台风吧 关注:282,061贴子:6,610,993
  • 2回复贴,共1

威马逊应坐不实广东登陆第一台风

取消只看楼主收藏回复

从早期实测的稀缺到近代理论方法的各种争议,CMA年鉴定强向来有很多问题。在2014年“威马逊”之前,广东没有过超台登陆定强。而从2014年开始,年鉴风格又180°大转弯,变得激进。LZ不巧获得了一手威马逊在湛江雷达的完整资料,我们可以尝试从更客观的角度来解读。
众所周知,威马逊二登强度的上调属于大幅高看巅峰强度的溢价。仅气压就与实测相距甚远,徐闻国家站在登陆后1小时测得940.5hPa眼内海平面气压,从海南出海时眼内气压也在926hPa,二登显然只有930左右的水平。
当然,即便如此,930~935的气压也属于广东登陆台风第一梯队。只是威马逊当时处于一个特殊的阶段:1,在陆地摩擦了近4个小时的情况下,低层风速会明显下降;2,其实从当时的低层扫描就看得出来,威马逊登陆前已经形成了两层眼墙,只是登陆海南时低层风速还没有明显出现双峰,而登广东就进入了眼壁置换的中期,尽管在地形干扰下不会成功置换,但内眼风速仍明显下降。见湛江速度图:

湛江雷达的仰角是比较高的1.5°,这导致距离超过120km扫描到的回波高度都难以用于换算。在距离约90~100km时,回波高度才约3km,不过这时正好是登陆点与雷达站的距离,可以比较明确地使用0.9的系数进行折算。
雷达距离与回波高度差算表

高度-海平面风速换算关系

不论是湛江雷达,还是海口雷达的动画,都显示威马逊在登陆海南前一个小时左右,内眼风速就开始下降,海口雷达距离更近,扫描高度从登陆前北京时间13:30的2.1km下降到登陆时的1.1km左右,理论上是往风速更高的层面移动,径向速度却明显下降,可见登陆前就有减弱的趋向,这也和气压实测对应。

从海南出海时,双风速峰已经十分明显。

登陆湛江时,约2.5km高度的东西侧最大径向速度只有46~50m/s(当时海口和湛江雷达的最大不模糊是35m/s,色阶的27是标错,应该看Max的值,考虑解像度和风速单位再有所上浮),假设当时最大风区没有扫到(在北侧的话可能存在50~55m/s,但当时在地形+移动方向偏西北的情况下,大幅延展可能性也不高),可以说很不理想,使用0.9折算下来近海平面风速可能在42~50m/s区间,仅参考速度图,超台的定强是无法打包票的。

徐闻当时虽然没有沿海自动站实测数据,但有一批风电场留下了纪录。只是,这些风电场都有一定的高度,最大风的徐闻和安12号风电机距离有48km(下图中数字“5”的位置),测得10分钟平均风51.8m/s;角尾风电场(数字“1”的位置)经过了内眼墙,在20:10分测得10分钟平均风速51.0m/s,但这两个风速计海拔都至少80米,且这篇论文并没有指出风速计的高度是否为距离海平面高度。距离登陆点较近的数字“2”的风电机则未能测得最大平均风力。

根据徐闻地形,和安风电场的位置地面海拔有50米左右,哪怕仅按80米换算,因为受表面粗糙度影响明显,近地大气的粘滞性最强,所以换算系数是相当大的,这些实测也不能支持超强台风的实力。按开阔平坦地面的粗糙水平0.003,折算到10米风约41m/s,这个换算结果和雷达速度对应关系较好。另外,这个80米很可能只是仪器距离地面的高度,因为风电机普遍就有70~100米高。

在另一篇相关论文中,,还明确指出了测风仪器不仅有距离地面的高度,还需要加上地面基底的高度,也就是实际测风位置海拔是80+45=125米,1#测风塔位于危险半圆,最大10分钟平均风47.6m/s,不过该站最低海平面气压约958hPa,结合风速曲线来看,应该也没有测到最大风区。


总而言之,危险半圆仅有仪器实测对二登时的最大风依然不能提供有效判定,只有海拔≥80m、位于沿海的角尾风电场测得安全半圆的10分钟平均51.0m/s是直接证据,其折算后为STY下限水平。登陆时,雷达速度上东西半圆几乎没有区别,但在离/向岸风的差异下,东侧可能还有更大风区,这是为二登广东时可能有踩线超台风力留下的唯一一丝可能性。
但也如之前所说,威马逊当时处于陆地影响时间长+眼壁置换中期阶段,移速也不快,风力明显下跌是有合理解释的。
这是广东有气象纪录以来录得的最低海平面气压纪录,登陆第一梯队均在930~935hPa水平,威马逊毫无疑问属于这一档,但在不同的结构和移速差异影响下,如何细分又是一个难题。

