台风海燕的气象历史

本文介绍2013年台风海燕的气象历史。
低纬度造就良好环境.
2013年11月2日早上，一个低压区在马绍尔群岛西南部海面上生成，美国海军研究实验室给予热带扰动编号99W。下午2时，联合台风警报中心对其在24小时内形成为热带气旋的机会评为「低」。当时该系统的组织松散，但对流稳定发展；同时该系统形成的位置是北纬6度左右，根据美国国家海洋及大气管理局的图表，这个位置的表面水温在8月至11月初长期保持在摄氏30度或以上，炎热的海水加上垂直风切变微弱、低层辐合和高空辐散良好，这个优良环境已经为该系统的进一步发展提供先天条件。随著该系统的低层环流中心逐步整合，日本气象厅在翌日（11月3日）早上8时率先把该系统升格为热带低气压；而联合台风警报中心在当日上午10时把上述发展机率升级为「中等」，再于下午1时半上调为「高」，同时发出热带气旋形成警报，然后于下午5时把该系统正式升格为热带低气压，并给予编号31W。
虽然该热带低气压的低层环流中心较广阔，确实位置在当时仍较难判断，但是其原先松散的螺旋云带逐渐收紧，中心对流亦加深，令该系统在11月4日继续增强。日本气象厅先于凌晨3时半对该热带低气压发出烈风警报，再于上午9时15分把该系统正式升格为热带风暴，并命名为海燕，给予国际编号1330。联合台风警报中心亦紧接于上午11时把海燕升格为热带风暴。副热带高压处于强势，盘据于西北太平洋，该高压脊南面的深厚东风驱使海燕采取偏西移动路径，移动速度达每小时25至30公里。各个数值预报模式的预测路径颇为一致，都是预料海燕向菲律宾长驱直进，只是移速上有差别。由于海燕所在海域的纬度较低，其路径将会继续经过上述的优良环境，有利海燕的强度迅速而显著上升，低层环流中心及组织改善，并打开强烈空气流出，为海燕往后的急剧增强埋下伏笔。
「疯狂」的海燕出现.
相较于移动缓慢的风暴而言，移速高的风暴不利于吸收海水能量，然而所途经的海面仍令海燕在11月5日开始为时2日的爆发性增强。日本气象厅于早上8时50分把海燕升格为强烈热带风暴，联合台风警报中心更于上午11时把海燕升格为台风。此时的海燕已形成中心密集云团，并打开一细小的「云卷风眼」，而海燕东北面的「热带对流层上部槽」亦加强了系统四周的空气流出，此情况得以维持至海燕登陆。不过日本气象厅要到翌日（11月6日）凌晨2时45分，才把海燕升为台风，时间上明显滞后。海燕在当日上午9时45分及晚上11时先后进入香港天文台和菲律宾大气地球物理和天文管理局的责任范围，香港天文台对海燕评级为超强台风；而菲律宾大气地球物理和天文管理局则把海燕评为台风，中心风力每小时195公里，并给予当地名称「尤兰沓」。随著海燕的「云卷风眼」发展为「针眼」（即范围细小的风眼结构），联合台风警报中心在当日上午11时把海燕升为超级台风，表示海燕在过去24小时的中心风力急升65节（每小时120公里）；该部门更于晚上11时把其接近中心最高持续风速上调至140节（即每小时260公里），相当于萨菲尔-辛普森飓风等级的「5级台风」，是在10月份相继出现台风范斯高、台风利奇马之后，2013年西北太平洋第3个达到「5级台风」分级的热带气旋。长期支配大片西北太平洋海域的副热带高压脊继续引领海燕向西北偏西迅速移动，直逼菲律宾中部；但海燕爆发性加强引致内力大增，使其路径的北向量有所增加。
