引言

本文分析了2017年秋季(9—11月，下同)北半球的大气环流特征及逐月演变对我国近海天气的影响，并对在此海域发生的典型灾害性天气进行了总结和分析。秋季季风交替显著，影响我国近海的主要灾害性天气包括冷空气和热带气旋，带来的影响主要是大风、降水等。此外，还分析了浪高和海表温度等海洋要素在秋季的变化，并总结了其他大洋的热带气旋情况。

本文中提到的海上大风、雷暴大风、海雾和大浪等几种重大过程的统计标准及使用的主要数据同文献[1-2]。

1 环流特征与演变 1.1 环流特征

2017年秋季500 hPa平均位势高度场(图 1a)显示，秋季的北半球环流形势极涡呈偶极型分布，两支主要低值中心分别位于东西半球，其中，东半球极涡中心位于北冰洋洋面上(83°N，120~125°E)，中心位势高度525 dagpm；西半球中心位于格陵兰岛西部的埃尔斯米尔岛附近(80°N，85~90°W)，中心位势高度522 dagpm。北半球中高纬西风带呈4波型分布，且高纬西风带槽脊较夏季有明显减弱，长波槽分别位于鄂霍次克海、北西伯利亚地区、挪威海、哈德孙湾。在此形势下，极涡比常年偏弱(图 1b)，北极呈现10 dagpm的正距平，而极涡的两中心附近有0 dagpm和4 dagpm的位势高度距平。我国近海北部海域处于平直的西风带控制之下，冷空气活动并不是很强，南部海域受副热带高压影响较为明显，表明秋季热带气旋的活动依然比较频繁^[3]。

1.2 环流演变对我国天气的影响

9月，欧亚大陆中高纬环流呈“两槽一脊”型(图 2a)，两个槽线分别位于亚洲大陆中部和欧洲中西部。位于140°E附近的东亚大槽不明显，西风带较为平直。由距平场看到，我国近海海域基本处于零距平区，与往年同期季节持平。而北部冷空气活动频繁，西太平洋副热带高压(以下简称副高)明显偏西，9月副高的西脊点位于(25°N，90°E)附近，强度接近常年。9月我国黄海、东海大部地区处于弱高压区域(图 2b)控制，我国近海的东海、黄海、渤海处于负距平区，夏冬季风交替转化时节，较为平稳。我国近海大风天气主要由于热带气旋影响造成，共有4次海上大风天气过程；9月，西北太平洋地区共有3个热带气旋和1个热带低压生成。

10月(图 3a)，环流以纬向型为主，但与9月相比，经向度有所加大，南支槽逐渐加深，平直的西风带略微南移，东亚大槽较常年同期略有加深，位于中西伯利亚的低压中心向东北方向移动，形成一个中心强度为522 dagpm的冷涡。由距平场可以看出，我国中东部地区和渤海、黄海、东海大部近海海域由负距平转为正距平，南海中东部海区出现负距平。中高纬度与中低纬度之间形成明显的差异，夏季环流正向冬季环流转变^[4]。在海平面气压场上(图 3b)，副高东退南移，西脊点移到(20°N，100°E)附近，与常年同期偏西。我国中北部大部分地区在高压的控制下，近海地区风向由西南风转为偏北风，而距平场可以更明显地看出南北方的差异，渤海、黄海北部区域显示为正距平，冷空气活动不是很频繁；黄海南部与东海北部区域与常年同期持平；而在东海南部和南海大部海区还是负距平，这些特征表明，南部气旋的频繁活动才是影响我国近海天气的主要原因。10月影响我国的热带气旋过程共有4次，其中热带风暴及以上级别3个，热带低压1个。4次过程中，转向2个，西行登陆2个。受其影响，海上大风过程共4次。

