1909号台风“利奇马”演变特征分析

第一章 引言

1、研究背景

热带气旋是夏秋季节容易在温暖的洋面上形成并由于受到外力作用继续发展的具有暖性质的大气涡旋系统，如果涡旋持续发展，达到一定等级（热带风暴级及以上）的即被称为台风。中国地域辽阔，东部靠近世界第一大洋太平洋，领海面积也相当庞大，具有狭长的海岸线，因此，在每年夏秋季节，台风盛行的时候，我国南部和东部沿海各省市都会受到台风活动的影响。据统计，每次均有5—10个台风在中国沿海地区登陆，其台风登陆数量居世界首位，因此中国每年均受到严重的台风影响。

2、研究意义

台风过境时往往会给当地带来巨大的降水，导致泥石流、山体滑坡、城市洪涝泛滥等；带来的大风，会毁坏建筑物，破坏城市绿化等；同时，台风可能还会引发海啸，给沿海的地区造成严重的灾害。但是，台风也会带来一定的好处，比如台风引发的降水会给当地农作物补充水分，还能给炎热的夏季增加水汽调节气候等。因此对相关台风的业务预报和相关理论技术研究一直是中国气象部门和其他相关机构着重关注的研究项目之一。超强台风“利奇马”共造成1402.4万人受灾，56人死亡，14人失踪，1.5万间房屋倒塌，农作物受灾面积113.7万公顷，其中绝收面积9.35万公顷，直接经济损失515.3亿元。因此对“利奇马”的演变特征进行分析研究，将会为以后类似台风的研究预报提供一定的理论基础和预报经验。

第二章 “利奇马”概况

超强台风利奇马是2019年太平洋地区第9个被命名的台风。受西风槽和赤道低气压等影响，在8月7日凌晨发展为台风强度，并于北京时间8月10日1时45分许在浙江省温岭市城南镇沿海登陆。随后“利奇马”继续向北移动，穿过江苏、上海部分地区后并进入黄海海面，又于8月11日20时50分许在山东省青岛市沿海地区再次登陆，随后移入莱州湾海面，并开始打转回旋，而后移入渤海海面。到了12日14时许，其强度减弱为副热带低压。最终于8月13日14时被中央气象台停止编号，在8月15日3时许，日本气象厅认定其完全消散。

超强台风“利奇马”具有以下特点：

1、登陆强度强：在利奇马登陆我国之前，2019年已有2个台风登陆中国，二者登陆时强度均不是很强，均为热带风暴级，而台风“利奇马”登陆时强度为超强台风级（16级，52m/s），是2019年登陆中国的最强台风。

2、陆上滞留时间长：“利奇马”在中国浙江登陆以后继续北上，一直经过江苏、上海等地。据统计，在我国陆地中心附近最大风力达9级及以上级别的滞留时间长达44个小时，是自1949年记录以来在我国大陆停留时间的第六长。

3、风雨强度大：“利奇马”登陆时给登陆地区和影响到的地区带来了强度特别大的降水。我国本土因台风“利奇马”造成的100mm以上暴雨影响面积多达36.1万平方公里，降水量250mm以上的面积达到6.6万平方公里。受“利奇马”和冷空气的共同影响，在利奇马经过以及受利奇马过境影响地区，降水量都超过了平时雨季的平均值甚至最大值。

4、影响范围广：“利奇马”在登陆浙江沿岸后一直沿东部海岸北上，先后在浙江、山东两省登陆，并在沿途浙江、福建、江苏、上海、安徽、山东、河南、河北、天津、辽宁、吉林等省（市）造成影响。据评估结果显示，“利奇马”造成的中等及以上台风灾害风险覆盖面积近25万平方公里。

5、灾害影响重：台风“利奇马”在登陆浙江沿海时，中心风力巨大，移速特别快，影响范围广阔，经过的区域均是我国经济繁荣，人口密集地区，造成了严重的灾害损失和人员伤亡。据统计，在整个“利奇马”过境影响期间，共造成我国东部沿海地区1402.4万人受灾，56人死亡，其中另外有14人失踪，1.5万间房屋倒塌，农作物受灾面积达113.7万公顷，直接经济损失515.3亿元。

第三章 “利奇马”登陆前强度、移动速度快速演变的环流背景

过去有研究表明，影响台风强度变化的三个主要因素为：台风周围的各层环流系统、台风内部结构发展不稳定和下垫面与台风自身环流的相互作用。但是对于生命史较长、强度较强的台风而言，大尺度环流背景对台风强度发展演变所起的作用同样是至关重要的。

对于秋季的西太平洋地区台风而言，由于秋天冷空气的活动逐渐活跃，太平洋西部洋面开始由从西伯利亚等地南下的冷空气控制，迫使具有较暖性质的西太平洋副热带高压逐渐减弱并且南退到更远的海上。而西太平洋副高作为夏秋季台风移动的主要引导系统，位置及强度发生了改变，导致台风在移动过程中出现不对称的性质更加明显。除此之外，如果越赤道气流在移动过程中和赤道附近的暖高压结合并向北移动，这将可能导致台风原本的移动路径发生变化，通常会导致台风移动的偏北分量明显增加。

