基于公開數(shù)據(jù)集的臺風(fēng)增強(qiáng)的成因分析案例摘要本文利用了ERA5全球氣候大氣再分析數(shù)據(jù)集、日本氣象廳的雷達(dá)圖和臺風(fēng)路徑強(qiáng)度資料并參考了NCEP客觀再分析資料，選取了臺風(fēng)移動過程中的4個比較典型的時間點(diǎn)從副熱帶高壓的強(qiáng)度和位置、海表溫度、垂直風(fēng)切變等外部環(huán)境條件和臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面對2020年08號臺風(fēng)“巴威”在海上強(qiáng)度變化的原因進(jìn)行了對比分析。研究結(jié)果表明，廣闊深厚的海洋表層暖水、較小的環(huán)境垂直風(fēng)切變、低層大氣強(qiáng)盛的垂直上升運(yùn)動和較大的水汽通量都是臺風(fēng)“巴威”增強(qiáng)的重要原因。除此之外，副熱帶高壓的強(qiáng)度、面積和位置的改變也對臺風(fēng)的強(qiáng)度和路徑有明顯的影響。同時臺風(fēng)內(nèi)部的符合氣旋式切變的風(fēng)速不對稱分布結(jié)構(gòu)、中心區(qū)域不同高度散度和位渦的分布和變化、尾部云系形狀的變化情況也對“巴威”的強(qiáng)度有影響。因而臺風(fēng)“巴威”的增強(qiáng)過程是一個復(fù)雜的、多因素共同作用的過程。關(guān)鍵詞：巴威，臺風(fēng)，強(qiáng)度變化目錄1 引言 12 33 43.1 西太平洋副熱帶高壓變化情況 43.2 高空西風(fēng)急流 63.3 海表溫度 73.4 垂直運(yùn)動與水汽輸送 83.5 臺風(fēng)周圍垂直風(fēng)切變 104.1 臺風(fēng)結(jié)構(gòu) 124.2 散度分布 144.3 位渦分布 151 引言熱帶氣旋是一種影響范圍廣闊且能夠造成較大危害的深厚的熱帶天氣系統(tǒng)。它是一種發(fā)源于熱帶或者副熱帶海面的低壓氣旋性系統(tǒng)，常常裹挾著颶風(fēng)驟雨，并帶來海水倒灌、風(fēng)暴潮等一系列次生災(zāi)害，是世界上危害最大的自然災(zāi)害之一。西北太平洋是世界范圍內(nèi)熱帶氣旋最多發(fā)的海域之一，而我國位于西北太平洋的西部沿岸地區(qū)，且海岸線曲折又漫長，是世界上受到熱帶氣旋災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一，平均每年會受到約20個熱帶氣旋的影響，這20個之中又可能會有7-8個在我國南部、東部地區(qū)登陸。臺風(fēng)在威脅人們生命安全的同時，也給我國帶來不可勝數(shù)的社會經(jīng)濟(jì)損失。在這樣的背景條件下，研究如何預(yù)報臺風(fēng)以及減少臺風(fēng)所帶來的災(zāi)害損失是我國氣象工作者非常重要的工作。影響臺風(fēng)強(qiáng)度變化的因子大致可以分為三類：一是臺風(fēng)本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（如：臺風(fēng)的眼壁特征、對流的非對稱分布等）；二是環(huán)境氣流（如水平、垂直切變）與臺風(fēng)環(huán)流的相互作用；三是下墊面（如海洋、地形）與臺風(fēng)環(huán)流的相互作用，對于某個實際的臺風(fēng)而言，其強(qiáng)度的變化可能會同時受到多種因素的綜合影響作用，但下墊面的改變和環(huán)境場的影響對臺風(fēng)的作用是非常重要的REF_Ref30660\r\h[1]。2020年的第8號臺風(fēng)“巴威”路徑和強(qiáng)度的變化情況如圖1所示?！鞍屯庇?020年8月15日21時（北京時間，下同）許在關(guān)島東南方向的低緯高溫海域上生成，起初它向著西北方向移動，于8月22日9時在臺灣東部近海地區(qū)增強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴，被命名為巴威并持續(xù)向北移動。8月22日17時發(fā)展成為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，8月24日2時被中央氣象臺升格成為臺風(fēng)。“巴威”在8月23日8時到24日14時向東北方向移動，24日15時到25日22時轉(zhuǎn)向西北方向移動，之后基本朝北向移動。