「鯰魚」颱風路徑北折:高層東風波對其的影響機制

2021-03-02 天氣學瞭望

對於颱風預報來說，那些詭異的，不按常理出牌的颱風路徑是最讓預報員們頭疼的方面之一。就比如說2010年的第13號「鯰魚」颱風，它在經過菲律賓北部進入南海之後，就像收到了召喚似的，放棄了繼續向西北移動，來了個近90°的急轉彎，直奔我國福建省。鯰魚颱風路徑的這一大轉變是因為什麼呢？通過觀測表明，在「鯰魚」颱風存在期間，其東側高層存在一個具有冷心結構的東風波系統（圖1）。高層東風波隨時間向西移動，並逐漸靠近「鯰魚」颱風，從而調節了颱風周圍的大尺度環境場，影響颱風的移動。

圖1  200 hPa高度環流(箭頭)和相對渦度(陰影，單位：1×10-6s-1)；「颱風」符號代表颱風環流中心，「E」代表東風波氣旋性環流中心

本文利用WRF-ARW模式設計一系列數值試驗，通過對比試驗探討了高層東風波對 「鯰魚」颱風北折路徑的影響機制。控制試驗（CTL）很好的再現了路徑突變特徵；在去除高層系統（濾去高層3-8天天氣尺度分量）敏感性試驗（ALL，UP）中，颱風路徑沒有出現明顯的北折；這表明高層東風波系統對颱風路徑北折可能造成影響（圖2）。

圖2  10月18日-23日控制試驗、敏感性試驗的颱風路徑模擬結果以及JTWC最優路徑圖因此，對於高層東風波對颱風北折路徑影響提出了兩種可能機制：高層東風波會對大尺度環境引導氣流產生影響，即導致颱風向西的移速變慢，颱風在北折期間位於大尺度季風渦旋的東側（圖3），最終導致颱風發生北翹路徑。圖3  左列：10月18日-21日颱風和季風渦旋的移動路徑(a)CTL，(c)ALL；右列：10月18日-21日颱風中心和季風渦旋中心的相對位置(b)CTL，(d)ALL

其次，颱風與高層東風波之間的相互作用可以導致颱風出流層的急流加強，高層出流層急流可以強迫次級環流，其伴隨的非絕熱加熱效應會影響西北太平洋副熱帶高壓的形態、強度變化。當西太副高西側有非絕熱加熱增強，西太副高將會減弱東退（圖4）。西太副高的減弱東退也會造成颱風發生突然北折的現象。

圖4  西太副高的位置(等值線為5880 gpm所在位置)，(a)模式初始時間：10月18日；(b)模式積分兩天後：10月20日。上述研究於2020年發表在《Journal of the Meteorological Society of Japan》，第一作者為南京信息工程大學在讀博士黃綺君，通訊作者為南京信息工程大學葛旭陽教授。

https://doi.org/10.2151/jmsj.2020-069

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