强台风“莫兰蒂”对厦门机场的影响过程分析

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　　摘  要：文章通过2016年14号强台风“莫兰蒂”对厦门机场影响过程分析，发现：此次台风的特点为强度强，尺度小，路径相对比较稳定，有潜在的多台风效应，造成的损失很严重。通过环流场分析显示台风的移动方向与西太平洋副热带高压的形状和强度变化密切相关，副高由纬向型向经向型的转变，台风路径发生西北偏西向西北方向移动，出现多时次向偏北方向跳跃。通过分析雷达回波显示台风的非对称结构是影响台风运动的重要因子，台风的南北向椭圆形结构和西侧眼壁附近最强的雷达反射率共同作用形成台风西北向的移动路径，雷达速度图像上显示台风中心最大速度出现二次模糊，并出现导致暴雨的“逆风区”结构。
　　关键词：强台风;狂风暴雨;非对称结构;牛眼;厦门机场
　　中图分类号：V321.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）24-0092-02
　　Abstract： In this paper， through the analysis of the influence process of the No. 14 strong typhoon "Moranti" on Xiamen Airport in 2016， it is found that the typhoon is characterized by strong intensity， small scale， relatively stable path， potential multi-typhoon effect and serious losses. The analysis of the circulation field shows that the moving direction of the typhoon is closely related to the shape and intensity of the western Pacific subtropical high. The subtropical high changes from zonal to meridional， and the typhoon path moves from northwest to northwest. There have been many jumps to the north. The analysis of radar echo shows that the asymmetric structure of typhoon is an important factor affecting the motion of typhoon. The north-south elliptical structure of typhoon and the strongest radar reflectivity near the west eye wall form the northwest moving path of typhoon. The radar velocity image shows that the maximum velocity of the typhoon center appears secondary blur， and the "headwind area" structure which leads to rainstorm appears.
　　Keywords： strong typhoon; rainstorm; asymmetric structure; Niuyan; Xiamen Airport
　　1 概述
　　臺风是一种破坏力很强的灾害性天气系统，台风过境时常常带来狂风暴雨天气，引起海面巨浪，严重威胁航空和航海安全，台风登陆后带来的风暴增水可能摧毁庄稼，各种建筑设施等，造成人民生命、财产的巨大损失[1]。2016年第14号台风“莫兰蒂”于9月15日凌晨3点05分正面登陆厦门市，登陆时阵风达17级以上（风速64.2m.s-1），达到超强台风（Super TY）级别，创下厦门有气象记录以来的新高，破坏力大大超过1999年第14号台风“丹尼（Dan）”。“莫兰蒂”使厦门受到重创，尤其对厦门电力设施造成毁灭性破坏，导致全市大面积停电、停水和通信中断;65万棵树木倒伏、16万棵树木亟待抢救;市内大部分道路受堵，公交线路一度全面瘫痪;房屋损毁17907间，初步估计直接经济损失至少102亿。
　　2 环流场背景及影响过程分析
　　2.1 台风路径和特点
　　2016年第14号台风“莫兰蒂”于9月10日14时于菲律宾以东的西太平洋洋面生成，12日02点加强为台风级别，12日11点加强为超强台风，中心附近最大风力17级以上（65m.s-1），为2016年最强台风，擦过台湾岛南部之后，14日21点减弱为强台风，15日3点05分登陆福建省厦门市翔安区，登陆时登中心附近最大风力有15级（48m.s-1），中心最低气压945hPa，是1949年以来登陆闽南沿海风力最强的台风。9月15日17点减弱为热带低压，17日02点，中央气象台对其停止编号。
　　台风“莫兰蒂”有五个特点：强度强，最强时其中心附近最大风力曾达到70m.s-1，为2016年最强台风;尺度小，登陆时为强台风级别（42～50m.s-1，14～15级），十级风圈半径仅50km;路径相对比较稳定，自生成后，一路西北偏西向移动，穿过巴士海峡后西北向移动，未登陆台湾岛，强度减弱不多;有潜在的多台风效应，它的左右两侧均有低值系统，尤其是东侧有多个低压扰动，其中距离最近的，后面发展为2016年16号台风“马勒卡”;台风倒槽深入内陆，虽然登陆地点在厦门，但是位于台风倒槽的闽中北、江浙地区发生特大暴雨，并引发浙江遂昌滑坡泥石流灾害。