8月25日上午“巴威”發(fā)展為強(qiáng)臺風(fēng)級別，并于26日05時達(dá)到巔峰狀態(tài)。巔峰時期“巴威”的中心氣壓為950hPa，風(fēng)速達(dá)45m/s。自27日02時“巴威”開始逐漸減弱?！鞍屯庇?月27日8點(diǎn)30分左右在中朝兩國交界附近處的朝鮮平安北道沿海地區(qū)上岸，登陸時“巴威”的強(qiáng)度為臺風(fēng)級別，臺風(fēng)中心區(qū)附近的最大風(fēng)力達(dá)到了12級（35米/秒），臺風(fēng)中心最低氣壓值約為970百帕?！鞍屯钡顷懼蟮囊苿臃较蛑饾u轉(zhuǎn)為北偏東向，向著東北方向移動，之后又移動過了東北三省地區(qū)。8月27日上午10時，“巴威”減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級別，并于27日17時在吉林省遼源市東豐縣境內(nèi)強(qiáng)度減弱到熱帶低壓級。隨著“巴威”在陸地上移動時風(fēng)力的進(jìn)一步減弱，想要確定它的環(huán)流中心變得愈加困難，因而在8月27日晚上8時，中央氣象臺停止了對臺風(fēng)“巴威”的編號工作。臺風(fēng)“巴威”具有在高強(qiáng)度級別維持時間長、海上移動路徑復(fù)雜多變、影響范圍廣闊、移動速度緩慢等特點(diǎn)。“巴威”維持強(qiáng)臺風(fēng)級別強(qiáng)度的時間長達(dá)41小時（自8月25日11時至8月27日4時），并且在相當(dāng)高的緯度也能保持很高的強(qiáng)度，這對一般臺風(fēng)而言是非常少見的情況。因為臺風(fēng)“巴威”有能夠影響到我國東北地區(qū)的可能性，因此在它剛剛被予以編號時就備受關(guān)注，觀察和預(yù)測它的移動路徑更是各個氣象局這一時期內(nèi)工作的重要內(nèi)容?！鞍屯痹诤Ｉ习l(fā)展移動時，經(jīng)歷了副熱帶高壓西退后又東伸增強(qiáng)的過程，還受到中緯度西風(fēng)槽和冷渦等天氣系統(tǒng)的影響，引導(dǎo)氣流雜亂，因而它移動的路徑復(fù)雜多變，想要預(yù)測它未來移動方向的工作難度大大增加。“巴威”在全盛時期七級風(fēng)圈半徑達(dá)到了250公里，十級風(fēng)圈半徑達(dá)80公里。除此之外，“巴威”還有著范圍比較大的環(huán)流半徑。從26日15時的雷達(dá)圖上可以看出，上海、江蘇、遼寧、山東等東部沿海地區(qū)在“巴威”外圍氣流的激發(fā)作用下形成了一道1000多公里長的弧狀雷雨帶，因此“巴威”的影響范圍比較廣闊。另外，“巴威”在26日達(dá)到巔峰狀態(tài)之前在海上的平均移動速度約為10-15公里/小時，而一般西北太平洋和南海生成的熱帶氣旋平均移速為20公里/小時REF_Ref31267\r\h[2]。因此相對而言“巴威”是一個移動速度較為緩慢的臺風(fēng)。眾所周知，東北地區(qū)是我國重要的農(nóng)業(yè)、工業(yè)中心，常住人口1億以上。由于副熱帶高壓位置一般比較偏南，強(qiáng)度較強(qiáng)，臺風(fēng)想要穿越副熱帶高壓的封鎖區(qū)是很難的。另外黃海等緯度較高的海域海溫較低、暖水層淺，不利于臺風(fēng)的維持和發(fā)展，因此能夠影響到東北地區(qū)的臺風(fēng)屈指可數(shù)。東北地區(qū)對于臺風(fēng)防御的經(jīng)驗不足，硬件措施也比較欠缺。同時北上熱帶氣旋是影響我國北方尤其是沿海各省市區(qū)的重要天氣系統(tǒng)。由于我國東部沿海海岸線比較長且曲折，一部分北上臺風(fēng)將沿著中國沿岸海域向北移動，可能會對我國東部近海地區(qū)帶來影響。相對于那些早早就在南部沿海地區(qū)登陸的臺風(fēng)而言，北上氣旋能夠波及的省份更加多一些，對北方省份的危害也更大。臺風(fēng)“巴威”不僅影響了我國東北地區(qū)，還對我國福建、浙江、山東等沿海地區(qū)造成了高溫、狂風(fēng)和暴雨等影響。華北、華東地區(qū)人口密度較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。因而在受到臺風(fēng)的影響時，居民的生命安全和經(jīng)濟(jì)方面的損失都不可小覷。盡管“巴威”因為路徑的偏移而并未給東北地區(qū)帶來非常大的影響，但是它是影響東北地區(qū)的典型北上氣旋之一，在此之前還有“玲玲”、“梅花”、“布拉萬”等北上氣旋，在它之后的“美莎克”、“海神”，它們的路徑和增強(qiáng)過程均有相似之處。