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【气象讨论】闲谈·论tc在过群岛时岛屿对tc形态和强度的影响

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在经历了Harold后,相信各位风迷对因岛屿对tc造成的影响而引发的撕β大战并不陌生。本帖主要写了一些萌新对于这个问题的看法,如有错误或疏漏,望轻喷。
Warning:在lz没有发完贴前,请勿插楼,否则删(不包括2L)。(发完贴后,如要对某点提出疑问,建议打出需提出问题的序号(2.1、2.2等)再进行提问。)
Harold美图镇


IP属地:广西1楼2020-05-24 14:15回复
    紧急CL


    IP属地:天津2楼2020-05-24 14:16
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      2026-06-03 19:01:22
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      话不多说,切入正题。
      1.引:众所周知,tc是一种依靠【CISK机制】和【WISHE机制】运转的一种中大尺度天气系统。其依靠海洋水汽蒸发凝结释放的【潜热】为主要能量来源。而这种能量来源,是tc自发组织起来、积累下来的,而且也会受到环境限制。这是我们的假说的基本依据。


      IP属地:广西3楼2020-05-24 14:16
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        1.1.所以,我们在这里提出一种假说:tc的【系统积累能量值】、【环境消耗能量值】、【环境所能承载的最大能量值】。虽然这个假说假设出来的这三个值没有具体单位,也比较抽象,但它能粗略地指出tc的加强/减弱。


        IP属地:广西4楼2020-05-24 14:17
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          2.1.对【系统积累能量值】、【环境消耗能量值】、【环境所能承载的最大能量值】的【介绍】。
          先放图:

          图中绿线为【系统积累能量值】,此值代表了【系统从环境中获得并积累的能量】。
          图中红线为【环境消耗能量值】,此值代表了【系统因为地形摩擦、维持强度、风切压力所耗散的能量值】。
          2.2.(图中1处)此处绿线正在上升,代表了系统【正在从环境中获得并积累能量】;此处下方对应红线处代表由于能量积累,【维持强度的能量】开始上升。
          2.3.(图中2处)此处绿线几乎与红线持平,能量值几乎不变,代表了【系统达到当前环境的最大可承载能量值】,系统强度维持。
          2.4.(图中3处)此处红线超过绿线,代表【系统耗散的能量值大于先前积累能量值】,系统减弱。
          2.5.值得注意的是红线在低于绿线很多时会大幅上升,因为系统积累能量过多,开始爆发。同理,当红线比绿线高出很多时,系统耗散能量过多,便会光速Flop。而当绿线与红线相持时,即为当前【环境所能承载的最大能量值】。
          (手机制图,轻喷...)


          IP属地:广西5楼2020-05-24 14:20
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            3.1通过我上面的描述,大家应该能粗略认识到我们提出的这三个值:【系统积累能量值】、【环境消耗能量值】、【环境所能承载的最大能量值】的意义了。接下来,我们将通过一些实例(基本是近几年热度比较高的登岛台)来论证这一假说。(我们采用的RAMMB云图时间似乎需要减一小时才是UTC时间)


            IP属地:广西7楼2020-05-24 14:21
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              3.2.1.【AL11-2017Irma】
              由于北大西洋飓风有【实测】,数据比较多,所以先分析一下北大的强旋。17北大疯狂活,其中Irma以150kt强度登陆巴布达岛就是一个非常好的例子。(巴布达岛地形如下图所示)

              这是个【很小】的岛。
              下图为【过岛前】的实测(实测气压最低【912.4hPa】,【飞行层面】风速达157kt)

              雷达拼图,风眼边缘那条线是【雷达问题】。可见眼墙非常【厚实稳定】。那么大家可以来猜猜,这个最高仅85m的小岛能对Irma造成多大影响。


              IP属地:广西8楼2020-05-24 14:25
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                此图为Irma【登陆前】实测位置。已经可见岛屿边缘,所以我们算作0515Z登陆。(912.2hPa为实测推估)

                0530Z云图,巴布达岛已经在风眼【西南边缘】。

                0606Z底层,此时明显可见底层出现【变形】,同时巴布达岛接近东南眼墙。

                云图对比(0530Z-0700Z)眼温【明显下跌】且CDO出现【变形】。


                0722Z底层与0745Z云图,岛屿对Irma影响基本结束。(后续见下楼,本楼图片满了,写文稿时LZ算数有点问题...)