　　2.2 环流场背景分析 　　9月13日20点前，西太平洋副热带高压（以下简称副高）稳定在日本南部洋面，为纬向性，副高脊线到达云南地区，“莫兰蒂”受其副高南部偏东引导气流向西北偏西方向移动。台风路径与引导气流之间往往存在相关，引导气流的方向和速度自然成为台风路径预报的主要依据之一[2]。14日08点500hPa上，台湾东部洋面到浙江一带为副高西南侧一致的东南气流中，由于地转适应，副高南部加强，副高脊线转为经向性，同时在台湾海峡上游倒槽生成，预示后期“莫兰蒂”将转向，从台风移动路径显示，14日2点开始转向西北方向移动，14日20点500hPa上，西太平洋副热带高压强度减弱，转为经向性，台湾上空和东部洋面风转为偏南风，15日1点开始转向偏北方向移动。
　　2.3 影响厦门机场过程分析
　　2.3.1 大风
　　观测表明，台风中最大地面风一般发生在台风眼壁内边界上或偏台风中心内部的地区[3]。“莫兰蒂”中心强度强，但是尺度较小，登陆时十级风圈50km，因此能量十分集中，对登陆点造成的大风影响极大，为“莫兰蒂”登陆前后厦门各气象自动站测到的极大风值。其中，大嶝大桥观测到最大平均风42.1m.s-1（14级）、阵风54.2m.s-1（16级），同安大桥观测到最大阵风达64.2m.s-1（17级以上）。厦门机场自动观测系统05号跑道显示在3点前维持偏北风，3点转为西北风，4点转为偏南风，从2点28分开始阵风为30m.s-1及以上，5点风力减小，3点08分出现最大平均风24m.s-1，阵风39m.s-1。厦门机场自动观测系统23号于15日02点40分显示最大阵风42.2m.s-1，之后因风传感器被吹坏，机场实况采用备份观测仪器的数据。厦门机场C、D类（中大型飞机）的逆风起降标准为25m.s-1，正侧风（干跑道）起降标准为15m.s-1，正侧风（湿跑道）起降标准为8m.s-1，超过这个数值飞机无法起降。
　　2.3.2 降水
　　“莫兰蒂”登陆时恰逢中秋，是天文大潮，风、雨、潮“三碰头”。“莫兰蒂”结构紧密，能力集中，登陆时台风螺旋雨带也较為集中地逆时针旋转上岸，14日18时至15日10时的16小时内全市平均降雨量104mm，最大降雨量达295mm（集美马銮海堤），登陆前后厦门地区普降暴雨，小时降水量达50～80mm，其中在厦门岛东北和偏南方向出现两个极值中心。厦门机场降水主要集中在凌晨0点到5点之间，维持中到大阵雨，24小时降水量158.5mm，按照国内航空公司标准，厦门机场出现大阵雨时，飞机不能起降。2点到4点因降水导致能见度降到1000m以下，其中4点能见度最低达200m，厦门机场05号/23号能见度降落标准为800m，RVR（跑道视程）降落标准为550m，低于这个数值飞机不能着陆，厦门机场05号/23号能见度起飞标准为500m，RVR（跑道视程）起飞标准为400m，低于这个数值飞机不能起飞。
　　3 雷达回波特征分析
　　3.1 速度场回波分析
　　14日23点40分1.5°仰角速度图上，在本场东南方约85km处，出现清晰对称的正负速度对，俗称“牛眼”[4-5]，出现速度模糊，正负速度对称中心为台风中心，速度最大值为47m.s-1，同时负速度中心大于正速度中心数值，存在强烈的风速辐合上升运动。
　　15日2点16分雷达图上正速度区出现了二次速度模糊，正速度达到57m.s-1，负速度也达到了51m.s-1，02点56分更是正负速度均达到了57m.s-1。“牛眼”位于测站两侧分布，负速度中心旋转至测站的东北方，在测站的东北方向75km到115km处，出现多个正速度为负速度区包围，呈现逆风区结构，较大范围的逆风区是出现暴雨天气的一个重要判据[6]。
　　3.2 强度场回波分析
　　14日16点02分1.5°仰角强度图上，台风中心进入雷达探测范围，距离厦门约240km，此时离台湾岛较近，受其地形阻挡影响，台风螺旋云带不够完整，强度不强，降水也不大，但台风中心和密蔽云区很清晰，“莫兰蒂”仍为超强台风级别。14日21点雷达回波显示台风中心眼壁云环未闭合，结构松散，“莫兰蒂”降为强台风级别。15日1点30分1.5°仰角强度图上台风中心眼壁云环闭合，在眼壁附近有最强的雷达反射率，呈不对称分布，最强回波在在台风中心的西侧，回波加强至63dBz，三条螺旋云带呈逆时针向中心旋转，螺旋云带由对流云和层状云构成，和眼壁雨带相比，螺旋雨带没有向眼壁雨带那样强的有组织的上升气流和反射率核心。台风为南北向椭圆形结构，预示台风向偏北方向移动，但台风重心位于台风的西侧，台风的综合移动路径仍为西北方向。
　　台风中心西侧的1小时累积降水长期维持在70-80mm。15日0点减弱，1点30分又迅速加强，最强达88.9mm，整个强降水区直奔雷达中心。
　　4 结束语
　　（1）这次台风的路径主要受副热带高压的强度和脊线变化，从而引起引导气流发生改变。
　　（2）台风出现的狂风暴雨导致航班取消、返航备降，造成空管站通导设备及气象观测设备均受到不同程度的损坏，厦门机场出现较长时间关闭。
　　（3）通过雷达速度场可分析热带风暴中心的位置，即正负速度对称中心，表现为“牛眼”结构，最强时并出现二次速度模糊。暴雨发生时观测到速度场明显特征是出现较大范围的逆风区。
　　（4）通过雷达强度场分析，台风中心眼壁云环发生多次由闭合-不闭合-闭合演变，眼壁附近最强的雷达反射率一直位于台风中心的西侧。
　　参考文献：
　　[1]丁一汇.高等天气学（2版）[M].北京：气象出版社，2005，2：443-452.
　　[2]陈联寿，等.热带气旋动力学引论[M].北京：气象出版社，2002，12：122-127.
　　[3]寿绍文.中尺度天气原理和预报[M].北京：气象出版社，2009，2：181-190.
　　[4]俞小鼎，姚秀萍，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006：53-62.
　　[5]胡明宝，高太长，汤达章.多普勒天气雷达资料分析与应用[M].北京：解放军出版社，2000：99-118.
　　[6]李军霞，李培仁，汤达章.多普勒速度图像中逆风区的统计特征分析[A].第十五届全国云降水与人工影响天气科学会议论文集（Ⅱ）[C].2008：698-701.
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