因而研究“巴威”對于今后類似的北上氣旋也有一定的預(yù)報指示意義，以減少臺風(fēng)對華北、東北地區(qū)造成的影響及損失。圖12008號臺風(fēng)“巴威”的路徑和強(qiáng)度變化圖（來源：DigitalTyphoons)2 本文中主要使用了歐洲中期天氣預(yù)報中心（ECMWF)ERA5再分析數(shù)據(jù)集中的資料。該數(shù)據(jù)集存儲著每個小時更新一次的數(shù)據(jù)，水平分辨率為上則按氣壓從1-1000hPa非均勻分為37個等壓面層結(jié)。除此之外，本文也參考了日本氣象廳（JMA）和NOAA等網(wǎng)站的數(shù)據(jù)和資料。在研究中選擇了臺風(fēng)“巴威”的4個時間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行著重分析，這4個時間節(jié)點(diǎn)分別為22日20時（臺風(fēng)中心25.3°N,123.8°E，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級，此時“巴威”急劇增強(qiáng)）、24日11時（臺風(fēng)中心27.7°N，126.2°E，臺風(fēng)級，此時“巴威”穩(wěn)定增強(qiáng)）、26日15時（臺風(fēng)中心33.7°N，124.4°E，強(qiáng)臺風(fēng)級，此時“巴威”達(dá)到巔峰狀態(tài)）、27日02時（臺風(fēng)中心37.1°N，124.6°E，強(qiáng)臺風(fēng)級，此時“巴威”開始由盛轉(zhuǎn)衰），以期得到臺風(fēng)“巴威”在海上發(fā)展的原因。本文中的風(fēng)矢量由對應(yīng)等壓面層結(jié)的緯向風(fēng)u和經(jīng)向風(fēng)v經(jīng)計算而來。另外，本文將200hPa和850hPa看作為對流層的頂層和底層。文中計算對流層中垂直風(fēng)切變的數(shù)據(jù)為200hPa層結(jié)與800hPa層結(jié)上的風(fēng)矢量的差值。本文中臺風(fēng)散度和渦度分布圖數(shù)據(jù)采用了以臺風(fēng)中心為中心，取中心及周圍4°×4°的區(qū)域并求出該區(qū)域內(nèi)散度/渦度的區(qū)域平均值，并以此進(jìn)行作圖。在研究“巴威”強(qiáng)度變化的原因之前，首先要了解“巴威”在不同時刻的強(qiáng)度及其變化情況。由于玉斌等定義的熱帶氣旋強(qiáng)度變化的標(biāo)準(zhǔn)，可以用6小時中的氣壓變化值ΔP和12小時中的風(fēng)速變化值ΔV來表示熱帶氣旋的強(qiáng)度變化情況，當(dāng)Δp<-7.78hPa或ΔV>7.91m/s時，將這段時間作為熱帶氣旋急劇增強(qiáng)的時刻；當(dāng)Δp＞8.30hPa或ΔV＜-12.98m/s時，將這段時間作為熱帶氣旋急劇減弱的時刻REF_Ref32224\r\h[3]。按此標(biāo)準(zhǔn)而言，“巴威”在22日08時至23日03時為急劇增強(qiáng)階段，在27日05時至27日16時為急劇減弱階段。將臺風(fēng)“巴威”的中心氣壓、風(fēng)速及6H氣壓變化和12H風(fēng)速變化列出表格如表1所示（省略了一些中心氣壓和風(fēng)速與前一時間保持不變的時刻的數(shù)據(jù)）。時間臺風(fēng)中心氣壓值（hPa）風(fēng)速（m/s)6小時中氣壓變化值（hPa）12小時中風(fēng)速變化值（m/s)狀態(tài)說明22日08時9981822日14時99820222日16時99523522日17時99025722日20時98528810急劇增強(qiáng)22日21時98528810急劇增強(qiáng)22日22時98528810急劇增強(qiáng)22日23時98528510急劇增強(qiáng)23日00時98528310急劇增強(qiáng)23日01時98528310急劇增強(qiáng)23日02時9852838急劇增強(qiáng)23日03時9852808急劇增強(qiáng)23日04時985280523日14時980300224日02時975335324日11時970350224日23時965380325日04時960405525日11時955420426日05時9504553巔峰狀態(tài)27日02時9554253