海燕的强度于11月7日仍然稳步上扬，直至晚间才达到环境可容纳的最大强度。海燕原先的「针眼」扩大，变成一个面积较广、在衞星云图上清晰可见的风眼，而其中心密集云团的云顶温度为摄氏-90度（云顶温度越低代表热带气旋越强），如此冰冷的云顶温度相当罕见，强如同年较早时候的两个「5级台风」，以及被称为「怪兽风暴」的台风天兔，云顶温度也是大约摄氏-80度。由于没有飞机实测数据，而当时海燕尚未登陆，海燕的强度只能通过衞星云图，并依靠「德沃夏克分析法」估算；但各部门提供的即时数据已显示，海燕的强度最少与2010年台风鲇鱼旗鼓相当。日本气象厅和台湾中央气象局在实时报告中，评定海燕的接近中心最高持续风速（以10分钟平均风速计算）分别达125节，即每小时230公里及每秒63米（每小时225公里），前者与鲇鱼的评估相同，仅次于泰培的140节（每小时260公里）及1961年台风南施的145节（每小时270公里）；后者以每秒2米之差，略逊鲇鱼的每秒65米（每小时235公里）。香港天文台当时评定其中心风力每小时260公里（同样以10分钟平均风速计算），仅以每小时10公里之差，略逊于鲇鱼之每小时270公里；菲律宾大气地球物理和天文管理局评定海燕的中心风力为每小时235公里（10分钟平均风速），以10公里之差，超过鲇鱼。中国国家气象中心于实时报告中评估海燕的中心风力（以2分钟平均风速计算）为每秒75米，即每小时270公里，以每秒3米之差，高于鲇鱼之每秒72米（每小时260公里）。而美国联合台风警报中心更评估海燕的中心风力（以1分钟平均风速计算）达到170节，即每小时315公里，高于鲇鱼之160节（每小时295公里），更超越泰培之165节（每小时305公里），仅次于南施的185节（每小时345公里）；但一般认为当时的气象机构人工预报倾向高估热带气旋的风速，因此南施的风力数据有争议，未获承认为比泰培更强。不过这评估亦意味著海燕成为继泰培后，34年以来首个1分钟平均风速超过每小时300公里的热带气旋。海燕此时通过「德沃夏克分析法」换算的「T指数」达到8.0，是该指数的极限，而反映该指数的折线图更史无前例地突破图表上限。同时美国国家海洋和大气管理局指出，「德沃夏克分析法」完全无法分析如此嵌入高云及有著极度冰冷云顶的风眼，换句话说就是海燕的强度超过「德沃夏克分析法」的极限。
事后有非官方的分析指出，暖水深度是海燕强度飙升的关键。除了风切变、辐合、辐散、表面水温等发展因素维持优良，为海燕提供近乎完美的「二类条件性不稳定」机制之外，暖水更异常地深入海平面以下100米，提供大量潜热。一般而言，海水温度随深度递减，热带气旋吸收能量会使海水上翻，把深层的冷水通过对流而抬升至表面，海面降温会令海水能量耗尽，导致热带气旋转趋减弱；但较深水的位置仍然温暖甚至炎热，导致海水上翻时能继续供应能量，从而令热带气旋维持增强趋势。而从日本气象厅的图表证实，该年10月末，西北太平洋介乎北纬5至10度、东经125至150度的海域，海平面以下100米的海水温度比平均高摄氏3至5度。由于水的「比热容量」高，吸热较慢，升温所需的热力非常多，这种温度偏高情况已经颇为不寻常。海燕的路径恰巧通过该区，造就其强度大幅上升。
巅峰状态登陆，重创菲律宾中部.
