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[2003] 0314号超级台风“鸣蝉”(15W,Super TY MAEMI CAT.5)生命史概述及期间环流浅析

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发表于 2010-9-6 13:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
前言:原载于台风论坛电子期刊《风之声》,应F兄要求发到概论版,因先前网络原因,略有耽搁。

JMA:105kts-910hpa  JTWC:150kts-885hpa  CMA:60m/s-920hpa

2003年9月6日凌晨,美军联合台风预警中心将15W由热带低压升格为热带风暴。同日14时,日本气象厅亦将其升格,并命名为“鸣蝉”。
从NCEP提供的再分析资料可以看到,“鸣蝉”活动期间,南亚高压维持西部型,表现为高压中心位于80°E附近或以西,西风槽在90°-130°E之间。这一时期,500hpa副高位置偏东。
a001.jpg
“鸣蝉”生命中前期,欧洲建立阻塞形势并维持经向环流。伴随着阻塞高压的建立,其南侧形成切断低压。阻切形势的一个重要特点,就是造成高压所在纬度急流的分支。一般而言,当西风上游建立阻塞形势时,如果下游(一个长波波长左右)已存在阻塞高压,下游的阻塞形势的经向度就会骤然减小,环流变得平直,副热带高压脊及信风带就会加强西伸。但是当时东亚仅分布一个长波脊,并未形成闭合高压单体,西风在东亚中纬一带以纬向活动为主,经向减弱的程度并未表现得很明显。
a002.jpg   
   a003.jpg
倒是这个切断低压发展加深后不断东移,打压中亚的大陆高压,使其减弱消失。切断低压亦逐渐填塞消失。在此期间,由于上游效应,高压前部维持槽位。9月7日0z的500hpa高度场再分析资料显示,槽线大致位于华东地区。次日同一时刻的资料则显示,槽线似乎发生了“西退”。其实是发生了一次长波替换。
经验证明,长波替换基本上可以按照Rossby的长波理论来解释,即长波要按一定的波长来维持其存在。维持长波波长有两种方式:一种是后槽抑制消失,另一种是长波后退,即如果前槽已经过经向发展,又没有新构成的力管场来加强它的环流,则后面一个发展性槽靠近它时,后槽槽前的西南气流将伸展到前槽槽后以代替槽后原来的偏北气流,切断其能量供给,使前槽减弱。并沿后槽西南气流的方向向东北方向收缩移走。这一次发生的是后者。
值得一提的是,太平洋高压与中纬度高压脊叠加西伸也是长波替换的一种结果。前槽被替换以后,槽前的副热带高压应该随即要发生叠加西伸。但是实际情况并未如此。可能的原因是后槽尚在发展加深,槽前高压脊叠加力度有限;大环境南亚高压处于西部型;“鸣蝉”的加强北上,阻挡副高西伸。
如上所述,“鸣蝉”在这样的大环流背景下,受副高稳定的牵引向西北方向行进,强度逐渐增强。在JTWC提供的Best Track中,“鸣蝉”于07日加强为一级台风,于10日发展为五级台风,后在东移高空槽和太平洋高压共同牵引下,于东海沿125°E北上转向。在NCEP提供的200hpa高度场再分析图上可以看到,我国东部有一个强烈发展的高空槽,较500hpa层面明显。鉴于“鸣蝉”强度较强,所受牵引气流所处层面相对较高,槽前转向作用显著。
a004.jpg
另外从“鸣蝉”的路径图上可以看到,其强度巅峰时刻出现在转向之前,这与一般经验相符。因为高空槽对台风强度的增强作用主要还是以高空辐散流场的形式进行的。比如南支槽前的副热带急流在200hpa附近最强,而台风的高空辐散场一般也在200hpa最明显,两者相互作用可以引起台风高空风场发生变化,进而影响台风的强度。具体一点就是,槽前正涡度平流作用加强台风的高空辐散场,槽前西风急流之南反气旋水平切变对台风高空辐散场有激发作用。值得一提的是,台风北侧的高空急流导致台风发展加强,是因为恰是这支急流把台风产生的多余热量带走,使得台风上空产生的热量输送出去,维持垂直环流,另外槽后弱冷平流从中低层侵入台风外围使台风加强,主要还是对流激发的作用。加强还是减弱的临界点就是权衡两者作用的程度。如果减弱作用大于加强的,台风自然减弱。比如说槽区风垂直切变增大,减弱效应大于高空辐散的增强效应,那么最终就是台风减弱;再比如槽后干冷空气南侵,减弱效应大于弱冷平流的增强效应,最终结果还是台风减弱。反之亦然。虽然没有明确的界限,但一般对于转向台风而言,进入西风带前,台风在完成一次加强过程后即开始减弱。“鸣蝉”即是这一类中的典型代表。  
“鸣蝉”生命中前期,来自热带辐合带的深厚水汽输送通道为其强度的维持提供了丰沛的水汽和能量,加上200hPa高空槽前西南急流为“鸣蝉”提供强流出流场、涡度场的对称分布,使水汽和能量向“鸣蝉”中心旋转、低层辐合加强,涡度动能得以维持,有利“鸣蝉”强度加强或维持。加上微弱的水平风速垂直切变和暖洋面的加热作用所以在这期间强度减弱非常缓慢。
随着环境逐渐变差,“鸣蝉”强度逐渐缩水,穿过东海黄海,以四级台风强度登陆韩国,实测风速刷新1959年台风Sarah创造的纪录。之后扫过日本海进入西太平洋,在冷空气团的侵袭和斜压位能的参与下,逐渐变性为温带气旋,其残余甚至扫过美国阿拉斯加海岸。
a005.jpg
461px-Typhoon_maemi_2003.jpg
后记:“鸣蝉”是个具有传奇色彩的台风,虽然在路径方面表现得尚算中规中矩,但是在结构强度、实测以及防灾减灾等方面可以说的话还有很多。本文主要从环流方面对“鸣蝉”进行粗略分析,笔者能力有限,恳请不吝赐教,文中叙述偏差纰漏甚至错误的地方烦请指出,在此表示由衷感谢。
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发表于 2010-9-6 17:03 | 显示全部楼层
最后一张图是莫妮卡吧

