年6 月2 1 日1 8 时一7 月5 日o o 时。登陆台湾、 浙江) ，0 4 1 4 台风r a n a n i m ( 云娜) ( 2 0 0 4 年8 月6 日0 0 时一1 4 日1 8 时，登陆浙江) 以及 0 4 1 8 台风a e r e ( 艾利) ( 2 0 0 4 年8 月1 8 日0 0h 寸- - 2 7 日1 2 时，登陆福建) 。 2 2 研究方法 用再分析格点上垂直方向各层( 2 6 层) 的水平风场( u 场和v 场) 资料。求出相应层 上的相对涡度( e ) 场( 因为n c e p n c a r 再分析资料中。相对涡度( 1 ) 无法直接获取， 只能用水平风场问接求得) ，再根据某一层次( 1 0 0 0 h p a 、8 5 0 h p a 、7 0 0 ”8 、5 0 0 h p a 、3 0 0 h p a ) 上的相对涡度的资料，绘出该层上的相对涡度场，确定该涡度场上台风涡旋范围内。 的位置：如果该涡度场上台风涡旋区内相对涡度最大值在格点上，则此最大格点值即为e 。；如果相对涡度最大值不在格点上，而是有一大值区，则对大值区若干格点用差值法求 取。本文中这个；。的位置就是台风涡旋中心的位置。再用温度t 的资料，类似地可 以确定k 的位置，这个t i 。的位置即为暖中心的位置。本文中台风涡旋中心与暖中心对应 于同一层，若正涡中心与暖中心位置基本重合，则台风为暖心结构。 成熟台风的热力结构最主要的一个特征就是暖心结构1 ，即台风环流的正涡度中心与 暖中心基本重合。为了研究登陆台风不同阶段的三维热力结构特征，本文采用台风暖中心 和正涡中心的距离变化，来作为衡量台风强弱的一个定量指标： 4 d = 拓耵i 丽( 1 ) 式中，d 为台风正涡度中心与暖中心的距离，( ，) 和( l ，1 2 ) 分别为台风正涡度中心和 暖中心坐标。台风强度以台风正涡中心的最大值。来表示： i 加却i 2 犀一割一 ( 2 ) 第三章西北太平洋登陆台风概况 3 10 0 1 2 号台风p r a p i r o o n ( 派比安) 2 0 0 0 年8 月2 6 日( b t ，下同) 生成在菲律宾以东洋面上的0 0 1 2 号台风“派比安“ 在江苏造成的过程降水量达8 1 3 毫米( 2 天) ，日降水量高达7 0 0 毫米( 8 月3 0 日) ，并导 致浙江普陀、上海引水船分别遭遇3 0 米秒和2 5 米秒的最大风速、阵风分别为 3 0 米，秒 和4 0 米秒大风袭击，均为本年度热带气旋影响的风速极值。该台风于8 月2 6 日夜晚在菲 律宾东部海面上生成后，向西北方向移动，在途经台湾岛附近时，强度随之加强至台风级 并沿着1 2 3 。e 折向偏北方向移动，以后再转向东北，经过朝鲜半岛，并一直向东北方向移 去。最强时中心风速达到3 5 米秒，中心最低气压为9 6 5 百帕。该台风在我国近海北上时， 受其影响浙江、上海、江苏、山东和辽宁部分地区普降大雨，其中江苏、山东局部出现特 大暴雨，尤其是江苏响水日降水量竟然高达7 0 0 毫米，2 天的过程降水量达8 1 3 毫米，在 它的肆虐下。城乡普遍积水深达1 4 米，县城被洪水围困7 2 小时，死伤数十人，仅一个县 城估计损失就达9 亿多元。此外浙江、上海沿海地区还伴有8 1 0 级最大风力、阵风l l 1 2 级，也造成不同程度的灾害( 图3 a ) 。 3 20 2 0 5 号台风i h a m a b t u l ( 亚马逊) 台风“亚马逊”( 0 2 0 6 ) ”2 0 0 2 年6 月2 8 日生成于9 8 。n 、1 3 8 0 。e 的洋面上，中 心最低气压9 5 0 百帕，中心最大风速4 5 米秒。该台风为西转向路径，受其影响，7 月3 日7 月7 日，福建、安徽零星、浙江中部、上海局部、江苏大部、山东部分、辽宁本溪、 吉林东部地区降水总量l o 5 0 毫米，其中浙江东北角、上海大部、江苏部分、吉林局部降 水总量5 0 1 4 0 毫米。江水日数均为l 3 天，浙江定海出现1 4 7 毫米( 2 天) 。