颱風「卡努」會登陸廣東帶來龍捲風？深度剖析，高能預警！
龍捲風襲擊廣東的情景歷歷在目
每位生活在珠三角的朋友
多少都會聽到過龍捲風
比如2015年超強颱風「彩虹」
給順德、番禺、汕尾等地帶來龍捲風
番禺死亡3人，傷134人；
順德死亡3人，傷81人，其中重傷6人；
一天下來，
龍捲風襲擊廣東的視頻鋪天蓋地傳播
淹沒了「彩虹」登陸地：湛江市區
無獨有偶，
2014年強颱風「海鷗」登陸海南、廣東
除了給珠海市帶來11-12級狂風外
還在珠海市金灣區紅旗鎮引發了龍捲風
3人在龍捲風中受傷
再翻開歷史，
颱風外圍引發強龍捲風的事件數不勝數。
比如今年的強颱風「天鴿」
就在8月24號在廣西境內引發龍捲風
導致北流市隆盛鎮5人受傷
而歷史上在秋季登陸華南的颱風
經常有龍捲風現身
那麼這是什麼原因？
而也有朋友開始問起：
這次的颱風「卡努」是否會重演歷史？
會不會帶來龍捲風或者其它風災？
今天颱風君將會剖析這詭異的天氣現象。
首先我們來看看颱風「卡努」的路徑趨勢
才能對颱風外圍突發性風災的區域做出判斷
今天冷空氣很給力
全省一葉知秋，最低氣溫跌破16℃
雖然潮汕地區最低氣溫還在23-25℃，但是降溫幅度也是非常大的。
粵東和梅州降溫幅度達到4-6℃，加上強勁的北風，朋友圈今天直呼「冷死了」（廣東省的風寒指數，你們不懂！）
那麼受冷空氣的攪局，颱風「卡努」今早出現了微妙的變化——90°北折。這微妙的變化，卻讓登陸地的預判往北調了不少，按照中央氣象台最新一報，最大可能是在湛江到海口之間登陸，這條路徑就跟超強颱風「彩虹」有點類似了。
由於海溫較高，OHC也有大片100以上的區域，所以颱風「卡努」的加強是毋庸置疑的，甚至會在登陸之時還在加強當中。（超強颱風「彩虹」也是如此）
西北太平洋的表層海溫
南海東半部仍有大片80-120千焦/厘米2的海熱容OHC
路徑上，除了副高西側的偏東南引導氣流外，還有「卡努」自身的西向量，還有冷空氣西風槽偶爾撓撓癢，可以確定「卡努」的路徑形勢是比較明確的。（秋颱風以路徑怪異出名，這「卡努」讓人有點摸不著頭腦啊哈哈哈！）
400-850hpa層面的引導氣流圖
風切方面，「卡努」有高反神器，不怕風切，高層200-150hpa的極向、赤向流出都比較完好，一路發展順暢。
好了，講完颱風「卡努」，我們回到正題。當時的颱風是怎樣引發龍捲風的？還造成大量人員傷亡，轟動全國。
回顧歷史（颱風海鷗 ）
讓我們先把時間調回2014年9月16日
強颱風「海鷗」在當天白天登陸海南東部
風力達到14級（42m/s）
從雷達圖上看，強颱風「海鷗」的颱風眼較大而鬆散，結構不是很緊密；比當年的中國最強登陸颱風「威馬遜」相比差了很多。但是，「海鷗」的外圍對流雲系非常旺盛，廣東省珠江口、粵西等地都出現了8-10級狂風，局地陣風11-13級。
颱風「海鷗」16日登陸海南、廣東時，
一股龍捲風在16日夜間9點，
突襲珠海市紅旗鎮紅燈二連，
76戶居民一半以上的房屋
遭到不同程度破壞，
部分房屋屋頂被掀翻、牆壁被吹倒，
還有三人受傷。
紅旗鎮房屋受損
從颱風「海鷗」的路徑圖來看，
龍捲風發生的位置在其後部（東北象限）
很明顯可以看出，
海鷗東部的偏南風與副高的東南風形成輻合
給珠海市帶來持續性的狂風暴雨
而這次龍捲風強度比較弱
所以沒有引起太大關注
回顧歷史（颱風彩虹與廣東超強龍捲風）
那我們把目光轉向2015年10與4號
那天除了湛江的17級狂風毀滅全城
廣東順德、番禺和汕尾等地
更是被激發了強烈的龍捲風
導致至少6人喪身，幾百人受傷。
一、番禺龍捲風
番禺龍捲出現在颱風登陸後迅速減弱階段，
在颱風中心移動方向右前側大約390 km 處。
龍捲發生前，地面有輻合線存在且有弱冷空氣低層侵入，
低層到中層為強盛東南風與偏南風輻合區。
低空較強的垂直風切變、
極不穩定的大氣層結和深厚的正渦度區，
為龍捲的發生髮展提供了熱力和動力條件。
雷達產品特徵表明，
該次龍捲過程反射率因子呈弓形特徵，