“临界点虽然没有明显的界限,但一般对于转向台风而言,进入西风带前,台风在完成一次加强过程后即开始减弱。”
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超强台风

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发表于 2010-9-6 18:41 | 显示全部楼层
我看到最后一张图,第一反应是眼睛花了……
第二反应是zoe……
但是不记得zoe里陆地如此之近……

是monica在进入那个很小的海湾前的图么?
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发表于 2010-9-6 18:52 | 显示全部楼层

回 楼主(风筝我的风) 的帖子

高清彩色这张明显给错了,南半球气旋啊……
临界点虽然没有明显的界限,但一般对于转向台风而言,进入西风带前,台风在完成一次加强过程后即开始减弱。

这个好像和TC自己的状态也有关,好像是TC环流越大,强度越强,那么爆发速度越慢,其后的减弱也越慢……
自称万物之灵的人类之于自然,到底是怎样一种渺小的存在呢?
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超强台风

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发表于 2010-9-6 22:12 | 显示全部楼层
想不到鸣蝉在华东蜂蜜心中的地位这么高啊
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 楼主| 发表于 2010-9-6 23:03 | 显示全部楼层
文件夹里都是台风云图。一直没发现传错图这个问题。失误了,惭愧惭愧。现已订正。
内句临界点啥啥啥的是个病句,去掉“临界点”三个字。老干部眼睛真尖。
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 楼主| 发表于 2010-9-6 23:51 | 显示全部楼层

Re:回 楼主(风筝我的风) 的帖子

引用第3楼iceperple于2010-09-06 18:52发表的 回 楼主(风筝我的风) 的帖子 :
高清彩色这张明显给错了,南半球气旋啊……



这个好像和TC自己的状态也有关,好像是TC环流越大,强度越强,那么爆发速度越慢,其后的减弱也越慢……
我说的只是一般情况,基于统计结果,也有特例。
000001.jpg
强度减弱原因自然很多,包括海温(水汽来源和热力不稳定度)影响、大尺度环境流场不利影响等。
抛开特例不说,一般来说,随着台风逐渐离开赤道槽向北移动进入中高纬度海域,来自热带副热带流入台风的气流和水汽以及云系都会大大减少甚至完全切断,造成台风的辐合流入明显减少,从而使台风减弱。行经转向点,台风自身环流一般在紧缩。高空流场有抑制,低空辐合又衰弱,强度开始走下坡路。
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积雨云

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发表于 2010-9-7 10:25 | 显示全部楼层
学习了
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发表于 2010-9-7 12:17 | 显示全部楼层

回 6楼(风筝我的风) 的帖子

话说,偶说的是碰到西风槽转向的……槽前高空急流对于TC来说应该是一个增强的引子吧……

小概率TC不谈,一般在槽内一天到达巅峰的应该很少是强TC,小TC如果环流大小适合,而且SST还足够的话在槽内正涡的作用下的确会小幅度增强的,不知道有没有将TC强度考虑在内的统计……

槽前1天巅峰的,内阁时候受到槽的影响还不是很大吧……不知道其计算临界点是什么……
自称万物之灵的人类之于自然,到底是怎样一种渺小的存在呢?
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 楼主| 发表于 2010-9-7 13:28 | 显示全部楼层

Re:回 6楼(风筝我的风) 的帖子

引用第8楼iceperple于2010-09-07 12:17发表的 回 6楼(风筝我的风) 的帖子 :
话说,偶说的是碰到西风槽转向的……槽前高空急流对于TC来说应该是一个增强的引子吧……

小概率TC不谈,一般在槽内一天到达巅峰的应该很少是强TC,小TC如果环流大小适合,而且SST还足够的话在槽内正涡的作用下的确会小幅度增强的,不知道有没有将TC强度考虑在内的统计……

槽前1天巅峰的,内阁时候受到槽的影响还不是很大吧……不知道其计算临界点是什么……
.......
高空槽对台风强度既起加强作用也起抑制作用。槽前加强作用上面已经说了。
从台风云型也能看出,这一时期台风东北侧伸出长云带,形成“6”字型云型。长云带的出现表明该处有较强的径向流出,流出的加强是槽前强西风影响下通过水平切变和动量水平混合作用造成的。再者,此时垂直风切变也不大。
台风进一步抵达高空槽甚至进入槽区,这个时期在转向点附近。强垂直切变的抑制(或减弱)作用开始显露并加大,抑制台风增强或者使其减弱。台风一般是槽前增强,进入槽区已经是强弩之末了。
槽前一天巅峰也是正常的,槽前增强作用逐渐显现。甚至在某些时候,高空槽强烈发展加深,台风靠近这个槽会急剧加强。
上述统计中的转向台风是指未曾穿过陆地或大岛屿,一直在海上(主要是125°E以东)移动的那类台风。强度有大有小。
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