目录
一、前言
二、胚胎酝酿——热带扰动98W
三、发展成型——第5号台风“杜苏芮”诞生
1、菲东暖池,雏鹰初生
2、第一个关键转折点(菲东)
3、第二个关键转折点(吕宋东北角)
4、第三个关键转折点(巴布延海峡)
5、出乎意料的第四个关键转折点
6、正面袭击泉州晋江
四、后记
五、名词注释
一、前言
本文将对2023年第5号台风“杜苏芮“ (DOKSURI) 进行发展历程回顾及以其移动路径为主的再分析,并作为资料存档以便日后研究相关规律或对热带气旋进行预测时可以用于参考,内容仅供学习交流。由于作者时间和能力有限,搜集整合到的资料只能是冰山一角,文中所陈述的观点难免存在错漏或表述不当之处,敬请诸位读者批评指正!
二、胚胎酝酿——热带扰动98W
东八区时间(下同)2023年7月14日上午8时左右,JTWC对位于东经140.2度、北纬3.9度的新生热带扰动给予临时编号98W。14日晚上20时,EC数值的12Z“决定报”支持98W发展成台(指强度达到可以获得命名的热带风暴强度以上的热带气旋),并西行进入南海。15日凌晨2时,GFS数值的18Z“决定报”也支持其4天内发展成台,并将以高强度趋向华南沿海。
随后,98W整体从低纬度地区向北偏西方向移动,同时逐渐整合发展加强。在此初生阶段,GFS数值的决定报先是主要预测98W大致将会在27日前后趋向雷州半岛-海南岛一带,而它的系集GEFS则从雷州半岛、粤东、台闽都有成员支持。


编扰2天后,7月16日8时,GFS的1600Z决定报预测该热带系统未来将趋向粤闽交界处附近(大幅东调),GEFS集合预报路径也整体东调北修。

而此时EC数值模式的1600Z决定报,则预测25日前后抵达珠三角沿海,其系集也有多数成员认为其将趋向广东。

此后,GFS决定报甚至一度继续东调,认为该系统将持续向北偏西方向移动,趋向朝鲜半岛(中长期预报方面,GFS决定报常常表现不稳定,容易大修大改,但系集GEPS则相对稳定得多,更适合参考),GEFS系集则多数成员基本保持指向巴士海峡附近一带,而同时EPS系集多数成员仍保持趋向华南沿海。仅从决定报来看,GFS似乎倾向于低估副高的强度,而EC反之,倾向于高估副高的强度。但此时热带扰动98W尚且在初生阶段,强度羸弱,非常容易受周围环境影响,不同数值模式代入的初始场可能有明显差异,也会导致预报上产生分歧。但从事后诸葛亮的角度来看,98W后来成长为超强台风DOKSURI并正面袭击福建,GEFS在此时的参考价值已经优于EPS。
编扰6天后,7月20日早上9时,香港天文台提示“一個熱帶氣旋似乎在形成中”,中午122时,澳门气象局将其认定为热带低气压,而EC数值的00Z决定报也东调为登台入闽,GEFS系集的多数成员也出现东调,认为会在菲东转向北上。此时,热带扰动北侧的洋面是由副热带高压控制下的大面积晴空区,而东亚大陆在刚刚由第4号台风泰利TALIM带去的季风水汽叠加地形抬升影响下,出现大规模对流活动,此时正是副高西伸进入东亚大陆的时期,在副高内部出现这种对流活动是常见现象,副高还是强大稳定的,在后续一段时间内可引导该扰动向着菲律宾吕宋岛北部靠近,而非直接北上。

经过6天多的发展,热带扰动98W已经西移约6个经度、北移约9个纬度,也许是由于GFS模式此时预测98W将快速成台并北上,日本气象厅JMA于7月20日下午就早早地发布烈风警报、升格热带低压并编号07W。7月21日凌晨,香港天文台也认定98W已加强为热带低气压,随后不久,JTWC发出热带气旋形成警报TCFA。

三、发展成型——第5号台风“杜苏芮”诞生
1、菲东暖池,雏鹰初生
编扰一周后,21日上午8时,在JTWC尚未认定98W已经加强为热带低压时,日本气象厅JMA抢先认定98W已经加强为热带风暴,正式授予命名“杜苏芮” (DOKSURI),编号为2023年第5号台风。此时的“杜苏芮”系统环流比较散,底层呈现狭长结构,获得升格命名有点超前。JTWC到了21日晚上20时,也就是JMA命名半天以后,也才将其升格为热带低压(热带气旋的最低级别)并编号05W。




而路径方面,从JMA命名后两大主流数值模式首报可见,路径预测相比扰动时期都明显东调,但存在较大分歧,机构则是采取折中方案,但至少先向西偏北方向移动这点是比较统一的。根据ERA5的再分析资料,可见当时(7月21日8时)副高呈带状分布,“杜苏芮”将在副高南侧稳定的东风气流引导下向偏西方向移动大概2-3天时间,而当时蒙古附近则有西风槽正在东移,会导致副高东退(但不至于迅速崩溃或大幅显著东退),与华南暖高压之间将出现弱点,并且向南(“杜苏芮”东边)扩张(但这又受到热带扰动91W的活动阻碍),副高由带状转变为块状,副高东退以后还有利于南海季风槽扩大,形成西低东高的形势,从而导致“杜苏芮”北移分量加大,然后转向西北方向移动。

