2013年11月8日星期五

世紀完美風暴


在踏入深秋的十一月,西北太平洋熱帶氣旋活動仍然活躍,31W 海燕更是為本年風季帶來高潮。聯合颱風警報中心已經確認海燕為有紀錄以來登陸時風力最強的氣旋 (連結),登陸時其中心一分鐘平均風力估計高達 170 節 (每小時 315 公里),比泰培所保持的紀錄 165 (每小時 306 公里) 還要高 [註一]。

上圖:聯合颱風警報中心的熱帶氣旋預測圖,可見海燕的估算強度為 170 節

與泰培不同的是,當時美國方面曾派出飛機深入風暴中心擷取數據,因此所錄得資料是無可異議的。但是,西北太平洋已經沒有實行飛機偵測一段時間,所以海燕的風力是估計得出的,因此存在一定不確定性。雖然如此,由於海燕是以巔峰強度登陸菲律賓,登陸位置附近的氣象站有可能錄得極其珍貴的風力及氣壓數據,利用此資料有機會導出海燕登陸前一刻的風速,或至少一個較準確的估計。

在缺乏實測數據的情況下,如何分辨熱帶氣旋 (尤其是成熟颱風) 的強度呢?很多氣象機構採用的是德沃夏克分析法 (Dvorak analysis,以下簡稱「德法」)。此分析法是由美國氣象學家維農·德沃夏克 (Vernon Dvorak) 總結衛星雲圖所得熱帶氣旋型態與它們實際強度的關係 [註二],並統一了使用衛星雲圖估計熱帶氣旋的強度的方法。德法將熱帶氣旋評為 T1.0 至 T8.0 的級別 (T值),以 8.0 為最高。由於將氣旋訂為 T8.0 級的條件極為嚴苛,絕少風暴能到此級別,較為著名的是 2006 年 4 月影響澳洲北部的氣旋莫妮卡 (Monica) (連結)。

本網的友站「香港熱帶氣旋追擊站」有一篇詳盡說明怎樣使用德法的文章 (連結)。大致而言,如熱帶氣旋未發展出風眼,強度一般根據氣旋雲帶的旋捲度而決定;發展出風眼後,則可由風眼大小、眼牆厚薄及眼牆高度等特徵判斷其強度。像海燕等較強颱風,氣象學家通常使用色調強化紅外線衛星雲圖 (Enhanced infrared satellite imagery) 來分析熱帶氣旋強度,這是因為此圖以不同顏色表示雲頂溫度 --- 雲頂高度越高,溫度越低。而雲頂越高一般表示風暴垂直結構越成熟,亦即強度越高。

海燕於 2013 年 11 月 8 日凌晨 2 時 30 分之紅外線衛星雲圖

海燕於 2013 年 11 月 8 日清晨 5 時 30 分之色調強化紅外線衛星雲圖
以上兩圖顯示海燕登陸前一刻的型態,明顯地利用下面的一幅我們可以很清楚分辨風眼周圍雲頂溫度 (色階於圖像下方)。採用德法來評估此時海燕的強度步驟如下:
  • 眼牆最低雲頂溫度低於 -80 度 (於舊色階中為 CDG,Cold dark grey),而該溫度的眼牆最窄處寬度明顯超過 0.5 緯距,因此 Eye Number 為 6.5 [註三]
  • 在 CDG 眼牆及 WMG 風眼 (Warm medium grey,即高於攝氏 10 度) 的配搭下,Eye Adjustment Number 為 1.0 [註四]
  • 外圍的額外旋捲度得出 Banding Feature 值為 0 至 0.5 [註五] 。KNES 分析 (連結) 認為外圍深層 (黃色) 環流與中間眼牆之間的雲帶未夠暖 (即 DG,dark grey,此雲圖上為淺藍色),因而將 Banding Feature 定為 0。
將上述三項相加就是最終的T值,海燕的T值為 6.5 + 1.0 + 0.0或0.5 = 7.5 或 8.0。由於德法沒有為 CDG 眼牆作出分析方法,因此 KNES 說法是 DT 值不予考慮。這就是說技術上海燕已經超出德法可以評估的範圍了。

海燕估算強度那麼強的另一個原因是 CDG 範圍持續時間十分長。颱風型態轉好與實際強度增加有一定的時間差,因此很多時候型態轉好後需維持一段時間,氣象機構才會上調其強度至該型態對應的範圍。海燕早於 11 月 7 日早上已出現環狀 CDG 區域 (即完全包圍風眼),至登陸前已超過 18 小時,因此強度需上調至對應 T8.0 的強度,即 170 節。一般的五級超級颱風出現環狀 CDG 區域已經十分難得 (大多數只更得 CMG [Cold medium grey,即此色調雲圖中的深紅色]),海燕竟然能擁有深厚 CDG 區長達一天,因此被認為是實現了「不可能的任務」。

雖然海燕在德法下是名副其實的「超強」颱風,但分析風暴型態有一定主觀性,各人估算出的強度或會有別。況且德法只是為熱帶氣旋強度作出一粗略的估計,要得到實際強度最好當然是參考實測數據。


p.s. 今晨客觀分析法曾得出 T8.1 的有趣現象:




註一:泰培以前的確曾出現比 170 節更高的估計風速,但氣象界普遍認為 40 至 60 年代的數據有高估成分。

註二:原始文獻為 Dvorak, V. F. (1984). Tropical cyclone intensity analysis using satellite data (47 pages). US Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Environmental Satellite, Data, and Information Service.