開始減弱27日05時97038157急劇減弱27日08時970351510急劇減弱27日09時975332012急劇減弱27日10時985283017急劇減弱27日11時988251820急劇減弱27日12時988231822急劇減弱27日13時990182027急劇減弱27日14時991182124急劇減弱27日15時992181724急劇減弱27日16時99218724急劇減弱27日17時99216412表12008號臺風(fēng)“巴威”強(qiáng)度及其變化基本情況一覽表影響臺風(fēng)強(qiáng)度變化的因素可以分為外部的各項環(huán)境條件因素和臺風(fēng)自身結(jié)構(gòu)的變化情況。其中外部環(huán)境的各項因素的變化與臺風(fēng)的強(qiáng)度息息相關(guān)，也是我們研究臺風(fēng)強(qiáng)度變化情況時需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。西太平洋副熱帶高壓變化情況圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時 圖2“巴威”不同時刻中500hPa高度場分布特征副熱帶高壓是影響臺風(fēng)強(qiáng)度的重要大尺度環(huán)流天氣系統(tǒng)，同時它的強(qiáng)度和位置與臺風(fēng)的移動速度和路徑也息息相關(guān)。由于副熱帶高壓的控制區(qū)內(nèi)的大氣以下沉運(yùn)動為主，而臺風(fēng)的生成和發(fā)展需要上升氣流，因此它們是此消彼長的關(guān)系。另外強(qiáng)副熱帶高壓會使北印度洋和南海的海溫異常變暖，西太平洋東南側(cè)存在微弱的海溫負(fù)異常REF_Ref8903\r\h[4]。這種海溫的分布形態(tài)是大氣海洋相互作用的結(jié)果REF_Ref8985\r\h[5]。因此副熱帶高壓強(qiáng)盛的年份，臺風(fēng)的生成和北上發(fā)展受阻。從圖2可以看出，高空500hPa中高緯的環(huán)流形勢大致為兩槽一脊型，中低緯度有一不斷發(fā)展的西風(fēng)槽，環(huán)流形勢比較穩(wěn)定。由588等值線可知，這段時間內(nèi)副熱帶高壓所處的位置較高。從圖a可以看出，在22日16時，臺風(fēng)處于副熱帶高壓的控制區(qū)內(nèi)，但此時副熱帶高壓的氣壓高值區(qū)面積比較小，強(qiáng)度也比較弱，臺風(fēng)得以沖破副熱帶高壓的控制區(qū)，繼續(xù)北上，并使其東退收縮。在24日11時，海上副熱帶高壓控制的范圍明顯減小，最大閉合等值線值僅為588，說明此時副熱帶高壓的強(qiáng)度較22日16時也減小了。此時“巴威”已經(jīng)穿越了副熱帶高壓的控制區(qū)，并受到副熱帶高壓邊緣氣流的引導(dǎo)作用而繼續(xù)向北移動。而在臺風(fēng)強(qiáng)度達(dá)到巔峰和開始逐漸減弱的26日15時與27日02時，副熱帶高壓的范圍和強(qiáng)度較24日11時都有所回升，有加強(qiáng)東上的趨勢，且海面上與陸地上的副熱帶高壓斷裂，呈現(xiàn)片狀分布。臺風(fēng)增強(qiáng)時，中心區(qū)域的垂直上升氣流也隨之增強(qiáng)，使得以下沉氣流為主的副熱帶高壓區(qū)減弱衰退。綜上所述，“巴威”的強(qiáng)度與副熱帶高壓的范圍和強(qiáng)度成反比。當(dāng)臺風(fēng)處于增強(qiáng)階段時，副熱帶高壓的強(qiáng)度減弱，面積縮?。欢谂_風(fēng)減弱的階段，副熱帶高壓的強(qiáng)度增強(qiáng)?！鞍屯笔艿礁睙釒Ц邏哼吘墯饬鞯挠绊懀跂|側(cè)風(fēng)力加強(qiáng)的同時持續(xù)北上至東北地區(qū)。高空西風(fēng)急流圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時 圖3“巴威”不同時刻中200hPa西風(fēng)急流分布特征（黑點(diǎn)代表臺風(fēng)中心此刻的位置）高空西風(fēng)急流的強(qiáng)弱也能影響臺風(fēng)的強(qiáng)度。從圖3可以看出，北半球上200hPa層結(jié)中的高空西風(fēng)急流大致位于45°-55°N左右緯度較高的地區(qū)，呈現(xiàn)東西向的緯向分布，“巴威”隨著高空急流的增強(qiáng)而增強(qiáng)。