                IP属地:广西9楼2020-05-24 14:34
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                  2026-06-03 18:55:22
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                  3.2.2.当地雷达动图(当地时间为-4hUTC),可见在整个过岛过程中,Irma的底层【并不是】一直处于减弱态势,而是出现了降-维持-再大幅降的变化曲线。

                  我们依据雷达,大致勾勒出Irma在过巴布达岛时的能量变化图,再进行逐一分解。

                  3.2.2.1.开始记录,此处约为登陆前2h,Irma正(自然)缓慢减弱。
                  3.2.2.2.西眼墙开始受到巴布达岛影响,【环境消耗能量值】开始【增加】,但是西眼墙较强,吸收了很多冲击。(北大快速西移tc西侧普遍偏强,由于快速的西移使得前方大量气团被【卷起、抬升】,产生了较大的【对流梯度】,说明上升气流【猛烈】,眼墙较强。)
                  3.2.2.3.此处对应了东眼墙开始受到冲击。巴布达岛依然给予东眼墙平等待遇,但此时东眼墙刚刚受到西眼墙【转移的缺口】(从0606Z底层可看出),还未补全便【再次】受到巴布达岛冲击,出现【系统积累能量值】猛烈下降(从GIF最后一张及0700Z云图可看出)。
                  3.2.2.4.Irma逐渐脱离巴布达岛影响,【环境消耗能量值】逐渐低于【系统积累能量值】,Irma再次加强。但这里指出一点,Irma在脱离巴布达岛后重整旗鼓如此之快也是建立在【系统积累能量值】中的一个加分项——【惯性稳定性】,正是它使Irma如此迅速地重整旗鼓。
                  3.2.2.5.惯性稳定性让Irma运转了一些时间,但回复很慢,因为此时Irma已经接近【当前环境所能承载的最大能量值】,从下图可以看出(数据应该在1130Z附近)。

                  公布答案:过4h后,气压仍上浮11hPa,推估最大上浮15hPa!


                  IP属地:广西10楼2020-05-24 14:44
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                    3.3.AL15-2017Maria
                    作为17北大强旋的其中之一,Maria也紧随Irma后边,路径偏南,登陆背风群岛南端。仙人球大佬之前在《【强度探讨】再议莫兰蒂》一贴中曾拿此旋作为列举对象,引起了不少争议。当然本贴不ky,只是再次捋一遍Maria过背风群岛的过程。
                    下图是Maria即将登岛前的飞机实测,已经可见岛屿边缘,但很显然风眼并未登陆。(此时飞机实测气压最低928.7hPa,推估中心925.1hPa,飞行层面152kt,NW)

                    登陆前&登陆后云图&底层对比。可见接近1000m的火山岛对Maria的影响很大。





                    下图为过岛后的实测数据。(实测最低气压945.3hPa,推估气压945.2hPa,飞行层面最大风速123kt)虽然实测已经如此不堪(指气压上升20hPa,飞行层面风速下跌30kt),但高层形态看似仍然完好(W+OW)。

                    这就涉及到了【系统积累能量值】了。当底层系统被破坏,高层系统一般会出现常说的【滞后】反应,在Maria这个例子里就特别明显:底层已经被严重削弱,但高层仍然表现出很好的形态。这是由于两方面原因造成:
                    3.3.1.能量【绕过】火山岛(Maria经过的火山岛太小了,所以会形成如此情况)。先放图↓
                    图中红圈为【眼墙】,黄圈为【核心能量集中区】,绿箭头为【能量输送】,紫色围成区域为【背风处】。
                    可见即使有一部分能量被分散在岛后,能量也能再次回到眼墙。但不是主要原因。

                    3.3.2.主要还是底层的扰动没有上传。1000m的高度对10000m高度的tc的影响肯定是逐步进行的,在底层扰动上传之前,tc的ULCC仍然在继续依靠【惯性】和【系统积累能量值】运转,所以表现出底层崩溃,高层围观的形态。
                    1h后,底层扰动上传,破坏ULCC平衡,系统形态出现【明显减弱】,而眼温已经回到中高级OW。


                    IP属地:广西11楼2020-05-24 14:54
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                      3.4.AL05-2019Dorian
                      本来想写这货的,但翻讨论贴时发现居然在置换,,,还是稍微提及下吧
                      当地地图,最高也就十几米吧。。

                      结果,这实测。。虽然有小环流的因素但这也太离谱了吧(907.8hPa→915.5hPa)


                      考虑到可能出现的失准,过这几个小岛也让Dorian在置换初期升了将近5hPa!
                      大佬能解决一下这个问题吗


                      IP属地:广西12楼2020-05-24 14:58
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                        3.5.WP31-2013Haiyan
                        终于到囍太了
                        囍太资料比较少,所以先分析一下北大的再来反推。
                        结果,开 幕 燕 王
                        全球风王,海燕当之无愧。或许很多人只看到了燕王登菲前的辉煌,却没有看见苏禄海上海燕的飘摇。大家千万别忘了,本贴标题是《论tc在过群岛时岛屿对tc形态和强度的影响》,所以lz得重点讲讲苏禄海上的海燕“小巅峰”。
                        下图是刚出海的海燕,高层风眼已经基本填塞,但从西南侧的【重力波纹】,我们仍然能体会到燕王在菲东的雄风。