回波中心強度在53 ～ 58 dBz 之間，
但未出現超級單體通常具有的鉤狀回波和懸垂結構;
從速度圖上可看到有中氣旋存在，
從生成到消亡，大概經歷了5 個體掃時間，
其演變方式為從低層開始加強，然後向上擴展。
（圖一）番禺龍捲風路徑
（圖二） 超強颱風「彩虹」路徑
（圖三）地面風場圖監測到番禺出現螺旋狀風場
2015 年4 日17: 00 左右，番禺區石基鎮、南村鎮先後遭受龍捲風襲擊。根據現場調查及分析，發現該次龍捲風過程有以下特點:
( 1) 龍捲風走向與颱風外圍的中低空東南氣流基本一致。由龍捲風在番禺區內的移動路徑及受災點示意圖( 圖1) 可以看出，龍捲風首先在石基鎮落地，隨後跳躍式自東南向西北方向前進，掃到之處造成了寬約20～30 m、長約4～5 km 的破壞帶。
( 2) 移動時速在56 km 或以上。由於廣州雷達正好位於龍捲發生地南村鎮，屬於近距離觀測。從速度場上正負速度對最為顯著時刻的徑向速度估算，旋轉速度達到了15.5 m /s( 56 km /h) ，如果考慮靜錐區的影響，其旋轉速度應該超過56 km /h，移動速度非常快。
( 3) 持續時間短。石基、南村兩鎮最大距離為4 ～ 5 km，按照龍捲風56 km /h 左右的移動速度估算，番禺區內的龍捲風過程持續時間在6 min 以內; 而據現場目擊市民介紹，兩地龍捲均發生在4日下午17: 00 左右，可見發生時間比較接近。
( 4 ) 破壞力強。據現場勘查，龍捲風經過的地方出現了廠房被掀、鐵皮屋頂被撕碎、大貨車被吹翻、電線杆攔腰折斷、大樹被連根拔起等現象，按Fujita 的龍捲風分級( 表略) ，判斷此次龍捲風破壞程度應在F2，屬於較強龍捲。
龍捲風天氣背景分析
a.大尺度環流背景
該次龍捲風天氣是在強颱風「彩虹」外圍螺旋雨帶中產生的。2015 年第22 號強颱風「彩虹」於4 日14: 10 在湛江市坡頭區沿海地區登陸，登陸後向西北方向移動，穿過雷州半島，於18: 00 前後從廉江市進入廣西境內，並減弱為颱風( 圖2a) 。龍捲風出現時，「彩虹」已登陸近3h，此時颱風正處於迅速減弱階段( 圖2b) ，番禺區位於颱風中心移動方向右前側大約390 km 的地方。
500 hPa 副高4 日08: 00 較3 日20: 00 有所加強西伸，但位置仍然偏東，脊線位於25°N 附近。珠江三角洲地區在副熱帶高壓和颱風2 個天氣系統的擠壓下，受颱風外圍東南氣流影響。低層850 hPa 處於颱風外圍偏南氣流與副高邊緣東南氣流的輻合區，風速在22 ～ 26 m/s 之間。圖2 颱風「彩虹」路徑圖( a) 及其中心風速隨時間變化( b)地面有弱冷空氣東路滲透下來，與颱風後部東南暖濕氣流相遇，造成溫度梯度加大，層結不穩定加強，從而激發了強對流天氣的產生。
b.地面中尺度輻合系統
在大尺度環流背景有利的情況下，龍捲風的產生往往和地面中尺度輻合密切相關。從廣東省自動氣象站10 月4 日的逐時風場變化，發現龍捲發生前的珠江三角洲地區有東北風－ 東南風的地面輻合線存在。13: 45 以前，江門－ 順德－ 番禺－ 增城一帶以北為東北風，以南為東南風; 之後，東南風北推至花都－ 南海一帶。16: 35，在南沙區靈山與黃閣鎮附近有氣旋性渦旋生成，並在向北推進的過程中不斷發展; 16: 55( 圖3) ，該氣旋式渦旋區移至番禺區石基、南村附近，環流更為清晰，形成閉合性渦旋，龍捲形成。
c.不穩定層結
