南海“土颱風”來了!——別說我土,我很潮的
颱風來了!不過好像不是我們熟悉的那種……
今年2號颱風“馬力斯”在6月1日0時55分前後以熱帶風暴強度在廣東登陸,給我國華南地區多地帶來了顯著的風雨影響。作爲今年首個登陸我國的颱風,“馬力斯”因其特殊的出身備受關注——它是一個地道的南海“土颱風”。
颱風怎麼還分“洋”和“土”?南海“土颱風”又有什麼特殊的技能?下面就講講它的幾個特點。
2024年6月1日11點24分,在“馬力斯”影響下我國華南地區雷達拼圖,顏色由藍到紫表示降水由少到多
(圖片來源:中國氣象愛好者微博)
外貌上:個頭小,長得醜
我們所說的南海“土颱風”,是指誕生於我國南海海域且強度達到熱帶風暴等級及以上的熱帶氣旋。“土”字,象徵着它們獨特的本土身份,與那些在西北太平洋生成後進入南海的“洋”颱風截然不同。
啥是颱風
根據熱帶氣旋等級國家標準,熱帶氣旋按近中心附近地面最大風速劃分爲六個等級(數據來源:中國氣象局)。需要注意的是,在我國習慣將所有強度的熱帶氣旋都稱爲颱風,這與強度達到颱風等級(即近中心風速大於32.7m/s)的熱帶氣旋有所差異。
南海被衆多島嶼和大陸環抱,爲颱風活動提供了一個獨特的舞臺。然而,由於這片海域空間狹窄,“土颱風”們並不像那些在廣闊無垠的西北太平洋上自由馳騁的颱風,能夠盡情汲取洋麪的水汽和能量而茁壯成長。相反,它們更像是生長在艱苦環境中的孩子,個頭較爲弱小。
根據聯合颱風預警中心(JTWC)的統計數據顯示,1945至2023年間,在南海上共生成了227 個被命名的南海“土颱風”,但其中僅有77個達到了颱風強度(近中心最大風速大於32.7m/s)。它們的水平尺度最小的不到50km,最大的也不超過450km(本文作者統計)。
中國南海及其周邊海域 (圖片來源:Le 等人,2021)
不但個頭小,南海“土颱風”還有點“醜”。
那些 “發育”良好的颱風,呈現爲高速旋轉的豎直大氣渦旋,在衛星雲圖上可看到其颱風之眼清晰迷人,周圍環繞着華麗的螺旋雨帶,整體雲區對稱飽滿。
2023年9號超強颱風“蘇拉”的衛星雲圖 (圖片來源:中國天氣微博)
由於南海區域大氣的高低層風速風向差異大,再加上易受到大陸摩擦的影響,南海“土颱風”的活動形態更類似於傾斜旋轉的陀螺。在衛星雲圖上,常常留下了它們的“醜照”:雲層薄,雲系鬆散,較少有典型的螺旋雨帶,大部分颱風無眼,若有風眼則形狀多變、大小不一。
2024年2號颱風“馬力斯”的衛星雲圖 (圖片來源:中國天氣微博)
影響上:雨災大過風災
別看南海“土颱風”個頭弱小,但是它們帶來的影響卻不容小覷。南海是我國華南地區重要的水汽來源。每年5月中旬到6月上旬,隨着南海季風的爆發,季風氣流將攜帶充沛的西南暖溼水汽從熱帶印度洋和南海輸送到東亞大陸,標誌着東亞夏季風的來臨和中國雨季的開始。
此時活動於南海的“土颱風”配合夏季風活動,能夠對我國降水產生顯著的影響。可以說南海“土颱風”非但不“土”,還很“潮”,因爲它們給我國帶來的災害影響往往是雨災往往大於風災。
那些在南海上孕育出的“土颱風”胚胎,雖然未能達到被正式命名的強度(達到熱帶風暴強度及以上才能被命名),但也能發揮出抽水機一般的作用來加強夏季風降水,給華南地區帶來猛烈的暴雨。尤其是每年5月中旬到6月上旬,在夏季風的影響下,華南地區常常會發生雨量大而集中的降水。由於這一時段正值端午節龍舟競渡之際,這樣的降水也被稱爲“龍舟水”。
此時,在我國南海上孕育出的“土颱風”胚胎,還沒充分成長就急匆匆地登陸了。弱小的它們像個不懂事的熊孩子,會進一步把南海夏季風的能量和水汽帶上岸,給強降水提供有力動熱力條件。
2023年高考期間,一個編號爲99W的南海“土颱風”胚胎(爲了便於記錄,氣象員把強度未達到熱帶低壓強度的颱風胚胎,按出現時間從90-99W循環命名),雖然自身還未成氣候,就想興致沖沖地登陸上岸。它的活動使得廣東省上空的南風增強,大量水汽被裹挾上岸,導致高考期間珠海地方多雷雨產生,給高考考生們帶去了不便。(友情提示:高考期間建議考生密切關注天氣預報和相關預警信息,並提前規劃赴考路線。)
