巅峰强度简要分析评估
19Z前后略晚于巅峰的SMAP反演最大风速72.4kt,是截至目前已经有数据的风场资料里面离巅峰最接近的一个。 浮标46070所在的位置在61.5kt和62.9kt格子之间,可取62.2kt进行对比,相当于32.0m/s。按照NDBC报文,此时该浮标标量平均风速约为27.0m/s。SMAP探测为L波段,受降雨影响小,且信噪比较好,RMSE较低,可将浮标46070的实测数据与SMAP进行交叉验证。
该浮标风速计高度为4.1米,需换算至海平面以上10米风速进行对比。虽然该浮标地处开阔海面,但此时风浪浪高10.3米,风浪周期12.9s,平均周期9.9s,不适宜按照正常的粗糙长度0.0002m进行取值。利用Zhao&Li(2019)波陡方案和Taylor&Yelland(2001)波陡方案,大致计算得该环境下粗糙长度取值区间为0.016m~0.066m,利用对数风廓线公式可折算海平面以上10米风速为31.3~32.8m/s,与SMAP该格点处的风速基本一致。
当然这种折算本身也有误差,一是浮标在巨浪中会随着浪上下起伏运动,录得该平均风速期间的平均高度并不清楚,可能存在数米的误差,可能高估也可能低估折算后的风速。二是风浪也会使得浮标出现周期性左右倾斜,再加上风浪本身也会加大海面的粗糙度,使得测站录得的最大风速可能偏低。由于正负方面的误差都存在,因此该折算仅供简要参考,实际情况要复杂得多。
前面还提到过其它实测资料。早于SMAP有略早于15Z也就是早于风速巅峰的AMSR-2微波反演得AWS风速61.0kt,其中位于Shemya附近最近的格点分别为50.4kt和51.7kt,取平均51.0kt也就是26.2m/s进行计算。Shemya当晚曾在整点录得10分钟平均风速约26.3m/s,测站海拔31米,考虑粗糙长度以后折合10米高度的平均风速取值范围为22.9~23.8m/s。考虑到一是该数据为整点实测,二是机场测站可能不一定靠海,三是附近还有其他岛屿可能有少量地形的影响,故此地风速还有一定上推空间,基本可以认为AMSR-2的扫描结果也基本符合实际。
20Z前后过境的HY-2B扫到了57.7kt的最大风速,考虑到该风速已经接近HSCAT的饱和风速,HSCAT在该风速下的灵敏度已经有一定程度的下降,且55kt以上区域不算小,推估此时实际风速水平应该还在65kt以上。对其测量结果进行检验,此时浮标46070录得平均风速25.0m/s,风浪高度6.9米,风浪周期10.8s,平均周期10.0s,风浪相较于之前明显减小。用上述方法求得粗糙长度取值范围为0.002~0.005m,折合10米高度风速27.1~27.4m/s。而HY-2B扫描此处附近风速为略高于50kt,折合约26m/s,与浮标实测很接近,有小幅度低估,与该风速下的RMSE接近;22Z前后过境的METOP-C在只扫到一小部分最大风区情况下最大风速达54.0kt,且在该风速下ASCAT由于灵敏度下降同样存在低估,足以支持此时至少60kt以上的强度。由于未扫到浮标所在海域,故不适合进行对比。
由以上资料来看,结合巅峰前后的形态变化,个人主观认为风速巅峰在18Z前后。此时该系统结构比较紧凑,急流正在被从西边拉向东边,与其正北移动方向相叠加,理应是风速最大的时候。后续形态逐渐锢囚,结构变松,急流也减弱,强度逐渐下降。温带气旋一般风速巅峰都比较短暂,尤其是炸弹气旋风速巅峰前后风速可能会有比较快速的上升和下降变化,综合早于巅峰的AMSR-2、略晚于巅峰的SMAP,更晚于巅峰的HY-2B和METOP-B。推测18Z风速巅峰前后其中心最大风速可达75kt左右,强于数值预报预期。从浮标实测风速一直强度数值预报的此处风速也能感受出来。
气压方面,前文已经有所论述。Shemya过程整点最低海平面气压972.5hPa,浮标46070过程最低整10分钟海平面气压969.7hPa,均低于数值预报的结果,且即便将逐小时数据代入对比也基本一直稳定小幅度低于数值预报。对该系统预报较好的EC和GFS预报的巅峰气压都在947hPa左右,考虑该系统强于预期,综上所述可认为其巅峰气压约为945hPa。结合形态结构判断,其气压巅峰可能在00Z前后。