從清遠、香港2 站的溫度對數壓力圖( 圖略)來看，2日20: 00—3 日20: 00 清遠上空大氣表現為上干下濕，有強對流發展的潛勢，並且2 站的K 指數都是一個逐漸增大的過程，其中3 日20: 00達到37 ～ 39 ℃的最大值( 表1)，說明龍捲發生前廣東省上空大氣處於一個能量不斷積累的過程，大氣層結極不穩定。CAPE 值則表明大氣正處於一個弱對流有效位能( 144 ～ 475J·kg － 1 ) ，這主要是因為在龍捲產生之前廣東大部已有降水，不穩定能量得到部分釋放，但從CAPE 值時間變化來看，3日08: 00—20: 00 仍有一個迅速增大的過程，且香港的能量相比於北部的清遠能量更充足，說明有來自海洋的能量傳遞過程。而對應同時次的對流抑制有效位能CIN卻處於一個較低水平，這意味著一旦有合適的抬升條件，對流天氣將很容易被激發出來。另外，4日08: 00 龍捲發生前，廣東省上空對流參數平均抬升凝結高度在969 ～ 993 m 之間，表明下沉氣塊在低層大氣中被進一步蒸發降溫的可能性小，其具有的正浮力大，有利於龍捲的形成。
表 1 清遠和香港站 2 日 20: 00—4 日 20: 00 穩定度指標
d.深厚的正渦度區
850 hPa 渦度場分布( 圖略) 顯示，隨著颱風西北行，廣東省大部逐漸處於一較深厚的正渦度區中，正渦度中心位於颱風中心附近，而龍捲風發生在正渦度中心右側邊緣。從番禺上空( 113°E，23°N) 渦度的時間變化圖( 圖4) 來看，10 月2 日20: 00—3 日20: 00 對流層渦度值均不大; 但3 日20: 00 起至4 日08: 00，對流層中低層的渦度呈現出一個迅速增大的過程，並且在925和450 hPa 附近各出現一個正渦度中心，而300hPa 以上為渦度低值區，說明龍捲發生前低層大氣有劇烈的上升運動。
（圖四）2015 年10 月4 日08: 00 番禺上空850 hPa 渦度變化( 單位: ×10- 5s-1)
e.強的低層垂直風切變
地面觀測站資料表明，龍捲發生前珠江三角洲地面風速不大，番禺站4 日當天平均風速均小於4 m/s，清遠站略大一些，在7 m/s 以下; 而中高空處於颱風與副高之間的風速大值區，中低空形成了較強的垂直風切變。清遠站850 hPa 和地面風速在南北方向上的分量差( 圖略) 從3 日20: 00 起迅速增大至10 m/s 以上，4 日08: 00—20: 00 更是高達15 m/s 以上，說明低層垂直風切變非常大。
此外，南沙風廓線雷達資料( 圖5a) 顯示，在16: 30—17: 00，300 m 以下風向隨高度逆轉，說明近地層有冷平流存在，促發暖空氣劇烈抬升;從垂直風切變的值( 圖5b) 來看，0～ 1 km 低層垂直風切變大小在10 ～ 20 × 10 － 3 s － 1之間，比0 ～ 2、0 ～ 3 km 更為明顯，強的低層( 尤其是0 ～ 1 km)垂直風切變是龍捲風產生的重要原因。
南沙風廓線儀高空剖面( 單位:m/s) ( a) 及垂直風切變( b)
f.雷達特徵
很令人欣慰的就是番禺龍捲風被雷達捕捉到了，不像順德超強龍捲風，很難看出徵兆。
16: 36 龍捲剛形成之際，在大片層狀雲降水回波中有中小尺度積雲回波發展，回波呈弓形結構，最強反射率為53 dBz; 對應速度圖0． 5°和1． 5°仰角在雷達東南方約23 km 處出現了弱的正負速度對，高度分別為0． 4 和0． 8 km，但2． 4°仰角上仍無體現，且雷達剖面上亦無明顯的懸垂結構。
16: 42，一個體掃之後，中氣旋繼續發展，以出流速度占支配地位。低層2 個仰角( 0. 5° 和1. 5°) 在中氣旋處的高度分別為0. 3、0. 6 km，旋轉速度分別增加為7 和13. 5 m/s，達到弱中氣旋標準; 並且中層( 2. 4° 仰角) 也開始有中氣旋發展，但在1. 5°仰角最強。
16: 48，最強反射率加強為56 dBz，弓形回波中心形成一個矛頭，頂點處附近的地面自動站風場開始加大( 圖略) 。速度圖顯示中氣旋已移至雷達東南方12 ～ 14 km 處，高度分別為0. 3、0. 5、0. 7 km; 3 個仰角( 0. 5°、1. 5°和2. 4°) 的渦旋轉動速度分別增大至10、15、15 m/s，接近中等強度中氣旋標準。