为此下面我们将先从以下三方面分析“利奇马”强度持续增强和快速移动的大尺度环流背景。

图1 700hPa高度场分析图：（a）8月6日08时（b）8月8日08时

1、西太平洋副高和西风槽的变化

如图1a所示，6日08时对流层中层500hPa亚欧中高纬以纬向环流为主，环流较为平直，我国西北部俄罗斯西南部和内蒙古地区以及俄罗斯东南地区呈现出三个明显的长波槽区，而且在俄罗斯东部还存在一个明显的高压中心。除此之外，在太平洋西部靠近

我国东部沿海地区存在两个发展极其旺盛的低压中心。8日8时（图1b）中纬度西风槽向我国内陆地区移动。10日凌晨到上午，“利奇马”登陆我浙江省温岭市前后（图1b），在太平洋西部洋面上有一个发展极其强烈的低压涡旋系统，这说明西太平洋副高强度不仅没减小，反而增强，促进了该低压系统的发展。

2、对流层低层偏东风和台风东面强烈低压

在北半球，秋季受内陆冷高压的影响，冷空气活动更加活跃，太平洋西部洋面被从西伯利亚等地南下的冷高压控制，在高压从北方地区一路南下到太平洋的途中，同时影响着我国东海、南海等洋面，同时与赤道附近吹来的暖性气流相汇，导致我国东部海面盛行回流的东偏北风。同时在台风“利奇马”移动发展直至登陆我国浙江沿岸的过程中，一直受到其东面强烈低压的影响。

这说明在“利奇马”持续加强期间，受到由内陆高压与赤道暖性气流相汇形成的东偏北风加强和台风东面强烈低压的共同影响，导致“利奇马”周围的偏东风也明显增强。

3、越赤道气流的变化

利奇马在发展移动的整个过程中所处的纬度较低，所以一直受到赤道附近的暖湿气流影响加强。在400hPa高空，从赤道南面不断有大量暖湿气流涌入利奇马周围（图2a），并逐渐汇入利奇马上层的引导气流中，促进台风上层运动发展。同样，在850hPa高空，有大量的气流从印度洋、马来西亚等赤道南面涌入利奇马涡旋范围内，形成影响台风对流层低层的引导气流，使台风周围气流更加充足，与台风其他层引导气流共同作用，使台风在登陆前发展越来越旺盛，强度和移动速度达到一个极值。同时，从赤道南部各个方向洋面越过赤道而来的大量气流与利奇马后部的强烈低压系统相遇，使其发展更为旺盛，从而推动利奇马的更快发展。

图2 流场分析图：（a）8月7日20时400百帕 （b）850百帕

第四章 “利奇马”强度持续加强的动力机制

由图3可见，“利奇马”中心附近强风区范围并不是很大，根据中央气象台的报道，“利奇马”登陆浙江前移速和强度在不断增强。同时结合“利奇马”登陆前后环流形势来看，台风环流在稳定维持的副高西南侧引导气流作用下，于10日02时左右登陆，整体环流结构密实对称（图3a）；登陆后不对称性迅速增长，北侧倒槽及东北侧动力、水汽及降水明显强于本体（图3b）；受长时间维持的低层急流、高空槽和台风倒槽结合影响，另外后期冷空气侵入后，台风持续增强。

（a） （b）

图3 “利奇马”登陆前后环流形势，500hPa高度、850hPaUV、相对湿度及垂直速度:（a）9日20时（b）10日08时

综合分析说明，台风利奇马持续加强和高强度维持的主要动力机制为登陆前整体环流结构（低层风场、水汽场等）密实对称，而登陆后不对称性迅速增长，高空槽与台风倒槽开始相互作用，长时间维持的强动力辐合、水汽输送及高空槽影响下强锋生区的作用以及长时间的对流层低层水平辐合、高空槽东移南压和台风倒槽结合影响。

第五章 结论与展望

1、主要结论

（1）“利奇马”在登陆前得到充足的发展，具有超快的移速和极强的强度，形成了巨大的破坏力。因此在登陆我国浙江沿海以及继续北上影响的过程中，给我国沿海及部分内陆地区带来严重的灾难，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。

（2）在台风移动发展过程中有冷空气的侵入、复杂地形的影响、台风内部小尺度强对流等因素影响，均可能使台风在登陆前强度持续增强或者登陆后强度受地形削弱影响，台风特征发生不稳定演变，造成台风发展的不对称性。

（3）对流层低层水平辐合的显著加强和赤道附近台风后部强烈的低压系统和台风利奇马发展的不对称性也是“利奇马”强度持续加强的重要原因。

（4）台风利奇马持续加强和高强度维持的主要动力机制为长时间的对流层低层水平辐合、高空槽东移南压和台风倒槽以及其它尚未清楚的机制共同作用结合影响。

2、存在的问题和展望

（1）问题：虽然在国内外众多研究者对台风演变特征方面的研究中取得了大量的成果，但更多是局限于对台风所带来的降水、闪电特征等方面或者是台风所产生的各种气象波动等的研究。同时在本文中，因为资料、技术等不够充足和完善，对1909号超强台风“利奇马”的演变特征分析研究更多还只是停留在较为浅薄的层次，没有精确地分析到其更加深入的层面。

（2）展望：对于夏秋季太平洋地区的台风而言，除了要考虑西太平洋副高、东亚大槽、赤道附近台风后部热低压系统、越赤道气流对台风快速演变的影响之外，同时还要留意对流层各层引导气流变化对台风强度和移速的影响。在不久的未来，科技更加发达，应用在气象研究方面的各种仪器，技术等也将更加完善，对台风演变特征的分析研究也会更加精确、深入，得到的成果一定更加可观，极具参考价值和研究借鉴。