在高空西風(fēng)急流的增強(qiáng)過程中，與其相關(guān)的風(fēng)速與輻散的增強(qiáng)能夠使地面系統(tǒng)減壓，從而促進(jìn)了“巴威”的發(fā)展REF_Ref9063\r\h[6]。另外24日11時“巴威”處于高空急流出口區(qū)左側(cè)，26日15時和27日02時“巴威”位于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，高空急流出口區(qū)左側(cè)和入口區(qū)的右側(cè)為正渦度平流區(qū)，高空輻散很強(qiáng)。地面氣旋對流層上層有強(qiáng)的高空輻散,導(dǎo)致對流層下層出現(xiàn)補(bǔ)償性的輻合,增加了氣旋內(nèi)部的上升運(yùn)動REF_Ref9135\r\h[7]。大氣上升運(yùn)動強(qiáng)烈，容易觸發(fā)對流不穩(wěn)定，使對流層下層的水汽上升到高層釋放潛熱，能夠繼續(xù)加強(qiáng)大氣上升運(yùn)動，因此有利于氣旋性系統(tǒng)的發(fā)展。在加強(qiáng)臺風(fēng)的同時，強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動還能夠促使臺風(fēng)降水過程的發(fā)生。在高空西風(fēng)急流比較強(qiáng)盛的26、27日，東北、華北沿海一帶發(fā)生了強(qiáng)降水過程，部分地區(qū)短時降水量達(dá)到了100mm以上。海表溫度圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時 圖4“巴威”不同時刻sst分布特征（黑點(diǎn)代表臺風(fēng)中心此刻的位置）熱帶氣旋主要的能量來源于sst。較高溫度的海面能夠使低層大氣增溫增濕，隨著空氣中溫度和濕度的增加，低層的高溫高濕空氣的位勢不穩(wěn)定將變得越來越明顯，在低層大氣沿濕絕熱線不斷抬升至對流層中上層的過程中，其溫度始終高于同比高度環(huán)境大氣的溫度，使得暖心和垂直環(huán)流得以發(fā)展REF_Ref9230\r\h[8]。高溫且具有一定厚度的暖海水能為臺風(fēng)提供大量水汽，水汽又隨著大氣的上升運(yùn)動被抬升到高層發(fā)生凝結(jié)釋放潛熱，以提供能量來維持臺風(fēng)的暖心結(jié)構(gòu)。因此較高的海表溫度是臺風(fēng)生成和發(fā)展的必要因素。一般來說，只有在海表溫度高于26.5℃的情況下，臺風(fēng)才能夠發(fā)展、維持和增強(qiáng)REF_Ref9295\r\h[9]。由圖4不同時刻的SST分布圖中可以看出，在a、b兩圖中“巴威”處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，臺風(fēng)周圍的大面積海域海溫均處于28℃以上，且在強(qiáng)盛的日本暖流的作用下有明顯的暖舌。有利于臺風(fēng)的維持和發(fā)展。圖c中“巴威”全盛時所處的緯度已經(jīng)比較高了，臺風(fēng)周邊海域的海溫明顯下降，暖水層的深度也大大減小。圖d的時刻是臺風(fēng)開始逐漸減弱的階段，此時臺風(fēng)所處的周邊洋面溫度低于26℃，不足以維持臺風(fēng)發(fā)展，因此“巴威”開始減弱。與此同時，臺風(fēng)對海表溫度存在負(fù)反饋?zhàn)饔茫乙苿铀俣仍铰呐_風(fēng)與海面作用時間越長，海氣之間的負(fù)反饋?zhàn)饔眯Ч驮矫黠@。由于埃克曼抽吸作用，氣旋式上升運(yùn)動會使表層海水發(fā)生強(qiáng)烈的輻散REF_Ref9383\r\h[10]?！鞍屯苯?jīng)過的海域sst有明顯的下降，也可證明巴威消耗了表層暖水中的能量。而較高緯度的黃海海域本就海水表層溫度低、暖水層淺，經(jīng)過表層海水輻散冷水上翻后海表溫度會下降得更快，難以為“巴威”持續(xù)提供能量。在作為主要能量來源的暖層海水的能量供給被切斷后，“巴威”的強(qiáng)度迅速減弱。垂直運(yùn)動與水汽輸送圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時圖5“巴威”不同時刻中850hPa垂直速度分布特征（黑點(diǎn)代表臺風(fēng)中心此刻的位置）圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時 圖6“巴威”不同時刻中水汽通量分布特征（黑點(diǎn)代表臺風(fēng)中心此刻的位置）大氣對流層低層的水汽輸送是熱帶氣旋生成和發(fā)展的一個重要條件，當(dāng)對流層低層水汽供應(yīng)充足并伴有上升運(yùn)動時,暖濕的空氣在熱帶氣旋的上升運(yùn)動中釋放潛熱,為熱帶氣旋發(fā)生、發(fā)展提供能量,從而使熱帶氣旋得以加強(qiáng)。