註三:其實德法中 CMG 層 (Cold medium grey,即此色調雲圖中的深紅色) 超過 0.5 緯距已可給予 Eye Number 6.5,所以海燕絕對是「超班」。

註四:風暴越強,其眼牆頂部溫度越低,而風眼中心則越暖。Eye adjustment number 就是針對此一特徵作調整。

註五:Banding feature 只會於 Eye number 及 Eye adjustment number 的總和比氣候值 (MET) 低時才會使用。由於風暴已連續增強多日,MET 已達 8.0。

2013年8月19日星期一

熱帶氣旋... "PEWA" ?!


上一篇的網誌距今已有一年了... 由於小弟出國留學後空閒時間較少,未能抽空撰寫網誌,細心的讀者或者已經感覺到除過去一個月外甚少熱帶氣旋發佈於下午 8 時發出 --- 或者你已經猜到我去了哪兒。 :P

好了進入正題,近日除大家於天氣報告中聽到的熱帶氣旋潭美外,有沒有留意在遠洋亦有一個名為「PEWA」的熱帶氣旋呢?這個 PEWA 是於中太平洋 (西經 140 至 180 度) 形成的,負責機構為美國中太平洋颶風中心 (Central Pacific Hurricane Center)。PEWA 隨後逐漸向西移動,於昨天進入西北太平洋範圍。因此,聯合颱風警報中心對其編號是 01C,有別於西北太平洋及南海上形成的熱帶氣旋之編號 xxW,至於日本氣象廳則如常給予新氣旋編號 1313 (1312 為潭美)。為保持一貫性,日本氣象廳不會對該氣旋另行改名。

上圖:近換日線的熱帶氣旋就是PEWA了
上圖:PEWA 經過國際換日線的一刻,在其右上方可見到熱帶氣旋 UNALA

由於中太平洋水溫較低,而高壓脊的配置亦不利氣旋發展,該地域較少熱帶氣旋生成,能通過換日線的就更少了。對上一個是 2010 年的熱帶氣旋 OMEKA,它於換日線附近徘徊,但由於強度相對較低,西北太平洋大多數官方機構並未將其升格,而香港天文台亦只將它定性為熱帶低氣壓 (連結)。如果要說比較觸目的就肯定是 2006 年的 IOKE (伊歐凱) 了,它於夏威夷以南形成並逐步發展,以五級超級颱風強度橫過換日線,相信當時已經有「追風」的氣象愛好者不會忘記吧!伊歐凱破了數個紀錄,較為觸目的為:它是首個於中太平洋形成並於同區域達到五級超級颱風強度的熱帶氣旋,亦為該區創下最低的氣壓紀錄,而且是全球維持在四級颱風或以上強度 (連續計算) 最久的氣旋。

上圖:2006 年伊歐凱橫過國際換日線的一刻

那使用中文的我們就不禁會問,究竟此氣旋的中文名稱是甚麼?西北太平洋熱帶氣旋名稱列表中的中文名字是經中、港、澳三地商議後得出的,而台灣則自行對名稱進行翻譯,但中太平洋氣旋名稱 (列表) 並沒有這既定程序的,因此很大程度上取決於誰先行翻譯,這亦同時取決於各氣象台的責任範圍。今次台灣將 PEWA 翻譯為皮瓦,中國大陸暫時未有官方譯名*,至於香港天文台的責任範圍比台灣及內地均小,PEWA 需起碼移至東經150度附近其環流才有機會於天氣圖上出現。但無論如何,每年發表的年度熱帶氣旋報告中仍會提及此氣旋。雖然沒有硬性規定天文台需採用哪個譯名,但為保持一貫性及避免有人誤將同一系統當作兩個獨立的熱帶氣旋,天文台很大機會會採用皮瓦這一名稱。

在留意 PEWA 動態的同時,在其東北面不遠處的雲團亦被升格為熱帶風暴,並被命名為UNALA。如此氣旋能維持一定強度並進入西北太平洋的話,相信台灣及內地又要傷腦筋怎樣給它一個中文名字了。

 
上圖:熱帶氣旋 UNALA 的預測路徑圖


*原文為「今次台灣及中國大陸均將 PEWA 翻譯為皮瓦」,經查證後發覺有誤,謹此致歉。