                        但是,海燕全然没有退败,在苏禄海顽强地开出了MG风眼,而且底层看起来非常完好。然而,这已经是燕王的【强弩之末】了,它开出的“风眼”,只不过是汇聚了海燕在菲东时强悍能量且基本未被地形破坏的ULCC下传的【惯性动能】而已。很快,不断衰竭的能量已经无法支持这个“风眼”,旋即迅速填塞。





                        IP属地:广西13楼2020-05-24 15:07
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                          3.6.WP30-2019Phanfone
                          巴蓬是10年代的收官之作,在菲律宾群岛内部的走位那叫一个风骚。
                          下图是即将登陆民都洛岛时形态比较好的一张,LG(sr by B)+OW,T5.5。


                          可惜巴蓬没能完整的通过最后一关——民都洛岛,被削掉了【半边眼墙】。

                          结果对流便一蹶不振,出海后不断衰弱。




                          而后又重新加强。(分析部分见下楼)


                          巴蓬在菲律宾群岛间穿行,仍能保持良好形态,主要是因为菲律宾内海有大量【潜热】,再加上之前从外海就一直开始积累的【系统积累能量值】被菲律宾群岛抬升、释放,同时群岛内部地形有利于【缩小核心区、集中能量】,进而让巴蓬在登菲途中也能保持良好形态。但这种刷德法的形态本身并不能使巴蓬【真的有此形态对应的德法强度那么强】。
                          很显然,巴蓬在过民都洛岛后对流急速衰弱,与06Utor和16Sarika非常相像。三者都是过岛后一段时间【形态维持】,随后【急速衰弱】。这也是由于在过岛期间,底层其实是【不断被破坏又重整】的,而菲律宾群岛东西宽度达到500km,相较于北大小岛不知强了多少倍。在失去地形抬升后,已经破碎不堪的底层扰动【上传】,高层惯性能量下传却不足以抵消时,就会【延后1-2h(反应时间)】出现对流迅速衰退。巴蓬虽然借助南海东侧仍较高的OHC和残存的半边眼墙再次加强到LG+OW,但风切已经没有给它任何机会重新分配能量,直接切死了。


                          IP属地:广西14楼2020-05-24 15:15
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                            SH25-(2019-2020)Harold
                            看了之前这么多数据相较多的tc实例,我们照样以之前得出的结论出发,回顾镇楼图Harold的过岛历程。
                            Harold刚刚登上第一个岛。此时Harold流出明显不畅,风眼半填塞,拥有大量【系统积累能量值】。在地形作用下,有210º-K的底层环。


                            进入【相对宽敞】的内海后,Harold的形态明显转好,一度达到CMG(sr by CDG)+WMG,但仅维持1h便登岛消失。

                            我们从之前的实例分析,这一定是地形抬升,什么CDG环都是假的。但【风眼是不会骗人的】这句话一下“点醒”了大家,Harold真有如此实力!
                            可是,风眼【真的不会骗人】吗?
                            我们之前说过,岛屿抬升会使得对流环【大幅增强】,但是这【和风眼有什么关系】呢?对流环增强也不代表眼温上升呀。但仔细对比一下,我们会发现,由于Harold前方岛屿是【南北向】的,因此会【汇集】前方分散的能量进入眼墙。(而这也把Harold的底层撕开一条裂缝,当然,这是后话了。)由于眼墙聚集了周围能量,使得眼内下沉气流出现小幅的【上升波动(气流下沉变快)】,进而让眼温从高级OW升至10-11℃的低级WMG。而众所周知,形态变化先于风速变化,因此虽然形态好像成了T7.5,但实际上很可能只是比在群岛内海时稍强一些。
                            过岛后的云图,可见地形抬升明显,风眼严重偏心。此时Harold已是【强弩之末】,和海燕一样被群岛【耗尽能量,依靠惯性运转】。结果显而易见,能量集中在眼墙使得内眼能量几乎被摩擦耗尽,而和外围雨带又隔着一道空区,涡度涣散,眼壁置换(指外眼3h从1/4到围成一圈)。




                            IP属地:广西15楼2020-05-24 15:20
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                              2026-06-03 18:49:22
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                              【WP01-2020Vongfong】
                              最后再来看看20黄蜂吧。本稿写作时,黄蜂已在昨晚降为低压区。黄蜂在菲东一度达到LG+WMG(单帧),登陆前也达到了W+MG。很多人奶有南海二巅。

                              但事实是,副高根本不理会,把黄蜂按在陆地上摩擦。截至出海前,黄蜂在海上39h,在陆上42h,耗散了大量能量。(下图可能不太恰当)

                              到了南海,地形抬升结束+风切来袭使得黄蜂LLCC裸露,降为低压区。

                              在陆地上摩擦过久和小环流使得黄蜂底层结构尽毁,【系统积累能量值】再也无法支持高层环流,此时风场扫描仅有30kt,要想有二巅非常困难,因为此时相当于从TD重新发展(CMA:23m/s)。


                              IP属地:广西16楼2020-05-24 15:25
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