7 月3 日 7 月6 日，安徽屯溪、金寨、上海局部、江苏大部、山东、辽宁东部、吉林前郭尔罗斯、 辽源最大风力6 7 级、阵风8 9 级，浙江沿海、上海部分、江苏射阳、常州、辽宁锦州 最大风力8 1 0 级、阵风9 l l 级，其中嵊洒、上海引水船最大风力1 2 级，阵风大于1 2 级，浙江大陈岛出现3 7 米秒的最大风速、阵风为4 6 米秒，为本年度热带气旋影响的极 值( 图3 b ) 。 3 30 2 0 9 号台风f f e n g s h e n ( 风神) 2 0 0 2 年7 月1 4 日生成在太平洋( 1 1 5 。n ，1 7 0 7 。e ) 的0 2 0 9 号台风“风神”是 本年度强度最强的一个热带气旋。该热带气旋在源地生成后，先向偏西方向移动。强度迅 速增强，次日便加强为台风，1 9 日移至1 5 0 。n ，1 6 2 1 。e 时，中心最大风速发展至5 5 米秒，中心最低气压为9 2 5 百帕，为本年度热带气旋强度的极值。然后其移向折向西北， 强度继续维持，直到2 5 日才有所减弱，维持台风级达1 0 天之久。该台风于7 月2 8 日1 时 在山东胶南县登陆，登陆时中心最大风速1 5 米秒，中心最低气压1 0 0 0 百帕，以后穿过山 东半岛，最后消失在渤海湾。7 月2 6 目7 月2 9 日，山东、天津、河北等大部降水总量 1 0 5 0 毫米，其中河北唐山地区部分降水总量5 0 1 0 0 毫米，降水日数均为l 3 天，河 北秦皇岛过程降水量为1 7 3 毫米( 3 天) 。7 月2 7 日7 月2 8 日。山东东部局部最大风力6 级、阵风7 8 级，山东海阳出现最大风速1 3 米秒、阵风1 8 米秒( 图3 c ) 。 3 40 2 1 6 号台风s i n l a k u ( 森拉克) 2 0 0 2 年8 月2 8 日生成在关岛以东洋面上的0 2 1 6 号台风“森拉克“”是该年影响我国 6 另一个较强的热带气旋。该热带气旋起初向西北移动，强度随之增强，到3 1 日增至台风级， 中心最大风速4 5 米秒、中心最低气压9 5 0 百帕，并且移向左折，一直维持偏西行，于9 月7 日1 8 1 9 时在浙江苍南县登陆，登陆时中心最大风速3 7 米秒、中心最低气压9 6 5 百 帕，登陆后穿过福建北部进入江西，最后在江西省境内准静止。受其影响，9 月5 日9 月 9 日，福建北部、江西、湖南、浙江大部、安徽部分、湖北东部、江苏吕泗降水总量1 0 5 0 毫米，降水日数1 2 天，其中福建东北部、江西南城、浙江沿海地区、青田、安徽零 星降水总量5 0 2 0 0 毫米降水日数3 5 天，浙江温州过程降水量2 2 1 毫米( 4 天) 。9 月 5 日9 月8 日，福建东部地区部分、湖南新化、浙江、上海部分、安徽零星最大风力6 7 级、阵风8 9 级，其中福建、浙江沿海、上海引水船最大风力8 1 1 级、阵风1 0 1 2 级，浙江玉环出现最大风速3 3 米秒、阵风4 6 米秒，也为该年热带气旋影响的极值( 图 3 d ) 。 3 5 0 7 号台风i , , b u d o ( 依布都) 0 3 0 7 号台风“依布都”“于2 0 0 3 年7 月1 6 日在6 1 n 、1 4 6 8 4e 的洋面上生成， 中心最大风速5 0 米秒、中心最低气压9 4 5 百帕，生成后向西北方向移动。7 月2 4 日l o 时在广东阳江一电白登陆，登陆时中心最大风力1 2 级、中心最低气压9 6 5 百帕。受其影响， 7 月2 3 7 月2 6 日，广东、广西、海南、贵州大部、谣沙岛、云南东部降水总量1 0 1 0 0 毫米，其中广东湛江地区等、海南北部、广西东南部、涠洲岛、云南局部降水总量1 0 0 3 0 0 毫米，降水日数均为l 3 天，广西合浦过程降水量为3 8 7 毫米( 3 天) 。7 月2 3 日7 月2 4 日，广东大部、广磋南部、云南玉溪、贵州贵阳最大风力6 7 级、阵风8 1 0 级， 其中广东南部部分、广西涠洲岛最大风力8 9 级、阵风1 0 1 2 级，广东上川岛出现2 9 米 秒的最大风速、阵风4 7 米秒( 图3 e ) 。 3 6 1 0 号台风e t , a u ( 艾涛) 0 3 1 0 号台风“艾涛“。