11月(图 4a)，欧亚大陆中高纬环流依然呈“两槽一脊”型，与9月相比，东部的槽线东移到鄂霍次克海北部的上空，且存在一个中心强度为509 dagpm的冷涡，东亚大槽逐渐加深，位于东西伯利亚到日本海上空，较常年同期略强；脊线继续拉平并东移，使我国北部地区转为西北风，开始源源不断地输送冷空气，季节变化明显。副高继续南掉东退，西脊点位于(18°N，108°E)附近，接近常年同期。在海平面气压场上(图 4b)，在新疆北部和蒙古西部上空存在一个冷高压中心，其影响范围很广，控制我国大部分地区，但距平场为负距平，较常年同期偏弱。渤海、东海中南部，以及南海大部地区为负距平，受此环流影响，上述地区冷空气活动频繁，只有黄海海区较常年同期相当。冷暖空气交汇，在我国南方地区形成多降水的形势，11月共有3个热带气旋活动，均为西行，其中2个在越南登陆。

2 我国近海天气分析 2.1 大风过程 2.1.1 概况

2017年秋季，我国近海共发生14次8级及以上大风过程。该季节，热带气旋和冷空气的共同作用是影响大风过程的主要原因^[5]。大风过程中，有热带气旋参与的为9次；有冷空气参与的为11次。另外还有1次入海气旋和冷空气共同影响下的大风过程。秋季没有雷暴大风过程(表 1)。

热带气旋活动是造成9月大风过程的主要原因，9月的2次大风均是受西偏北行路径的热带气旋的影响，部分海域风力有13~15级。10月和11月，冷空气过程增多，同时热带气旋依然活动频繁，在两者的共同影响下，产生了7次大风过程。东海北部、南海西北部出现了8~10级、阵风11~12级的东北风，黄海南部海域、东海大部海域出现了7~9级、阵风10~11级的偏北风或西北风。随着冷空气的加强，11月，受冷空气影响的大风过程明显增多^[6]。

由大风影响海域来看，冷空气影响出现大风的海域主要是北部的渤海和黄海，随着冷空气的南下，影响范围推进至东海大部和台湾海峡。受入海气旋影响的海域是黄海和东海北部，其次是渤海和渤海海峡。在南海海域主要受热带气旋影响出现了大风天气过程。

下面主要分析9月中旬1718号超强台风“泰利”和1719号强台风“杜苏芮”过程中引起的一次我国近海大范围的海上大风过程。

2.1.2 “泰利”和“杜苏芮”大风过程分析

1718号强台风“泰利”于9月9日在关岛附近洋面(15°N，143.1°E)生成(图 5)，之后迅速向西北方向移动，逐渐趋近我国近海。“泰利”的中心于9月13日移入东海后，移速减慢，强度逐渐加强至超强台风级；当其在东海中部转向东北方向移动后，强度逐渐减弱，并于9月17日以强热带风暴级别在日本鹿儿岛登陆。由此可见，台风“泰利”在东海滞留时间长达4 d，且滞留期间强度强，造成了我国东部近海长时间的大风天气。

1719号强台风“杜苏芮”于9月11日03时在菲律宾吕宋岛以东洋面上生成(14.8°N，125.9°E)上生成(图 5)，之后一路西行，于9月12日12时移入南海中东部海面后持续发展，9月13日21时加强为强热带风暴级，9月14日06时加强为台风级，9月14日20时加强为强台风级，经历了由热带风暴级到强台风级的“四级连跳”。14日夜间至15日凌晨，“杜苏芮”以台风至强台风级的强度掠过海南南部海面，逐渐向越南中部沿海靠近。于9月15日12：15前后在越南广平省北部沿海登陆，中心附近的最大风力达到14级(45 m·s^-1)，最低气压值为950 hPa。

由热带气旋造成的大风天气，虽然主要影响系统是热带气旋，但是大风出现的范围、区域以及影响的时间，也受到周边其他天气系统的影响，如副高、西南季风、冷空气或同时存在的其它热带气旋等^[7]。此次由“泰利”和“杜苏芮”同时存在引起的大范围、长时间的大风天气过程，主要是由两个热带气旋、副高和冷空气的共同作用造成的。

由9月13—16日500 hPa高度图(图 6)演变可以看到，“泰利”进入东海后逐渐转向偏北方向移动，其北侧的中高纬地区为低涡低槽控制，高空槽引导冷空气南下，但是北支为快速东移减弱收缩的形势，冷空气的影响范围小、强度弱，渤海海域的大风天气只短时间出现。之前呈东西带状分布的副高，在“泰利”移近后断裂为东西两环。

