山竹影響期間深圳的大風(fēng)特征分析

山竹影響期間深圳的大風(fēng)特征分析

臺(tái)風(fēng)災(zāi)害中，臺(tái)風(fēng)大風(fēng)造成的災(zāi)害僅次于臺(tái)風(fēng)降雨。1822號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”(超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí))是2018年登陸我國最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng),具有“大風(fēng)持續(xù)時(shí)間長、風(fēng)雨范圍廣、影響程度重”等特點(diǎn),為了最大限度減少因臺(tái)風(fēng)天氣造成的損失,對(duì)于此類臺(tái)風(fēng)造成的異常偏強(qiáng)大風(fēng)過程的分析和研究很有必要。因此,本研究利用廣東自動(dòng)氣象站、深圳梯度塔、氣象衛(wèi)星等的資料,從臺(tái)風(fēng)“山竹”強(qiáng)度、移動(dòng)路徑、移動(dòng)速度和環(huán)流背景等,總結(jié)了超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”影響深圳期間伴隨的大風(fēng)所呈現(xiàn)的規(guī)律,以期對(duì)今后的臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)預(yù)警提供供參考。1超臺(tái)風(fēng)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的影響2018年9月7日20:00(北京時(shí),下同),位于西北太平洋的熱帶低壓發(fā)展為2018年第22號(hào)熱帶風(fēng)暴“山竹”,此后向偏西方向移動(dòng),強(qiáng)度不斷增強(qiáng)(圖1)。9日08:00加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng),10日20:00加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng),11日08:00進(jìn)一步加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)(16級(jí)),20:00中心附近最大風(fēng)力達(dá)到65m/s(17級(jí)),此強(qiáng)度持續(xù)了78h,15日02:00“山竹”以超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別(17級(jí))在菲律賓北部的呂宋島登陸,15日09:00進(jìn)入南海之后向西偏北方向移動(dòng),中心強(qiáng)度減弱為15級(jí),后強(qiáng)度維持,逐漸靠近華南沿海,16日17:00“山竹”以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)在廣東江門臺(tái)山海宴鎮(zhèn)登陸,登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力15級(jí),17日14:00在廣西境內(nèi)減弱為熱帶低壓后消亡。2“”2.1沿海和高架點(diǎn)“山竹”影響期間,深圳普遍出現(xiàn)了13～15級(jí)陣風(fēng)(圖略)。按照從有2個(gè)站點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)12級(jí)陣風(fēng)開始到全市沒有站點(diǎn)出現(xiàn)12級(jí)陣風(fēng)為止的原則統(tǒng)計(jì),沿海和高地站點(diǎn)12級(jí)及以上陣風(fēng)持續(xù)了13h(沿海站點(diǎn):與海岸線水平直線距離<1km;高地站點(diǎn):海拔高度≥100m),陸地12級(jí)以上陣風(fēng)持續(xù)了8h(陸地站點(diǎn):除沿海站點(diǎn)外海拔高度<100m);沿海和高地10級(jí)及以上陣風(fēng)持續(xù)時(shí)間25h,陸地持續(xù)了6h,大風(fēng)持續(xù)時(shí)間歷史罕見(圖2)。過程最大陣風(fēng)高達(dá)52.7m/s(16級(jí),內(nèi)伶仃島)。2.2陣風(fēng)時(shí)間序列深圳梯度塔位于深圳市寶安區(qū)石巖街道鐵崗水庫內(nèi),距離珠江口約10km,梯度塔高356m,共設(shè)有35個(gè)觀測(cè)平臺(tái),每個(gè)平臺(tái)均安裝自動(dòng)氣象站,觀測(cè)要素包括風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、氣壓、能見度等。本研究選取10、100、200、350m4個(gè)平臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從風(fēng)速時(shí)間序列圖(圖3)可知,“山竹”靠近及影響深圳期間,從10到350m的風(fēng)速變化趨勢(shì)基本一致,風(fēng)速隨高度增大。