2 0 0 3 年8 月3 日生成于1 2 4 。n 、1 4 0 3 。e 的西太平洋洋面上， 随即沿着匿北路径缓慢移动。8 月3 日2 0 时4 日1 4 时，折向正西方移动。然后继续转向 西北移动，并逐渐加强。8 月6 日1 4 时到达2 3 。n 、1 2 8 。e 附近，台湾东南，日本西南， 菲律宾东北部海面涡旋移向由西北转而向北，并继续增强。7 日2 0 时到达2 8 。n 、1 2 9 。e 附近，然后转向东北向日本西南部移动。7 日1 4 时至8 日1 4 时，基本维持其强度，涡 旋较稳定。8 日0 8 时达到最强。中心最大分风速4 5 米秒、中心最低气压9 5 0 百帕，己移 至3 1 。n 1 3 2 。e 附近，日本西南沿海，2 0 时在日本四国岛南部登陆。登陆后，涡旋开始 减弱。继续沿东北方向穿越日本，9 日2 0 时，迅速从日本北海道移出。该台风对日本造成 严重的影响，但并未给我国东部沿海带来威胁( 图3 f ) 。 3 70 3 1 2 号台风k r o v s n h ( 科罗旺) 2 0 0 3 年8 月1 5 日生成在9 3 。n 、1 5 0 6 。e 附近洋面上的0 3 1 2 号台风“科罗旺” 6 1 1 在源地生成后先向西北方向移动，低压云团维持了数天，直到5 天后的2 0 日，强度开始增 强，移向偏西。当台风西行进入南海并移进北部湾后，强度达到最强，中心最大风速为4 0 米秒、中心最低气压为9 6 0 百帕。该台风先后于8 月2 5 日4 时和6 时分别在海南文昌及 广东徐闻登陆，登陆时中心最大风速都为3 5 米秒、中心最低气压9 6 5 百帕。登陆后进入 越南，并消失在其境内。受其影响，8 月2 3 日2 7 日，两广大部、海南东南角、西沙岛、 珊瑚岛，云南南部、贵州局部降水总量1 0 1 0 0 毫米，降水日数1 3 天。其中广东南部、 7 海南大部、广西东南部、涸洲岛、云南局部降水总量1 0 0 3 0 0 毫米，降水日数3 4 天， 海南昌江过程降水量3 2 0 毫米( 3 天) 。8 月2 4 日8 月2 7 日，两广南部大部、海南大部、 云南元江最大风力6 7 级、阵风8 1 0 级，其中广东南部分、广西北海、东兴最大风力8 1 0 级、阵风1 0 1 2 级，导致广西涠洲岛出现最大风速4 2 米秒、阵风5 3 米秒，均为本 年度热带气旋影响的极值( 图3 g ) 。 3 80 4 0 7 号台风i t i n d u l l e ( 蒲公英) 台风“蒲公英”( 0 4 0 7 ) “。于2 0 0 4 年6 月2 2 日在1 4 6 。n 、1 4 6 0 。e 的洋面上生成， 中心最大风速4 5 米秒、中心最低气压9 6 0 百帕。该台风移动路径为西转向，于7 月1 日 2 2 2 3 时登陆我国台湾花莲，登陆时最大风力1 1 级、中心最低气压9 8 0 百帕；7 月3 日9 1 0 时登陆浙江乐清，登陆时最大风力1 0 级、中心最低气压9 8 5 百帕。受其影响，7 月1 日 7 月5 日，福建东北部、云霄、建宁、江西东北部分、浙江中部、安徽零星、上海、江苏 南部、山东沂水、辽宁中部、吉林东部、黑龙江东南部降水总量1 0 5 0 毫米，其中福建东 北部局部、浙江东部沿海、上海崇明、江苏东南部降水总量5 0 1 2 0 毫米，降水日数均为 1 3 天，江苏常熟过程降水量1 4 9 毫米( 2 天) 。6 月3 0 日7 月5 日，广东惠来、福建东 部部分、江西、山东、安徽、黑龙江零星、浙江大部、上海、江苏大部最大风力6 7 级、 阵风8 4 i 0 级，其中浙江玉环等地最大风力8 9 级、阵风0 级，上海南漕东出现2 3 米 秒的最大风速、阵风 2 3 米秒，浙江大陈岛最大风速1 9 米秒、阵风2 8 米秒( 图3 h ) 。 3 90 4 1 4 号台风l z a n a n i n ( 云娜) 2 0 0 4 年8 月6 日第0 4 1 4 号台风“云娜”在源地1 5 3 。n 、1 3 6 8 。