7月22日上午8时,在JMA升格TS约24小时后,JTWC也认定热带气旋05W已达到热带风暴TS强度。
2、第一个关键转折点(菲东)
从后来的实际路径来看,“杜苏芮“大致是在23日夜间-24日凌晨出现转折(北移分量增大),同时强度从STS(强热带风暴)跃升到STY(强台风),对比CMA首报路径预测,会发现它对转折时机的把握还是比较准确的,但转折角度可能由于是在EC和GFS之间取了折中方案,而实际台风走法更偏EC(即更偏西),因此产生显著偏差。

从ERA5的24日8时再分析资料来看,西风槽当时已经减弱北收,对副高打击程度有限(显然GFS还是低估了副高,GFS应该比较适合用作中长期参考,EC适合中短期参考),而随后大陆暖脊的东移叠加以及杜苏芮的增强,使得副高位置北抬,但与华南暖高(西环副高)的连结尚且顽固,且达到STY强度的“杜苏芮”由贝塔漂移效应产生的内力方向比较偏西北(单纯由贝塔漂移内力引导一般是北偏西,且越强越西),综合来看此后(24号以后)一段时间“杜苏芮”不至于获得太大的偏北角度,大致会以与纬线呈45度角的方向趋向吕宋岛东北角近海。这是“杜苏芮”路径上第一个关键转折点,而转折点往往需要关注的就是开始转折的时机、开始转折的位置以及转折的角度、转折后到下一个转折点之间的时间和位移等。

回过头再看CMA当时(来到这第一个关键转折点的时候,24日8时)的预测,可见CMA已经将路径及时南修,经过与实际路径比对,会发现它对未来72小时的路径预测准确率已经相当高,甚至对登陆位置的判断也只有较小偏差。后来,实际台风路径后续还经历了至少3个转折点,并不是像预测路径这样看起来那么平滑,但这条预测路径整体来说像一条基准线,实际路径在其左右摆动却也没有偏离太大,偏离一段时间后可以很快纠偏。

3、第二个关键转折点(吕宋东北角)
时间大概来到7月25日下午17时,“杜苏芮”将发生第二个关键转折点,也就是说在发生第一个转折点后约2天,“杜苏芮”已经持续向西北方向移动逐渐靠近了吕宋岛东北角近海,靠近陆地意味着其强度将受到地形影响而有所减弱,环流也会受到削减而“瘦身”,其路径也会受到地形影响而发生更难以预测的不规则摆动。台风系统类似陀螺,通常旋转的陀螺沿一个方向移动,转弯一般采取优雅且渐进的路径,但是当你破坏那个旋转的陀螺时,就会发生一些非常奇怪的现象,如果你破坏了飓风最猛烈的部分——它的眼壁——那么就会让整个旋转的陀螺晃动起来。从实际路径看,“杜苏芮”在25日夜间-26日中午整体折向偏西方向移动,横穿巴布延海峡,甚至一度受吕宋岛地形以及眼壁置换周期影响,向西南方偏折。

4、第三个关键转折点(巴布延海峡)
26日中午,“杜苏芮”以超强台风的强度进入我国24小时台风警戒线,并开始了它的第三个关键转折点。从ERA5再分析资料可见,此时副高呈块状分布,中心位于日本附近,但此时又有一个较弱的西风槽正在东移牵制副高西伸,且随着孟加拉湾热带气旋的加强,西环副高已明显减弱,从而导致江南地区副高脊处于弱势,有利于台风“杜苏芮”北侧的偏东气流在台湾山脉背风侧(台湾海峡)区域激发背风低压(背风低压的形成可再阻碍副高的西伸而形成正反馈),总体来看此时的形势场有利于拉动“杜苏芮”北上。

26日晚上20时,GEFS系集多数成员指向泉厦地区,并预测“杜苏芮”将在登陆后继续北上,而EPS系集则相对偏西一些,有更多成员指向粤东。


5、出乎意料的第四个关键转折点
27日中午,“杜苏芮”迎来第四个转折点,可这是一个出乎意料的转折点!(本来以为如此临近,形势场也没有大改变,整体往西北然后稍微顺转偏北方向移动,漳州应该稳了,顶多厦门)。在周围地形的摧残下,它已经减弱为强台风,12级风圈半径从100km缩小到50km,小了一半,由于环流紧致、核心集中,而继续向陆地靠近时尽管核心还会近岸爆发,但环流风圈整体是趋于逐渐缩小,即使是判断趋向闽南地区为大概率,但在这样的环流条件下具体是登陆漳州南部还是漳州北部或是厦门、泉州,对潮汕地区的风雨影响(至少从经验上来看)会明显不同,如果是漳州南部,对潮汕地区影响还会比较大,如果是漳州市区甚至以北其对潮汕地区的威胁则会逐级减轻。汕头市气象局业务骨干郭丹妮女士在当天接受电视台采访时也表示,“‘杜苏芮’具有大风范围小,能量集中的特点,所以,登陆点与我市距离的远近,与造成的风雨影响关系密切,由于台风的路径仍存在一定的不确定性,若登陆点比预计偏东,则风雨影响也会有明显不同”。此时,距离登陆已经不足24小时,人们此时更加关注它究竟会选择在哪里上岸。而中央气象台当时的预测路径,剑指漳州,后来实际路径却是一路狂北略偏西。