(左圖)2023年6月6日衛星雲圖上顯示的99w南海“土颱風”胚胎,(右圖)在99w東部近地面南風增強
(圖片來源:珠海應急管理公衆號)
光是“胚胎”就能夠帶來如此顯著的雨災,更別說強度更強的“土颱風”了。2023年的“土颱風”“海葵”,雖然個頭不大,在登陸之後強度也迅速減弱,但是由於有南海季風持續的水汽補給,其殘餘環流仍能在福建省內興風作浪。據中國氣象局氣象探測中心消息,2023年9月5日6時至6日6時,福州24小時最大累積降水量551.1毫米,多地單日降雨量打破歷史記錄,“海葵”給福州帶來的降水竟刷新了2005年19號超強颱風“龍王”的紀錄!
6月1日0-6時廣東省雷達拼圖示意圖,顏色由藍到紫表示降水由少到多(圖片來源:鶴山天氣公衆號)“海葵”影響下福州多低出現強降水,積澇嚴重
(圖片來源:鳳凰網)
而文章開頭提到的“馬力斯”,也正是在西南季風的配合下,擁有了充足的水汽條件,5月31日它還在南海北部時就猛倒降水,導致西沙羣島個別站點24小時降水量超過了600毫米。在登陸後的消亡過程中,它的殘餘環流也給海南、廣東、江西、福建、浙江等多地帶來了暴雨和大暴雨。這“揮毫潑墨”的架勢給今年的颱風活動拉開了震撼的序幕。
6月1日0-6時廣東省雷達拼圖示意圖,顏色由藍到紫表示降水由少到多(圖片來源:鶴山天氣公衆號)
活動特點:壽命短,難預測
在西北太平洋上,全年都有颱風活動,但在我國南海,1至3月幾乎看不見颱風的影子。而從4月起,南海“土颱風”便逐漸活躍起來。到了8至9月,它們與西北太平洋颱風一同迎來最爲熱鬧的時期。這是因爲此時太陽直射點北移,北半球海面溫度上升,爲颱風活動提供了源源不斷的能量。隨着秋季的到來,南海“土颱風”的生成頻次逐漸減少。
1945年至2010年期間,在西北太平洋(灰色陰影)和南海(深色陰影)地區生成的颱風的月平均數。
(圖片來源:Xu 等人,2019)
由於離陸地距離太近,南海“土颱風”生成後很快就會登陸消亡。因此,它們的生命週期普遍較短,平均僅維持3至4天。生命週期最短的南海“土颱風”是編號7918號(1979年第18號)的颱風,它從誕生到消亡僅僅經歷了6個小時。
“土颱風”的路徑複雜多變,大致可分爲四種:西行、西偏北行、東偏北行和東行。
其中西行的“土颱風”主要影響越南東海岸;向西偏北行的易影響我國海南與兩廣地區。東偏北行的“土颱風”則更像一個跨國旅行者,可能影響菲律賓、臺灣和日本,偶爾還會折返,再次光顧我國東南海域;至於東行的“土颱風”,它們巧妙地避開了大部分陸地的影響而能深入西北太平洋,因此移動軌跡也最長。值得注意的是,西偏北行的“土颱風”最爲頻繁,對我國的影響也最顯著。統計數據表明,在南海生成的“土颱風”大多數在中國、越南和菲律賓登陸,其中影響中國的約佔30%。
1960-2010年6-11月南海“土颱風”的四種軌跡:(a)西偏北行,(b)東偏北行,(c)西行和(d)東行
(圖片來源:Yin 等人,2023)
南海“土颱風”活動變化十分複雜,難以準確預報。由於南海獨特的地理位置,受季風、副熱帶高壓及複雜地形的多重影響,不僅使南海“土颱風”常迷失方向,就連從西北太平洋遠道而來的颱風也如困獸般在南海徘徊。例如1986年第16號強颱風‘韋恩’和1991年第19號強颱風‘奈特’進入南海後,來回遊蕩,不知所終。
再者,由於南海“土颱風”結構弱小松散、生命週期短促,導致預報人員和數值模式想要快速準確捕捉其動態極具困難。
尤其是向西和西偏北行這兩類“土颱風”,它們從誕生到登陸的時間短暫而緊迫(如今年的“馬力斯”從生成到登陸,僅經過了11個小時),整體結構偏弱偏小,更易受到周圍環境的變化而發生劇烈轉向。加之其雲系混沌不清,給颱風中心的精準定位帶來了極大的困難,這無疑加大了路徑預報的難度。因此,目前對南海“土颱風”路徑的預報仍然是一項艱鉅的挑戰。
觀測與模式齊頭並進,捕捉“土颱風”的蹤影!