再者,早期气压实测稀疏,很多大台风无法录到有效数据。如,1979年“Hope”登陆深圳大鹏半岛后约2个小时,在香港西部才有可靠的气压实测,HKO推测当时中心约950hPa,登陆深圳至少有940hPa。1954年的台风“Ida”在登陆湛江时没有可靠的入眼实测,但在登陆湛江后约5个小时,中心掠过广西北海时,仍录得了955hPa的海平面气压,要知道9615Sally在北海时的气压实测已经升至972hPa;9615也没有测得眼内最低气压,且湛江国家站离登陆点还有25~30km距离,抛开湛江港船舶928hPa的野史不谈,登陆气压也基本确定低于940。而威马逊在这几个里面,自身不利于低层维持高风速的劣势偏多。尽管这些台风几乎都是双眼状态登陆的,但各自所处的置换阶段不同,而54Ida、79Hope、96Sally都是高速西行的一手台风,风力优势会更明显。


IP属地:广东1楼2024-08-06 21:55回复
    地面实测也是有明显双风速峰的,尤其是回南段:
    出处:基于测风塔实测台风威马逊登陆过程的强风特性分析

    这个时候二次登陆有一段时间,减弱非常明显,以至于回南还弱于北。9615那个图实在是太糊了,和现代的风速图也不能一概而论。而且湛江国家站是一个离海25~30km的孤立实测,如果9615有哪怕威马逊这种数量的站点,才能称得上正常比较吧。


    IP属地:广东14楼2024-08-07 21:06
    收起回复
      通过搜索到的图片显示,角尾风电场地形相当平坦,离海也最近,参考价值还是很高的。那么在假设就是80米高度的情况下,该风电场实测可以通过接近开阔水域的粗糙系数0.0002订正到10米风约43m/s,根据《应用气候手册》,10分钟平均风到2分钟平均风转换公式为:Y=0.88X+0.80,其中Y为10分钟平均风速,则2分钟平均风大约48m/s。另外,角尾风电机最大阵风有68m/s,10分钟风到2分钟风的换算系数可能会更大。

      从雷达来看,这个风电场是完整通过内眼墙的,但是最大风测得的时候(20:10分)似乎只是在眼墙外缘,可惜论文中没有给出风速曲线,也没有说该风电场数据中断。这种现象的产生可能说明威马逊当时的风结构在陆地干扰下有了一定变化,或正在明显减弱。

      20时10分雷达对比

      如果仅从这个实测来看的话,登陆2分钟平均给到52是可以的,往上再延伸就有点难了,毕竟大量证据都显示当时回南加成并不显著。
      好在威马逊仍留下了较多的气压实测,这是7月18日19时许的实况截图(气压为站压):

      当时风眼直径约30km,取75%将rmw设定为23km。通过选定风眼周边的实测数据,导入Holland模型进行非线性最小二乘法拟合,得出B值在1~1.1时与观测数据-距离的分布吻合得相当好,气压计算结果在927~929hPa。通过得出的气压能进一步推导出风速曲线,可见在当时的结构下只有勉强摸到超台边缘的可能性(当然,不排除有更小尺度的变化或超梯度风)。
      基于Holland模型的风速计算公式如下:

      ρ 表示空气密度,设定为标准大气条件下海平面的平均空气密度1.15 kg/m³。

      但需注意的是,这里使用的rmw只适用于没有明显双眼墙的台风,计算结果对于威马逊当时的状态而言,大概率有一定程度的高估。比如,海南的自动站于17时测得926hPa的接近静风状态的海平面气压,而2个多小时后的威马逊应有更明显的减弱。另外,威马逊几个实测的眼内气压在时间序列上有比较标准的线性上升趋势,推测当时更可信的气压在930~935左右。将rmw调大的话,评估风速会进一步下降。

      几种不同的观测或计算方式得出的结论是:1,雷达风速换算下来是2分钟平均45~48m/s(主观上修至48~52m/s)的水平;2,角尾风电场的实测换算后约2分钟48m/s,考虑到位置问题,可支持52m/s;3,Holland模型支持928hPa, 2分钟平均50~55m/s的近登陆强度,但RMW的取值可能不准,根据实测和双眼结构修订后,应为930~935hPa, 2分钟平均48~52m/s。登陆广东大概率为强台/超台临界水平。


      IP属地:广东17楼2024-08-09 19:23
      收起回复