调取27日晚上23时的ERA5再分析资料来看,可见“杜苏芮”北侧已经发展出一个横贯江南-长三角地区的台风倒槽,导致或者说加之副高脊位置偏北(偏北还和西风槽较弱且切断低涡位置本身就偏北等因素有关),对台风引导力较弱,“杜苏芮”此时更多地受到副高西侧的偏南气流引导以及台湾海峡背风低压的拖拽,

7月27日傍晚,“杜苏芮”再次增强为超强台风,近岸爆发走向它的第三次巅峰,7月28日0时32分,非常巧合,具有双眼结构的“杜苏芮”的核心眼区正中“海峡二号”浮标站,该站测得最大的10分钟平均风速49m/s,0时38分测得极大风速61.3m/s,测得最大波浪高度13.2米,远超极巨浪标准!更是在0点47分测得最低气压930.9hPa,打破台湾海峡有气象记录以来的最低海平面气压实测纪录!
6、正面袭击泉州晋江
7月28日,中央气象台宣布“杜苏芮“已于7月28日上午9时55分前后在福建省(泉州市)晋江市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力15级(50米/秒,强台风),中心最低气压为945百帕。登陆强度弱于2016年在厦门登陆的超强台风莫兰蒂,与1980年Percy台风并列排在1949年以来登陆福建省台风强度榜的第二名。

四、后记
据周聪、余晖发表在“台风圈”的《台风路径预报是否已接近可预报性极限?》一文,根据各大预报机构(中国气象局、日本气象厅、美国联合台风警报中心等)的评估报告,过去三十年,西北太平洋台风路径预报能力进步显著,当前的72 h预报已达到1990年代初的24 h预报水平,可预报时效延长了整整2天,但是,各机构的评估结果还表明,台风路径预报误差的减小趋势在近几年明显减缓。

从上图可见,目前各机构24小时预报误差在100km左右(大致是从漳浦县到晋江市的距离),对于“杜苏芮”登陆前24小时的路径预测,实际上还是在这个预报误差附近,看似这次预测偏差很大其实更可能是由于“杜苏芮”过于环流紧缩(临近登陆时12级风圈仅40km、10级风圈仅80km、7级风圈仅160km左右),另外从以往经验来看,来到台湾浅滩海面附近趋向闽南的台风,环流大小通常小于在南海北部趋向粤西珠三角的台风,如果登陆点稍微离得远且台风登陆后选择继续向北移动,潮汕地区一般只能有尾流降雨(如果台风登陆后选择西行,可以导致更大的降雨量),而台风从高空向地面看呈逆时针旋转,台风趋向闽南地区时潮汕位于其西侧,属于安全半圆区域,除沿海地区外大部分内陆地区会吹离岸的西北风,该侧气流受到摩擦系数更大的陆地影响,风力较弱。
据徐道生等发表在大气科学进展AAS上的《能准确预报登陆地点但是时间有偏差的预报也是好预报》文章,“政府应急机构需要准确的台风登陆地点的预报来采取必要的防灾减灾措施,而对于登陆时间的少许偏差则不会在意。传统的登陆台风评估采取点对点的方式进行误差计算,其结果受台风移动速度影响较大。这有时候会导致明明感觉模式预报很“准”,但是客观评估结果误差却比较大的困惑。”当然如果反过来看,有时候可能登陆时间是比较准确的,但是登陆地点却出现较大偏差,这样的预测则还需要再改进完善。登陆时间会影响到人们的出行规划、影响交通停运时间等,但相比之下如果是遇到核心集中的强烈台风,多数人会更关心登陆地点。


五、名词注释
1、 JTWC:Joint Typhoon Warning Center,联合台风警报中心,是隶属美国海军空军的热带气旋监测部门(“联合”即指海军、空军联合),主要负责对太平洋和印度洋的热带气旋发出警报,于1959年在关岛成立,现时其总部设在夏威夷珍珠港。
2、ECMWF:European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,欧洲中期天气预报中心,目前位于英国雷丁郡,主要提供中期天气数值预报产品,通常称之为EC数值、EC模式、欧洲数值模式等。
3、GFS:Global Forecast System,全球预报系统,通常特指美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction,国家环境预报中心)的GFS,和EC一样也是一种天气数值预报产品。
4、GEFS:Global Ensemble Forecast System,全球集合预报系统,通常特指美国NCEP(National Centers for Environmental Prediction,国家环境预报中心)的GEFS。
5、EPS:Ensemble Prediction System,集合预测系统,通常特指欧洲ECMWF的全球集合预报系统。
(全文完)