“土颱風”個頭小危害大,加強對它的精準預報至關重要。目前,我國對西北太平洋上活動颱風的路徑預報誤差已經縮減到50公里左右。然而相較於西北太平洋上臺風結構清晰、主要影響因子突出,南海“土颱風”結構弱小松散,影響因子複雜,要對其進行精準預報還是目前業務工作中的一大難題。
爲精確預報南海“土颱風”,強化沿海觀測能力勢在必行。
2020年,中國氣象局氣象探測中心聯合12家單位,在南海臺風頻發區域構建了一套空海立體觀測系統,以多角度全方位捕捉過境颱風的動態。同年8月1日,颱風“森拉克”在南海附近的洋麪生成後進入我國南海。這套海天空立體觀測系統中,中國大氣物理研究所自主研發的“海洋氣象觀測者”半潛式太陽能氣象探測無人艇主動接近“森拉克”對其進行探測,爲中國氣象局提供了時間分辨率高達1分鐘的實時觀測數據,監測颱風過境時海面各要素的詳細變化過程,爲預警工作提供了有力的數據支持。
2020年6月,無人艇在海南島潭門132港附近海域進行海試(圖片來源:Chen 等人,2021)
除了觀測系統的提升之外,數值模式的進步同樣關鍵。面對2022年首個登陸我國的超強“土颱風”“暹芭”,廣州熱帶海洋氣象研究所利用自主研發的9公里分辨率南海臺風數值預報系統(CMA-TRAMS)模式,提前6天準確預報其生成和路徑,爲政府部門和公衆爭取到了更充足的應對時間。
然而,與南海“土颱風”的較量仍在進行,我們仍需繼續努力,進一步地揭示它們的規律,爲防颱減災工作提供更加有力的支持。
參考材料:
[1]Le Mau Dinh, Galina Vlasova, Dung Thi Thuy Nguyen, Distribution features of the typhoons in the South China Sea[J], Russian Journal of Earth Sciences, 2021, 21: ES1001
[2]Xu D , Qiu C , Yan Y .Role of the South China Sea Summer Upwelling in Tropical Cyclone Intensity[J].American Journal of Climate Change, 2019, 08(1):1-13.
[3]Yin Y, Yong Y, Qi S, et al. Cluster Analyses of Tropical Cyclones with Genesis in the South China Sea Based on K-Means Method [J]. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 2023, 59:433-446.
[4]Cao X, Wu R, Bi M. Contrasting contributions of flows on different time scales to tropicalcyclone tracks over the South China Sea [J]. Environmental Research Letters, 2020, 15: 034003.
[5]Chen. H. B., and Coauthors, 2021: IAP’s solar-powered unmanned surface vehicle actively passes through the center of Typhoon Sinlaku (2020). Adv. Atmos. Sci. , 38(4), 538−545.
[6]https://mp.weixin.qq.com/s/j2owK5p1cFaa4IcV_rq5cA
[7]https://mp.weixin.qq.com/s/kb5KkLFw92NHobXGzb9Wsg
[8]https://mp.weixin.qq.com/s/nCVmITOOcA9NEvRrzl6aQw
[9]https://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/201508/t20150822_291193.html
[10]http://gd.cma.gov.cn/zwgk/zwyw/gzdt/202208/t20220803_5015125.html
作者:陳可鑫
作者單位:中國科學院大氣物理研究所