16: 54，中氣旋在3 個高度上都增強，3個仰角( 0. 5°、1. 5° 和2. 4°) 轉動速度分別達到15、17、17 m/s( 中等強度中氣旋級別) ，中氣旋被這些仰角切割的高度分別為0. 2、0. 3、0. 4 km。反射率因子顯示弓狀回波更明顯。
17: 00，中氣旋在雷達5 km 處，正好位於南村鎮; 速度圖中3 個仰角的旋轉速度均達到過程最大值( 由低到高分別為17、20 ． 5、17m / s，接近強中氣旋) ，表明中氣旋已處於成熟階段，其伸展厚度已達到最深。
17: 06 強回波移至海珠區附近，在3 個仰角的中氣旋均明顯減弱，旋轉速度分別降至10、12、12 m/s，以1． 5°仰角減弱的速度最快，表明此時中氣旋已處於消散階段。
17: 12 強回波移至海珠區偏北地區，結構開始鬆散，速度圖中已無明顯速度對存在，龍捲消亡。
該次龍捲風出現在颱風中心移動方向右前側大約390 km 處，龍捲風走向與颱風外圍的中低空東南氣流基本一致。龍捲風發生前，珠三角地區低層到中層均處於強盛東南風與偏南風輻合區，地面有輻合線存在且有弱冷空氣低層侵入。
低空較強的垂直風切變、極不穩定的大氣層結和深厚的正渦度區，為龍捲風的發生髮展提供了熱力和動力條件。
那麼相差幾小時，順德超強龍捲風也是因同樣的背景條件而發生的。
二、順德龍捲風
由於順德龍捲風與番禺龍捲風發生時間、空間都相當接近，所處的大氣背景條件基本相同，在此不再贅述。
順德龍捲風的路徑圖
10 月4 日15: 28—16: 00 有強雷雨雲團自東南向西北方向快速移動，併產生龍捲影響佛山市順德區、禪城區和南海區。從15: 00—16: 00 自動站的最大3 s 陣風( 圖1) 可以看到，7級以上的最大陣風主要沿著龍捲風的影響路徑分布。
( 等值線為7 級以上陣風分布，為龍捲風大致影響路徑)
圖1 2015 年10 月4 日15: 00—16: 00 自動站最大3 s陣風瞬時風速分布( 單位: m/s)
另外，從多普勒雷達圖( 圖2) 上也可以看到，該時段有強降水回波快速從南至北移動，最大強度達到55 ～ 60 dBz，平均徑向風速度圖上有明顯的速度對存在，並探測到了中氣旋和龍捲渦旋特徵TVS，這些觀測事實都是與龍捲風過程發生相符合的。
圖2 2015 年10 月4 日15: 36 多普勒天氣雷達反射率因子( 單位: dBz) ( a) 和平均徑向速度( 單位: m/s) ( b)
順德龍捲風風毀圖
那麼這樣看來，此次「卡努」颱風過境是有可能出現龍捲風的。先來看看廣東省目前的高空數據，雖然是一片空白。
受冷空氣影響，廣東省全省的對流有效位能幾乎為0，沒有任何熱力條件可以提供對流的發展。但是隨著颱風「卡努」和副高的靠近，廣東省到福建省南部一帶的對流有效位能將會出現急劇性的增高，廣東大部到福建南部將有大量對流雲系產生，帶來大到暴雨局地大暴雨。
為什麼颱風君認為「卡努」靠近之後會有龍捲風產生的可能性：
北面有冷空氣滲透，東面有副高帶來的東南氣流輻合，南有強烈的西南季風輻合，這與順德、番禺龍捲風的情況極其相似；
雖然冷空氣消滅了廣東省的熱能量，但是未來兩天各種強對流指數會有明顯加強的過程；而在冷空氣繼續滲透的情況下，極有可能出現東南暖濕氣流抬升、北面地面冷空氣南下產生強烈的垂直風切變進而產生水平旋柱的情況；
在「卡努」靠近粵西的時候，廣東省珠三角--粵東閩南地區也會進入正渦度區域；目前來看，台灣地區的正渦度區非常的深厚。
綜上，颱風君呼籲珠三角、粵東--閩南地區的氣象工作人員加強K段雷達回波、速度圖的監測工作以及戶外觀測、民眾互動工作等，一旦發現速度對（中氣旋）出現，請迅速做好應急措施。當然也有可能安全度過，那是最好的事情了。
其他地區的朋友如果突遇龍捲風，可以迅速跟颱風君爆料，也會有豐厚的稿酬哦！
好了，颱風君該好好睡個覺了...
給日夜加班的颱風君加油鼓勵！
文章 曾俊博
時間 2017年10月13日04時
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