REF_Ref9484\r\h[11]。在臺風(fēng)“巴威”發(fā)展的過程中，受到東側(cè)副熱帶高壓邊緣急流的影響，臺風(fēng)東部一側(cè)有較強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動。850hPa是大氣中水汽含量比較豐富的低層層結(jié)，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動又能帶動暖濕氣流上升釋放潛熱，為臺風(fēng)加強(qiáng)提供能量。較大的垂直速度意味著大氣上升運(yùn)動比較強(qiáng)，能夠加強(qiáng)海面上水汽的蒸發(fā)，并能使水汽抬升，增大水汽通量。從圖5、6的a、b圖中也可以看出在臺風(fēng)的增強(qiáng)及強(qiáng)度維持階段，東側(cè)水汽通量更大，水汽流入量占據(jù)著整個臺風(fēng)的主導(dǎo)地位，從水汽通量高值區(qū)的形狀可以看出來西南季風(fēng)是“巴威”主要的水汽來源。臺風(fēng)增強(qiáng)期間東側(cè)為較強(qiáng)的水汽通量帶。臺風(fēng)處于發(fā)展階段時，由于風(fēng)速和垂直運(yùn)動速度分布的不均勻性，東側(cè)的水汽通量強(qiáng)度較西側(cè)更大，有較大的海面蒸發(fā)量，表明臺風(fēng)附近是水汽通量的輻合中心。來自洋面的暖濕氣流隨著上升運(yùn)動發(fā)生凝結(jié)，放出潛熱，為臺風(fēng)的發(fā)展提供能量。自圖c開始，臺風(fēng)兩側(cè)的水汽通量分布的差距減小，臺風(fēng)開始由盛轉(zhuǎn)衰。圖d中臺風(fēng)中心周圍水汽通量的絕對值較之前發(fā)生了大幅度減小，水汽蒸發(fā)量減少，能量供給減少，臺風(fēng)強(qiáng)度減弱。臺風(fēng)周圍垂直風(fēng)切變圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時 圖7“巴威”不同時刻中心周圍風(fēng)切變分布特征（黑點(diǎn)代表臺風(fēng)中心此刻的位置）通常來說較小的環(huán)境垂直風(fēng)切變有利于臺風(fēng)的發(fā)展與維持REF_Ref9533\r\h[12]。陳國民等通過高分辨率數(shù)值模式的模擬結(jié)果得出了在理想條件下，能抑制熱帶氣旋強(qiáng)度甚至減弱的垂直風(fēng)切變臨界值在8～10m/s的結(jié)論REF_Ref9579\r\h[13]。但也有研究表明有些較強(qiáng)的臺風(fēng)也能在比較大的垂直風(fēng)切變環(huán)境中維持REF_Ref9641\r\h[14]。環(huán)境垂直風(fēng)切變對熱帶氣旋的影響不僅取決于垂直風(fēng)切變的風(fēng)向和量級，也取決于緯度和臺風(fēng)自身的強(qiáng)度等因素REF_Ref9670\r\h[15]。當(dāng)環(huán)境風(fēng)垂直切變較大時，對流層上下空氣相對運(yùn)動較大，高層的風(fēng)速相對于低層風(fēng)速更大，高層大氣中的熱量和水汽會分散出去而無法集中，從而破壞熱帶氣旋的暖心結(jié)構(gòu)REF_Ref9729\r\h[16]。此外，較大的環(huán)境垂直風(fēng)切變還可能造成熱帶氣旋中心結(jié)構(gòu)區(qū)域?qū)α鞯姆菍ΨQ發(fā)展，通過破壞熱帶氣旋上下層結(jié)垂直、中心對稱的平衡結(jié)構(gòu)來影響其發(fā)展。圖7中的前3個時刻，“巴威”的強(qiáng)度在逐漸增加，但發(fā)展速度逐漸減小，圖d中強(qiáng)度開始減弱。在這4個時刻中臺風(fēng)周邊的環(huán)境垂直風(fēng)切變是一直逐漸增大的，垂直風(fēng)切變高值區(qū)也逐漸從臺風(fēng)的東側(cè)拓展到包圍整個臺風(fēng)的中心。可以看出“巴威”發(fā)展的速度與環(huán)境垂直風(fēng)切變的大小和高值區(qū)范圍面積成反比。