9月13日台风“杜苏芮”已经移入南海，并逐渐向西环副高靠近；“泰利”位于台湾以东洋面(图 6a)，即处于东西高、南北低的鞍型场内，东侧为副热带高压，其北向移动，副高被高空槽切断分裂为东西两部分，“泰利”在此位置，移动缓慢；大风天气主要出现在东海和我国东部沿海，即“泰利”中心附近和其与东西两环副高邻近的强梯度区；而在其南北两侧，均出现一个两低之间的弱风区，即台湾海峡、南海东北部和福建沿海的弱风区。在低纬度，台风“杜苏芮”沿588线继续向西移动；而在高纬度附近的冷低压中心迅速向东北方向移动，强度逐渐减弱，且中高纬度西风带为经向型，我国东海大部海域出现了9~12级大风，其中部分海域的风力有13~16级，南海中西部海域出现了8~12级的大风。“杜苏芮”附近的大风区，主要出现在南海中部和西北部以及华南沿海，即“杜苏芮”的中心附近、其西北侧与西环副高临近的大梯度区和南侧的西南季风区，而南海东北部，只在“杜苏芮”移入南海以前，出现了大风天气，当其移入南海后，则转变为两低之间的弱风区，由图 7a自动站实况数据得出的过程最大阵风图可以看出，我国东南部沿海地区最大阵风在8级以上。“泰利”于14日(图 6b、7b)向北偏东转向，其中心位置右侧气压梯度相对较大，此时，台湾东北部洋面出现了9~10级大风，南海中西部海域出现了8~12级的大风。15日(图 6c)副高东撤减弱，位于贝加尔湖移动的冷空气南下，“泰利”缓慢北上。东海大部海域出现了8~12级大风，其中部分海域的风力有13~15级(图 7c)。随着台风“泰利”逐渐向东北方向移动，大风的影响范围逐渐向北扩展至黄海，“泰利”(图 6d)于17日在日本登陆，其台风外围风力较大，继续影响我国东海、渤海和黄海大部，使近海地区风力连续4日出现9级以上大风；随着台风“杜苏芮”逐渐向偏西方向移动，大风范围扩展至北部湾和越南沿海。

2.2 热带气旋 2.2.1 西北太平洋和南海热带气旋

2017年秋季，西北太平洋和南海共生成11个热带气旋(表 2，图 8)，与多年平均持平。由路径(图 8)来看，有2个热带气旋：1716号强热带风暴“玛娃”和1720号强台风“卡奴”均在广州登陆；有3个热带气旋：分别是1719号强台风“杜苏芮”、1723号强台风“达维”和1725号热带风暴“鸿雁”在越南登陆；4个热带气旋北上，其中1718号“泰利”和1721号“兰恩”达到超强台风级别，主要影响我国东部近海及台湾以东洋面、东海大部和黄海南部海区。2017年秋季的热带气旋主要以西行为主，台风生成源地偏西，南海台风生成偏多，影响的区域集中在我国南海和东海南部大部分海域。表 2为2017年秋季中央气象台热带气旋实时业务定强和定位的简表。

2.2.2 1720号强台风“卡努”

10月11日12时在菲律宾吕宋岛以东洋面有热带低压活动，且其中心向偏西方向移动，10月12日09时该低压加强为今年第20号(1720号)台风“卡努”，之后“卡努”穿过吕宋岛北部，强度逐渐加强，于13日14时在南海中东部海面加强为强热带风暴级，14日14时加强为台风级，15日04时加强为强台风级。而后“卡努”开始减弱并于16日03时25分前后在广东湛江徐闻县登陆，登陆时中心附近最大风力10级(28 m·s^-1，强热带风暴级)，中心最低气压988 hPa。“卡努”登陆后强度继续减弱，西南行由雷州半岛进入琼州海峡，之后在北部湾东部海面上减弱消失。受“卡努”和冷空气影响，10月14—16日，浙江东北部、广东东部沿海和雷州半岛、海南岛北部等地累计降雨100~250 mm，浙江东北部沿海局地达300~500 mm，象山局地点雨量516 mm；浙江、福建、广东、海南岛北部、广西等沿海地区出现8~9级大风，局地10~12级，广东番禺石油平台最大阵风14级。另外，台湾省东部累计雨量超过400 mm，台湾屏东局地雨量达1238 mm(图 9c)。

