經典颱風回顧分析 --- 泰培 TIP

序言:

泰培被譽為是史上最強的熱帶氣旋,除了其估計的中心風力可能被人質疑外,他所創出的最低中心海平面氣壓紀錄,以及最大熱帶氣旋直徑、風圈直徑等則是無可置疑的。在本章回顧中,我們將會以聯合颱風警報中心的年報回顧(在此我們將簡稱為聯報)、當時的地面和高空天氣圖,去討論和研究泰培增強、移動路徑以及減弱的原因和過程。

§本文中所採用的為香港時間


泰培基本資料:

路徑圖
圖為藍柜中放大的區域,藍圈為增強時期,紅圈為超颱時期,黃圈為減弱時期。最外排的數字是強度(以Knots計)

•生存時期: 擾動初始於1979年10月3日,10月6日至10月19日為正式的熱帶氣旋;轉化為溫帶氣旋後至21日完全消亡。
•中心估計最強風力: 165knots(相當於305km/h)
•中心海平面最低氣壓: 870hPa,於10月12日23時錄得
•系統最大直徑: 1200nm(相當於2220公里)
•最接近本港距離: 大約1380公里,當時泰培已減弱為一股二級颱風,中心風力約180km/h


詳細分析:

一、初始發展期--與熱帶氣旋Roger的相互影響

跟據聯報所提及,10月初時季風槽正處於十分活躍的狀態,而且延伸範圍極廣。槽中有三個擾動,由南海至西北太平洋右數分別是Sarah、Roger、Tip(泰培),其中Roger和泰培將有較多的相互效應。

聯合颱風警報中心是在10月4日對最東面的熱帶擾動發出熱帶氣旋形成警報(TCFA)的,當時Roger已發展成熟。從10月5日的1000hPa等高面天氣圖分析,我們可估計到當時地面上氣壓的分佈狀況;中間的一個深厚而廣大的低壓為Roger,而右下方的為泰培的初型;可以知道,受到Roger的影響,季風槽延伸到東經160度附近,亦跟據聯報提及,當時是有廣泛而強大的跨赤道西南氣流存在,顯示季風槽當時異常活躍。其中,Roger由於較為強大因而搶奪了西南季風所帶來的大部份水氣和輻合流場,因此泰培在初期發展上是受到抑制的;不過,聯合颱風警報中心還是在10月6日上午8時把泰培由熱帶擾動定為一熱帶低氣壓--23w(不過當時尚未命名)。

副熱帶高壓脊在當時大致上仍是偏北偏東,聯報所稱,泰培初期路徑受Roger影響,飄忽不定,不過Roger本身其實也在當日開始進入中緯度地區,從10月7日的1000hPa等高面天氣圖分析,Roger已經到達日本附近,並且顯著減弱,似乎已經進入西風帶並轉化為溫帶氣旋;而在右下方的泰培,已經開始呈發展之勢,等高線轉趨緊密,中心高度場下降。圖中可見,東經135度至東經140度,由赤道至Roger中心其實已成為一廣闊的低壓槽狀態,並且呈一大型鞍型場狀態,地面槽以東為強盛的副熱帶高壓脊、西面為大陸性反氣旋,可以想像,西南季風將集中而強烈的匯聚於該槽間,因此當泰培向西移到該處時,將可預期得到強烈的大尺度輻合,以及高溫高濕的水氣支援。在高層環境方面,10月7日的200hPa等高面天氣圖,可以見到高層反氣旋中心在北緯30度,東經160度附近,脊線向西南方延伸,到達20N附近。MAX最高高度場達12625米,外緣亦達12500米,比起一般200hPa的高壓高度12480米是顯著為高的,這表示當時的高層反氣旋也是頗強的,這對於未來泰培發展所須的輻散十分有利。

二、爆發增強--傳奇的超颱泰培出現

聯報提及,在泰培未爆發增強時亦先出現緩慢增強期,因素為一度熱帶對流層上部槽所帶來的輻散,以及Roger離開後,季風槽的西南風已經開始集中流向泰培處。泰培一度有直趨關島的威脅,當時關島是聯合颱風警報中心的總部所在,因此可想像他們會十分注視及加強探測泰培的動態;聯報一開始已提及,他們總共作出60次的飛機觀測,也可說是一個紀錄來的。後來,泰培在10月9日22時,於關島以南約46公里掠過,當地錄得風力平均為90km/h,陣風則達每小時118km/h,之後不久,泰培以被升格為一股颱風。也讓我們看看泰培於10月9日的1000hPa等高面天氣圖500hPa等高面天氣圖200hPa等高面天氣圖。500hPa方面,副熱帶高壓脊的勢力範圍相當之大(參考5880線),可伸展至海南島一帶,脊線在北緯20度。200hPa方面,反氣旋參考線12475米亦大致覆蓋著南海及西北太平洋大部份之區域。

在副熱帶高壓脊的引導下,泰培向西北偏西移動,進入由西南季風及高層反氣旋所組成的強烈輻合,和高空輻散之區域當中,他的增強更是比想像中快;在其後兩日,泰培的中心氣壓下降了98hPa;在10月11日時,泰培的海平面最低氣壓已經降至898hPa的水平,並增強成一股超級颱風,中心風力被評估為240km/h;另一方面,泰培的環流直徑更擴大至2220公里之廣,創下了最大熱帶氣旋的一個紀錄。