圖d中在“巴威”中心區(qū)域都出現(xiàn)了較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，這種環(huán)境條件不利于臺風(fēng)的發(fā)展和維持，“巴威”開始減弱。臺風(fēng)結(jié)構(gòu)圖a22日20時圖b24日11時圖c26日15時圖d27日02時圖8“巴威”不同時刻中心及周邊海平面風(fēng)場分布圖由圖8可以看出，在臺風(fēng)中心周圍海平面風(fēng)速分布圖上，“巴威”的水平風(fēng)速呈現(xiàn)明顯的東西向不對稱結(jié)構(gòu)。受到東側(cè)副熱帶高壓邊緣急流的影響，臺風(fēng)東部一側(cè)的風(fēng)速明顯要強(qiáng)于臺風(fēng)西側(cè)。由于副熱帶高壓強(qiáng)度和位置的改變，“巴威”內(nèi)部不同時刻的風(fēng)速分布會有所差別。圖a、b中副熱帶高壓較弱，且臺風(fēng)處于發(fā)展時期，東側(cè)風(fēng)速受到副高西部的急流不斷增大。圖b、c中副熱帶高壓的強(qiáng)度有所回升，邊緣急流增強(qiáng)，臺風(fēng)東西側(cè)的風(fēng)速分布差距進(jìn)一步加大?！鞍屯憋L(fēng)速的明顯非對稱性的分布結(jié)構(gòu)符合氣旋性切變，能在大氣層結(jié)中產(chǎn)生正值的相對渦度，因此這種結(jié)構(gòu)是“巴威”的強(qiáng)度能在高級別上保持甚至增強(qiáng)的動力機(jī)制之一。圖c、d中臺風(fēng)逐漸移動到內(nèi)海區(qū)域，東側(cè)受到副熱帶高壓邊緣急流的影響減小，受到西風(fēng)槽的影響增大，東側(cè)風(fēng)速的發(fā)展將受到抑制，風(fēng)速的不對稱結(jié)構(gòu)遭到破壞，兩側(cè)風(fēng)速差距減小，臺風(fēng)開始逐漸減弱。圖9“巴威”24日11時（左）與26日15時（右）的衛(wèi)星云圖（來源：DigitalTyphoons）通過不同時刻地面風(fēng)場分布圖可以大致看出臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況。而在圖10的衛(wèi)星云圖中，可以很明顯地看出“巴威”的尾部云系形狀由24日11時的近似“9”字型逐漸調(diào)整為26日15時的近似“6”字型。這種臺風(fēng)尾部云系形狀的調(diào)整常常發(fā)生在能夠移動到較高緯度的北上氣旋中，例如2019年09號臺風(fēng)“利奇馬”也曾發(fā)生過這樣的調(diào)整?！鞍屯钡奈膊吭葡抵饕俏髂霞撅L(fēng)的云系，形狀的改變與臺風(fēng)結(jié)構(gòu)改變有關(guān)。在臺風(fēng)發(fā)展時期的“9”字型云系通常是西南季風(fēng)云系與南海臺風(fēng)云系相結(jié)合而成，隨著“巴威”向著更高緯度的海域移動，會發(fā)生干空氣入侵，還有西南季風(fēng)云系與西風(fēng)槽低壓系統(tǒng)的冷系云系相互作用，臺風(fēng)強(qiáng)度將有所減弱，體積逐漸減小，結(jié)構(gòu)改變?yōu)椤?”字型，因而北上氣旋云系形狀的改變意味著臺風(fēng)結(jié)構(gòu)改變，強(qiáng)度由盛轉(zhuǎn)衰。散度分布圖11“巴威”不同時刻中心區(qū)域散度分布圖大氣垂直散度場上高層強(qiáng)輻散、低層強(qiáng)輻合的高低空流場配置有利于臺風(fēng)的發(fā)展與增強(qiáng)REF_Ref9981\r\h[17]。這種配置能夠促進(jìn)大氣上升運(yùn)動。由圖11可以看出，在臺風(fēng)“巴威”發(fā)展期間，高層的輻散程度大于低層大氣，臺風(fēng)的強(qiáng)度與高空中心正渦度的大小基本呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，高空層結(jié)的輻散區(qū)也有逐漸向下層大氣延伸的趨勢。而隨著“巴威”的發(fā)展，低層大氣的負(fù)散度也在逐漸增強(qiáng)，證明低空輻合程度隨著臺風(fēng)的強(qiáng)度增強(qiáng)而逐漸增大。27日02時臺風(fēng)中心區(qū)域的高空輻散值有明顯減小，低空輻合值則較增強(qiáng)期大大增加。在高空輻散減弱的作用下，臺風(fēng)開始減弱。