2.2.3 全球其他海域热带气旋概况

2017年秋季，东北太平洋和北大西洋共生成16个8级及以上风力的热带气旋，其中，北大西洋9个，东太平洋7个，印度洋有2个热带气旋生成。同历史平均(1981—2010年共30 a平均，南印度洋为2000—2010年共11 a平均)个数相比较，大西洋比平均数(6.2个)多2.8个，东太平洋比平均数(6.0个)多1个。印度洋比平均数(南印度洋2.5个，北印度洋2.6个)少3.1个。

11月30日，气旋风暴“奥克希”(OCKHI)在斯里兰卡科伦坡以西大约350km的印度南部近海海面上生成，成为本年度第一个阿拉伯海热带气旋。同日在澳大利亚西北的印度洋洋面上生成了一级热带气旋“达利娅”(DAHLIA)。在印度洋上，2017年秋季热带气旋生成较往年偏少。表 3是世界气象组织(WMO)强天气预警中心发布的全球热带气旋信息统计表。

3 海洋概况 3.1 浪高 3.1.1 概况

海浪是海水在外力作用下沿一定方向传播的波动现象。本文利用法国卫星高度计AVISO反演的浪高场分析得到，2017年秋季浪高在2 m以上的海浪过程有24次(表 4)。其中，10月大浪及以上过程12次；9月在黄海东部、东海、台湾海峡、巴士海峡南海大部，北部湾地区出现了12 m的狂浪。

9月，冷空气势力还较弱，我国近海出现2 m浪高的日数为17 d。在强台风“泰利”和强台风“杜苏芮”的影响期间，台湾以东洋面出现了6~9 m的狂浪到狂涛区，东海南部出现了3~5 m的大浪到巨浪区；温州外海浮标19时观测到4.7 m的巨浪，舟山外海、海峡北口浮标19时分别观测到3.7 m、3.8 m的大浪；大陈、南麂海洋站19时分别观测到3.7 m、3.3 m的大浪。我国近海东海南部平均浪高在1~2 m，月平均浪高分布呈现出南北两头低，中间高的形势(图 10a)。由于热带气旋的移动速度与海浪场强弱有密切关系，当移动速度较快时，波高增长速度慢，海浪不大；当移动速度较慢时，海浪充分增长，海浪大^[4]。

随着冷空气加强，热带气旋依然活动频繁，10月，受强台风“卡努”与冷空气的共同影响，南海北部出现了6~9 m的狂浪到狂涛区，东海出现了3~5 m的大浪到巨浪区。本月出现2 m以上大浪有26 d，由图 10b可以看出，10月平均浪高明显高于9月。在热带气旋与冷空气共同影响下，热带气旋受南下冷空气的阻挡，气压梯度增大，风速在气旋北部增大较快，大风持续时间长，加上右前象限的涌浪叠加，浪高和大浪范围多出现在热带气旋移动方向的右后象限^[4]，因此10月，高的浪高区域主要位于东海南部、台湾海峡、台湾以东洋面，巴士海峡和南海东北部。

11月，2 m以上浪高主要分布在东海南部，以及台湾海峡、巴士海峡，东海中部海区(图 10c)。该季节，当冷空气南下，位于大陆的冷性高压东移到海面时，高压前部的偏东风使得东海南部至南海北部出现偏东风浪。

3.1.2 海浪个例分析

9月14—15日，受超强台风“泰利”和“杜苏芮”的影响，东海南部出现了8~12 m的狂浪到狂涛区；温州外海浮标18时观测到8 m的狂浪。受台风“杜苏芮”的影响，南海中部出现了5~8 m的巨浪到狂浪区。9月16日13时，受台风“泰利”的影响，东海出现了6~10 m的狂浪到狂涛区，浙江北部、上海沿岸海域出现了2~3.4 m的中浪到大浪；舟山外海浮标12时观测到6.3 m的狂浪，长江口外海浮标12时观测到4.7 m的巨浪；大陈海洋站13时观测到2.8 m的大浪。一直到9月17日07时，受台风“泰利”的影响，东海东部出现了5~8 m的巨浪到狂浪区，东海西部出现了3~5.5 m的大浪到巨浪区；浙江北部、上海沿岸海域出现了2~3 m的中浪到大浪，江苏沿岸海域出现了1.5~2.5 m的中浪到大浪；舟山外海浮标06时观测到5.2 m的巨浪，长江口外海、温州外海浮标06时分别观测到3.5 m和3.9 m的大浪，17日21时影响趋于结束。