e 附近洋面上生 成后，先向西北偏西方向移动，8 日凌晨它转向北，当日晚加强为热带风暴，9 日凌晨又转 向为西北路径并向东海方向移动9 日2 0 时进一步增强为强热带风暴，1 1 日凌晨达到台风 强度，晚上进入东海南部海面后移动速度不断加快。该台风于8 月1 2 日2 0 时在浙江温岭 登陆，登陆时中心最低气压为9 5 0 百帕，中心最大风力达1 2 级( 4 5 米秒) ，台风登陆后 向偏西方向移动，横穿浙江且强度迅速减弱1 3 日上午减弱为热带风暴进入江西境内，1 4 日移入湖北东南部，之后于1 5 日凌晨在湖南东北部消失。此台风造成的影响极为严重，在 1 2 1 3 日浙江台州地区和温州部分地区都有大暴雨出现，其中浙江乐清1 3 日一天降水量 为2 2 6 毫米，在这两个地区内过程降水量大于2 0 0 毫米的有9 个测站，其中4 个测站的过 程降水量大于3 0 0 毫米。临海站为最大，过程降水量达3 6 7 毫米，降水日数2 4 天：浙江 沿海海面风力达1 2 级以上，大陈岛出现最大风速4 2 米秒、阵风5 3 米秒，均为本年度热 带气旋影响的极值。台风“云娜”是1 9 5 6 年的第5 6 1 2 号台风之后，近4 8 年来登陆浙江最 强的台风，也是1 9 9 6 年第9 6 1 5 号台风以后登陆我国最强的台风。风力强、雨量大、潮位 高、影响范围大、破坏力强，导致浙江、福建、上海、江苏、江西、湖南、安徽、湖北、 河南等省市受灾，其中浙江省受灾最为惨重，估计直接经济损失达1 8 1 3 0 亿元( 图3 1 ) 。 3 1 00 4 1 8 号台风 e n ( 艾利) 2 0 0 4 年8 月1 8 日第0 4 1 8 号台风。艾利”于9 7 。n 、1 4 2 0 。e 附近洋面上形成， 随后向西北方向移动，强度逐渐增强，2 2 日达到台风级，中心最大风速4 0 米秒、中心最 低气压9 6 0 百帕，台风路径趋向台湾北部。8 月2 4 日该台风掠过台湾北部沿岸后，于2 5 日晚在福建石狮沿海登陆，登陆时中心最低气压为9 7 5 百帕。中心最大风力达1 2 级( 3 5 米秒) 。登陆后它转向西南沿着福建海岸线移动，2 6 日凌晨减弱为强热带风暴，0 8 时进一 s 步减弱为热带风暴井进入广东。受其影响，8 月2 4 日8 月2 8 日，广东北部、海南东部、 广西东南部、涠洲岛、福建中部、江西西南部、湖南大部、浙江中北部降水总量1 0 5 0 毫 米，广东南部等、海南西部、广西零星、福建东部、浙江东南部降水总量5 0 2 0 0 毫米， 降水日数均为l 3 天，其中福建东北角、安溪、浙江东南角降水总量2 0 0 2 6 ( 3 毫米，降 水日数3 4 天，福建拓荣过程降水量竞达5 3 5 毫米( 3 天) 。8 月2 3 日8 月2 6 目，广东 上j i f 岛、福建、浙扛东部部分最大风力6 7 级、阵风8 1 0 级，其中福建、浙江沿海等地 最大风力9 纽、阵风1 0 1 l 级，福建莆田出现2 4 米秒的最大风速、阵风 2 4 米秒，厦 门最大风速2 l 米秒、阵风3 3 米秒( 图3 j ) 。 ；厂黟 。ji 7 一。+ i 一 孓? | 1 ” 。；j ；。；- j ；：；j 、；。一 i i 一 手0 j 麓。， j ，、 ，。_ 1 。j i 、， 9 瞄r 1 蕞1 i 面r l i 1 i i i i i f _ i 面i 图31 0 个登陆台风不同发展阶段的路径 a _ j 分别为p r a p ir o o n 、r a m _ a s u n 、f e n g s h e n 、s i n l a k u 、i m b u d o 、e t a u ，k r o v a n h 、 n d u il e 、r a n a n i m i ； 及a e r e 1 0 第四章登陆台风三维热力结构分析 夏季西北太平洋登陆台风的强度变化基本上都经历了以下4 个阶段：( 1 ) 形成初期， 其维持时间较长；( 2 ) 发展期；( 3 ) 成熟期( 强度最强) ；( 4 ) 登陆后的迅速减弱期以下 就本文所选的l o 个台风个例按照上述4 个阶段，分别对其垂直方向不同层( 1 0 0 0 、8 5 0 、 7 0 0 、5 0 0 和3 0 0 h p a ) 上的暖心结构进行分析，分别绘出同一层上的温度场和相对涡度场。 