10月14日,泰培可見光衛星雲圖

10月14日由飛機觀測數據所繪成的泰培風場及等壓分佈

泰培的增強並沒有終止,而其強度更在翌日達到顛峰。跟據聯報所稱,聯合颱風警報中心在10月12日23時的一次飛機觀測中,錄得泰培海平面最低氣壓為870hPa,比正常之海平面氣壓值低了14%,這創下了氣象史上所錄得的最低海平面氣壓紀錄。除此之外,他們亦錄得泰培中心附近的700hPa高度場只有1944米,比正常值低了38%。該層的中心溫度為攝氏30度,比四週高出1~2倍之多,這顯示了其強烈的暖心結構,以及其二類條件性不穩定(CISK)機制已經到達一個相當活躍的狀態。

我們在此再進一步探討一下泰培最強時的垂直及水平結構。從聯報所提及,飛機觀測錄得泰培擁有半徑1110公里的30knots(相當於55km/h)強風圈,半徑280公里的50knots(92km/h)暴風圈;換句話說,假若泰培闖入巴斯海峽,本港經已可受到其強風圈影響,而有須要懸掛三號強風信號;而假若其進一步闖入本港800km範圍,更有可能使本港吹烈風;說來可算是十分誇張,而皇家香港天文台當時亦的確有密切注視泰培的動向的,據當年的風迷提及,泰培在遙遙千多公里外,天文台經已有對傳媒發佈過相關的警告,可算是在天文台作風而言,甚為罕見。

接著,我們也看看當時,即1979年10月13日的1000hPa等高面天氣圖500hPa等高面天氣圖100hPa等高面天氣圖,以及10月15日的500hPa高空天氣圖去了解泰培的垂直結構。10月13日時泰培集結在北緯15度、東經135度附近,1000hPa環流由西面東經127度至東面145度,橫跨18個經距,日本方面則為一高氣壓所支配,並有高壓脊向西南延伸至華南;泰培東北部有槽線延伸,應為颱風槽,顯示泰培當時仍是處於一鞍型場中的。這一點在500hPa天氣圖中更為明顯,可見泰培的西北和東北部分別有副熱帶高壓脊的勢力存在,這是由原先的脊場斷裂而成的單體。而西風帶則有兩條槽線,分別在東經113度及137度附近。在這種500hPa流場下,如果副熱帶高壓脊是由西風槽弄斷的話,泰培理應受鞍型場不穩定流場及其北面137度之西風槽所影響,有打轉路徑(Looping)並向北飄移的;不過情況卻不是如此,從路徑圖中可以見到,泰培在10月11日至14日間是向西北方向移動的,而且都有7至10公里的穩定速度,因此,可得知泰培並沒有受當時的西風槽影響,而且副熱帶高壓脊更是被其大型的正渦流場所折斷,而這亦是在聯報中有提到的。天氣圖亦顯示到泰培在500hPa的環流闊到竟是和1000hPa相若,這顯示到500hPa這高度上仍是泰培的輻合層,而中間上升層可能在300hPa或以上;在這情況下,四週的天氣系統跟本都不能對泰培作出引導,而泰培則純在內力作用下,表現出其西北的路徑。

100hPa天氣圖方面,我們則可看到高層反氣旋覆蓋整個西北太平洋,並有高壓中心在泰培上空形成,高度達16725米。這反氣旋隨了是副熱帶高壓脊在對流層頂部份之勢力外,還有是泰培在自我增強機制間所強逼發展及加強而成的反氣旋系統。

三、衰亡--泰培的減弱及變性

泰培160knots以上的中心風力大約維持了18小時,而其超級颱風的強度則維持了54小時之久,大約在10月13日減弱為颱風;之後由於內力作用漸漸減少,同時其受背景流場的影響重新變得較為顯著,因此泰培的路徑開始轉向西北偏西並有所加速,中心風力維持在125knots左右。從10月17日的1000hPa等高面天氣圖500hPa等高面天氣圖去分析,當時泰培經已移至台灣以東,東經127度附近,是最接近本港的時候,距離約1380公里,並正向北移動。泰培的環流直徑經已有所縮小,減至15經距;500hPa中更可見其環流已經并入西風氣流中,其西北面另有一支長波槽東移,東面則有副熱帶高壓脊共同引導,中心已通過脊線;這表現為一個轉向以及快將進入西風帶的流場型態;另外,這顯示泰培在海上減弱的主因,可能是受西風槽影響為主的,這包括其相關的強垂直風切變及乾冷空氣的中低層入侵;導至環流縮減、水氣減少;其次的原因,可能是泰培環流太大,中心氣壓低,因此要維持他的強烈二類條性性不穩,則必須要求大量的水氣供應和異常強烈的高空輻散,而這種環境實難以長期維持,倘若四週環境有絲毫轉變,則可導致顯著的減弱,是相當合理的。

10月19日,泰培正式進入西風帶,同時受副熱帶高壓脊引導,已接近70公里之時速及130km/h的中心風力橫掃日本。10月21日,泰培轉化為一溫帶氣旋,但他的範圍內仍保有暴風之風力,直至其填塞消滅為止。


總結:

其實,我們也可用近期的一些過案去和泰培比較,例如2000年的桑美、鴻雁,甚至和泰培同期的Roger,他們都有相當的共通點,就是在東經130至140度間發展為一十分大型的熱帶氣旋,其中桑美更是一個由小變大的例子。總結得出一個熱帶氣旋要發展出這麼廣大的環流,是必須要在強烈而廣闊的跨赤道西南急流支援,而他們就正正是在東經130至140度間進入北本球;另外,還要大範圍外來的高層反氣旋支配該區,那麼,在菲律賓以東廣大而溫暖的洋面下,一個經典的泰培就如此形成了。

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