此次过程中(图 11)，出现大浪的海区与大风的区域基本吻合。9月13日，出现两个海上大风区，分别位于东海和南海东北部，大浪区主要在东海南部和台湾海峡以东洋面，这主要是受两个台风的影响，且“泰利”此时移动速度14 km/h，而“杜苏芮”此时移动速度为20 km/h，可见，当热带气旋的移动速度较快时，波高增长慢，海浪小，当热带气旋移动速度较慢时，海浪充分成长，海浪大，扩展范围也较广^[8]。14日，出现两个大风区和对应的两个大浪区。15日，“杜苏芮”登陆越南，受南海地形影响，北部湾海浪相对较小，随着双台风的影响减小，沿岸地区海浪趋于减弱，大浪区出现在南海中西部。而大风驱使驱动的大浪在东海依然明显^[9]。16日，“泰利”向东北方向移动转向进入日本海，我国东海依然出现了狂浪，台风外围影响较大。

3.2 海表温度

我国近海海温的变化，在旬以下时间尺度内与台风、冷空气、温带气旋等天气过程密切相关，而海温在月、年际变化尺度上与太阳辐射、冷暖平流、洋流等因素相关^[10-11]。秋季我国近海海温呈现逐月降低的趋势(图 12)。由逐月的月平均海表温度图可以看出，9月最高海温出现在南海海域，此海域整体海温在30 ℃左右。10月南海海表温度降低了1 ℃，渤海、黄海海域的海温由24 ℃降低到19 ℃，东海海域海温变化梯度增大较明显。11月，海温等温线分布越来越密集，渤海月平均海温降到11 ℃左右，黄海海域有一明显暖舌向北延伸，此海域大部分海温在15 ℃以上，东海海域海温呈现东北—西南梯度分布，月平均降温2 ℃左右，而南海海区的海温9月最高温为30 ℃左右，10月海温为29 ℃左右，11月南海南部海温仍有29 ℃左右，南海北部海温降到25 ℃以上，且海温梯度较大。总体来说，秋季我国近海南部25°N以南海温变化不大，北部35°N以北海温降幅明显，且因大陆和海洋的差异使得我国近海沿岸地区的海温梯度线较密集。

4 小结

2017年秋季，北半球极涡由夏季单极型转变为秋季偶极型分布，冷空气活动趋于增强，中低纬度热带气旋活动依然频繁。9月，副高明显偏西，我国近海天气主要受热带气旋影响。10月，副热带高压略东退南撤，冷空气活动有所增多，热带气旋活动依然频繁。11月，冷空气南下，活动频繁。具体天气总结如下：

1) 秋季，我国近海共出现14次明显的大风过程，8级以上大风的天数为42 d。热带气旋引起的海上大风过程较强，随着季节转换，冷空气影响下的大风过程逐渐增多。

2) 西北太平洋和南海共生成11个台风，其中2个在我国沿海登陆, 4个转向北上，7个西行进入我国南海。台风生成源地偏西，南海台风生成多。其他各大洋共生成热带气旋18个，分别为：北大西洋9个、东太平洋7个、印度洋2个。

3) 浪高在2 m以上的大浪过程有24次。9—10月，由于热带气旋活动频繁，再加上冷空气由北向南影响，大浪日数较多，2 m以上大浪日数分别是：9月17 d、10月26 d。11月，2 m以上浪高主要分布在东海南部。

4) 我国近海表面温度呈现逐月降低的趋势，由北到南温度分布梯度趋于减弱，黄、渤海海温变化较大，南海中部到南部海域海温变化不明显。

5) 秋季，我国近海未出现雷暴大风天气，也未出现大范围的海雾过程。