根据暖中心和正涡度中心的形成以及两中心之间水平距离的远近，来判断登陆台风的暖心 结构及其与台风强度变化的对应关系。 毛l ( x 1 2 号台风h r i r o o n 4 1 i 形成期 图4 1 1 a 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 7 日0 0 时( u t c ，下同) 1 0 0 0 h p a 上的温度场和相对涡度场。从图上可以看出，台风形成初期，台风涡旋的东面以及东南方 向，有一大片暖区，其中正东及东南方分别有一暖舌向台风涡旋延伸，但二者相距较远， 此时台风涡旋较弱，1 0 0 0 h p a 层上台风的暖心结构并未形成，台风强度不强。 图4 l l b 是0 0 1 2 号台风p r a 【p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 7 日0 0 时8 5 0 h p a 上的温度场和 相对涡度场。从图上可以看出，台风形成初期。台风涡旋的东面以及东南方向，有一大片 暖区，正东及东南方分别有一暖舌向台风涡旋延伸，其中东南方向的暖舌内形成一暖中心， 但此暖中心和台风涡旋的正涡度中心相距仍较远，此时台风涡旋较弱，8 5 0 h p a 层上台风的 暖心结构并未形成，台风强度不强。 图4 1 1 c 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 7 日0 0 时7 0 0 h p a 上的温度场和 相对涡度场。从图上可以看出，台风形成初期，台风涡旋中心附近偏南方向，有一片暖区， 向台风涡旋中心延伸，并且暖区内形成一暖中心，此暖中心和台风涡旋的正涡度中心相距 较近，此时台风涡旋增强，7 0 0 h p a 层上台风的暖心结构开始形成。 图4 1 1 d 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 7 日0 0 时5 0 0 h p a 上的温度场和 相对涡度场。从图上可以看出，台风形成初期，台风涡旋的东面以及东南方向，有一片暖 区，暖区由南向北向台风涡旋内部延伸，暖区内形成两个暖中心，其中靠近台风涡旋的暖 中心已经向台风涡旋中心附近延伸，此暖中心和台风涡旋的正涡度中心相距较近，5 0 0 h p a 层上台风涡旋的暖心结构开始形成，但台风强度不强。 图4 1 1 e 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 7 日o o 时3 0 0 h p a 上的温度场和 相对涡度场。从图上可以看出，台风形成初期，台风涡旋中心附近。有一片暖区，向台风 涡旋中心延伸，并且暖区内形成一暖中心，此暖中心和台风涡旋的正涡度中心相距很近。 此时3 0 0 h p a 层上台风的暖心结构开始形成，但台风涡旋的正涡度区较弱。台风强度较弱。 囤4 1 10 0 1 2 号台风p r a p ir o o n 2 0 0 0 年8 月2 7 日时不同层的温度场和相对涡度场 a - e 分别为1 0 0 0 、8 5 0 、7 0 0 、5 0 0 、3 0 0 h p a ) 等值线实线：涡度( 1 1 0 4 s “) ，虚线：温度( k ) ；h 正渴 中心，舭暖中心 t l - 2 发展期 图4 1 2 a 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 8 日0 6 时1 0 0 0 ”a 上的温度场和 相对涡度场。从图上可以看出，台风发展阶段，台风涡旋的西北方向，有一片暖区，暖区 向台风涡旋延伸，并逐渐向台风涡旋中心靠近，暖区内形成暖中心并逐渐增强，暖中心和 正涡度中心的距离逐渐接近，此时1 0 0 0 h p a 层上台风的暖心结构逐渐形成，台风强度增强。 图4 1 2 b 是0 0 1 2 号台风p r a p i r o o n 于2 0 0 0 年8 月2 8 日0 6 时