位渦分布圖12“巴威”不同時刻中心區(qū)域位渦分布圖位渦作為位溫梯度和絕對渦度的乘積，是一個能夠同時反映大氣動力情況和熱力作用的物理量，由于位渦守恒性的作用，高空區(qū)位渦的增大會造成上方和下方相鄰的等熵面之間的距離拉大，從而使大氣層結(jié)中的靜力穩(wěn)定度減小，垂直方向上的不穩(wěn)定能量增加，垂直上升運(yùn)動發(fā)展增強(qiáng)，氣旋性渦度增大，有利于臺風(fēng)的發(fā)展與維持REF_Ref1469\r\h[18]。因此位渦在可能引發(fā)和發(fā)展強(qiáng)熱帶氣旋處的對流層頂上方大大增加，可以用位渦來判斷熱帶氣旋的發(fā)展情況。從圖9可以看出，“巴威”的發(fā)展速度和高空位渦強(qiáng)度大致呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系。臺風(fēng)發(fā)展的速度越快，100-200hpa高空區(qū)域內(nèi)的位渦值越大。臺風(fēng)“巴威”在海上的增強(qiáng)過程中受到多種因素的共同影響作用，通過研究得到如下的結(jié)論。（1）高空大尺度環(huán)流系統(tǒng)對“巴威”的強(qiáng)度起到了非常關(guān)鍵的作用?！鞍屯卑l(fā)展期間副熱帶高壓經(jīng)歷了衰弱東退和加強(qiáng)北上兩個階段，臺風(fēng)的強(qiáng)度與副熱帶高壓的范圍和強(qiáng)度成反比。副熱帶高壓的邊緣氣流能使“巴威”東側(cè)風(fēng)速增強(qiáng)，從而提高臺風(fēng)的強(qiáng)度，同時也是引導(dǎo)臺風(fēng)移動的重要天氣系統(tǒng)。（2）“巴威”的強(qiáng)度隨著高空急流的增強(qiáng)而增強(qiáng)。高空急流的增強(qiáng)能夠增大高層大氣的風(fēng)速，加強(qiáng)高空輻散，促進(jìn)“巴威”發(fā)展。另外“巴威”在發(fā)展過程中曾處于高空急流出口區(qū)的左側(cè)和入口區(qū)的右側(cè)，這些位置為正渦度平流區(qū)，高空輻散很強(qiáng)，對流不穩(wěn)定能量比較大，能加強(qiáng)大氣的上升運(yùn)動，有利于氣旋系統(tǒng)的發(fā)展。在加強(qiáng)臺風(fēng)的同時，大氣上升運(yùn)動還能夠促使臺風(fēng)降水過程的形成。（3）“巴威”增強(qiáng)期間sst條件比較優(yōu)越，有比較廣闊的暖水區(qū)。較高溫度的海面能夠使低層大氣增溫增濕，增加不穩(wěn)定能量，有利于垂直上升運(yùn)動的發(fā)展。垂直運(yùn)動的發(fā)展又能促使低層水汽抬升凝結(jié)，為臺風(fēng)的發(fā)展和維持提供能量，綜合下來有利于“巴威”的發(fā)展。（4）“巴威”發(fā)展前期，臺風(fēng)周圍環(huán)境垂直風(fēng)切變的大小和高值區(qū)的面積都比較小，有利于臺風(fēng)的發(fā)展。之后垂直風(fēng)切變逐漸增大，臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)遭到破壞，“巴威”開始減弱。（5）“巴威”內(nèi)部有符合氣旋式切變的風(fēng)速非對稱式分布結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生正相對渦度。臺風(fēng)中心區(qū)域在高空層結(jié)的散度和位渦分別與臺風(fēng)的強(qiáng)度和發(fā)展速度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，臺風(fēng)尾部云系形狀的變化情況也對“巴威”的強(qiáng)度有影響。參考文獻(xiàn)端義宏,余暉,伍榮生.熱帶氣旋強(qiáng)度變化研究進(jìn)展[J].氣象學(xué)報,2005(05):636-645.5.董林.臺風(fēng)“梅花”謎樣一生[N].中國氣象報,2011-08-12(003).于玉斌,姚秀萍.西北太平洋熱帶氣旋強(qiáng)度變化的統(tǒng)計特征[J].熱帶氣象學(xué)報,2006(06):521-526.莫迪.西太平洋副熱帶高壓耦合模態(tài)對臺風(fēng)生成的影響[J].氣象研究與應(yīng)用,2021,42(01):7-12.ChaoW,BinW.TropicalcyclonepredictalbilityshapedbywesternPacificsubtropicalhigh:integrationo