隨著臺(tái)風(fēng)的逐漸靠近,4層的風(fēng)速逐漸增大,16日15:00前后,臺(tái)風(fēng)中心離梯度塔最近距離約120km時(shí)風(fēng)速最大,350m高度記錄到53.3m/s的最大陣風(fēng)。另外,風(fēng)速增大階段(以350m高度風(fēng)速變化為例),16日01:48前后出現(xiàn)8級(jí)陣風(fēng),到中午15:00前后達(dá)到最大15級(jí)陣風(fēng),用時(shí)約790min。15:00后風(fēng)速開始減小,到17日13:00前后減小到8級(jí)以下,歷時(shí)1320min?？梢?起風(fēng)階段風(fēng)速增大速率大于減弱階段風(fēng)速減小速率。從“山竹”離梯度塔不同距離時(shí)350m高度最大風(fēng)速的變化特征時(shí)間序列(圖略)可以看到,隨著“山竹”離深圳越來越近,350m高度上小時(shí)瞬時(shí)極大風(fēng)速也逐漸增大,而隨著“山竹”的遠(yuǎn)離,風(fēng)速也逐漸減小。2.3過程陣風(fēng)分析近10年共有14個(gè)臺(tái)風(fēng)在珠江口及其附近100km范圍內(nèi)登陸,給出了近10年嚴(yán)重影響深圳的4個(gè)臺(tái)風(fēng)的對(duì)比(表略)。本研究定義“嚴(yán)重影響”的判定條件為(以下4個(gè)條件達(dá)到一種即可):1)平均風(fēng)力≥8級(jí)(17.2m/s)或陣風(fēng)≥10級(jí)(24.5m/s);2)平均風(fēng)力≥6級(jí)(10.8m/s)且日雨量≥80mm;3)平均風(fēng)力≥5級(jí)(8.0m/s)且日雨量≥100mm;4)過程總雨量≥250mm。統(tǒng)計(jì)可知,過程最大平均風(fēng)速“山竹”為40.8m/s、0906號(hào)臺(tái)風(fēng)“莫拉菲”為31.5m/s、1713號(hào)臺(tái)風(fēng)“天鴿”為28.8m/s、1604號(hào)臺(tái)風(fēng)“妮妲”為28.5m/s;過程12級(jí)以上最大陣風(fēng)站數(shù)“山竹”高達(dá)73個(gè),“莫拉菲”為20個(gè),而“妮妲”和“天鴿”僅各有3個(gè)站點(diǎn)的過程最大陣風(fēng)達(dá)到了12級(jí);8級(jí)及以上、10級(jí)及以上最大陣風(fēng)站數(shù)“山竹”均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外3個(gè)臺(tái)風(fēng)。小時(shí)極大風(fēng)達(dá)到8級(jí)或以上累計(jì)時(shí)長“山竹”達(dá)到26h,持續(xù)時(shí)間分別是“妮妲”的3倍多、“莫拉菲”和“天鴿”的4倍。為進(jìn)一步分析該次過程大風(fēng)對(duì)深圳的影響程度,選取了廣東3個(gè)最大陣風(fēng)超過50m/s的珠海、江門、深圳自動(dòng)站風(fēng)速進(jìn)行對(duì)比?？芍?“山竹”影響廣東期間,自動(dòng)站記錄的最大陣風(fēng)出現(xiàn)在江門的圭峰山頂54.6m/s,此處海拔高達(dá)407m,深圳內(nèi)伶仃島錄得的最大陣風(fēng)為52.7m/s,海拔僅為65m;從10級(jí)及以上陣風(fēng)持續(xù)時(shí)間上看,深圳內(nèi)伶仃島持續(xù)了16h,圭峰山頂和珠海桂山島分別持續(xù)11和13h。另外,10級(jí)以上陣風(fēng)占三地自動(dòng)站總站數(shù)的比例,深圳為87.6%,高于江門的71.4%和珠海的86.1%。33.1臺(tái)風(fēng)的生成背景已有研究表明,給廣東帶來嚴(yán)重大風(fēng)影響的臺(tái)風(fēng)大多數(shù)生成于120°E以東的西北太平洋洋面上3.2南北方環(huán)流控制精度從地面氣壓場可以看出(圖略),“山竹”影響期間,我國中高緯度地區(qū)為冷性高壓控制,華南南部地區(qū)被低壓環(huán)流控制。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”逐漸靠近珠江口時(shí),中高緯度的冷高壓也在東移南壓,增大了廣東地區(qū)的氣壓梯度,利于大風(fēng)的出現(xiàn)。中高緯冷高壓也是造成災(zāi)害性大風(fēng)的原因之一。3.3臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度研究表明,在珠江口及附近登陸的臺(tái)風(fēng)給該地區(qū)帶來大風(fēng)影響臺(tái)風(fēng)帶來的大風(fēng)還與臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度有關(guān),一般移動(dòng)速度越快,越有利于出現(xiàn)大風(fēng)4級(jí)鹽政策1)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”給深圳帶來歷史罕見的災(zāi)害性大風(fēng),全市普遍