仍然维持强势的副热带高压脊带领海燕以每小时35至40公里的高速逼近菲律宾，这种速度以西进型风暴而言实属稀有，反映副热带高压脊异常地强劲，其南面的偏东风极为深厚。海燕亦因而发展出明显的「半圆效应」，北面的风力结构较南面广阔；不过中心密集云团则保持对称，而西南季候风则使海燕南面的外围雨带比北面强烈。11月8日凌晨4时40分，海燕以巅峰强度在菲律宾东萨马省沿海登陆，为登陆时风速第二高的热带气旋，其登陆时风速仅次于2020年台风天鹅；但由于海燕的风力太大，海燕登陆路线附近一带的风速计、气压计等气象设备遭全数摧毁，导致海燕的中心风力及气压没有官方实测数据证明，海燕的强度仍只能用衞星云图及雷达图像推算。不过独鲁万市直接被眼壁扫过，独鲁万机场在被夷平前录得960.3百帕斯卡的最低气压；更有一段信息指吉万录得最低气压889百帕斯卡，只是该项数据未获官方证实。海燕横扫菲律宾期间，先后掠过萨马岛、莱特岛等多个菲律宾中部群岛，为该区带来极具破坏性的风力，并引发毁灭性的风暴潮，每小时200公里以上的持续风速，连同15至19尺（5至6米）高的巨浪，摧毁菲律宾中部地区，并造成超过6300人罹难；事隔一整年后，在2014年末，罹难人数仍继续上升。
随后海燕转趋减弱，虽然海燕高速横越菲律宾，且横过相对平坦的米沙鄢群岛，对风暴结构造成的伤害应比横过吕宋高山为低，但是海燕的减弱幅度颇为明显，因为海燕的顶峰强度极高，要容纳如此强大的风暴出现，需要各项气象条件的配合；只要气象因素稍有变化，便会使热带气旋的强度明显回落。海燕的中心结构受到破坏，对流明显减弱，眼壁大范围崩解，只余下一小部份未受影响；其浑圆的风眼亦变得粗糙、模糊，成为「云塞风眼」。当晚较后时间，海燕在即将移入南中国海之际，丧失其相当于「5级台风」的强度评级，但仍是一股非常成熟的台风。此时各个官方气象部门对海燕接下来的路径预测开始有较大的分歧，虽然都是预计海燕越过副热带高压脊的脊线而顺时针转向，但是对于海燕会否登陆越南中部，还是直接移入北部湾，各地的预计并不一致。
减弱下环流反变广.
海燕在11月9日进入南海中部，其环流虽离开菲律宾，但却卷入支配华南的干燥东北季候风。干空气不利热带气旋的发展，结果海燕无法在海上修复其眼壁、风眼和中心结构，减弱趋势渐变明显，联合台风警报中心在凌晨5时把海燕降格为台风，香港天文台亦在当晚9时半把海燕降为强台风；然而海燕的环流反而变得更广阔，遍及华南沿岸地区，与东北季候风共同令该区刮起强风。海燕的环流之所以扩阔，是因为海燕的外围雨带开始从中心松脱，同时海燕的等压线与支配中国东南部的东北季候风重叠，把华南的气压梯度进一步增大。此时海燕已经到达副热带高压脊的西南边缘，由于海燕仍为一股相当成熟的台风，其内力依然颇为强大，加上副热带高压脊有所减弱，海燕在驶流场上改受东南风影响，开始转向偏西北移动，进入南海北部，未有在越南中部登陆。此路线比大多数部门的预测路径偏北，使越南中部免受海燕的蹂躏。海燕的移动速度仍然飞快，维持于每小时35公里或以上。
11月10日，移至副热带高压脊西面的海燕继续转向，引导气流转为偏南风，使海燕逐渐改向更偏北方向移动，正面吹袭中国海南，于下午4时左右在海南乐东县对开海域掠过，移入北部湾。中国国家气象中心于海南的雷达显示，海燕的眼壁仅仅擦过乐东县。虽然海燕没有登陆海南，只是在该岛之西南面近距离掠过，但是海燕还是受到海南岛的地形影响，强度加速下降。东北季候风亦使南海至华南的垂直风切变加强，这令海燕于北部湾没有重新组织的机会，纵使中心密集云团得以维持，对流和外围雨带仍是持续变浅，使低层环流中心有迹象开始暴露，这意味著海燕的生命史步向终结。
转向及消散，影响力犹在.
11月11日，海燕进一步受到地形摩擦及风切变的影响，加上水汽供应被截断，促使海燕急速减弱，深层对流向北面切离，「云塞风眼」被完全填塞。香港天文台在凌晨12时半把海燕降为台风。日本气象厅在凌晨2时50分把海燕降格为强烈热带风暴，更于上午9时把海燕降为热带风暴。海燕于凌晨5时在越南广宁省一带沿海登陆，随后移至副热带高压脊西北面，改受西风带引导而明显拐弯，采取偏东北路径横过广西。联合台风警报中心在上午11时把海燕降格为热带风暴，并发出最后警报；香港天文台直至上午11时45分才把海燕降为强烈热带风暴，但于6小时后再把海燕降格为热带风暴，此后不足4小时就在当晚9时半把海燕进一步降格为热带低气压。日本气象厅在下午2时50分把海燕降为热带低气压，后于晚上9时更表示海燕已经减弱消散。晚上11时，中国国家气象中心对其停止编号。不过海燕的东北面环流与东北季候风前沿的云带相连，继续为华南沿岸带来长时间的强风和不稳定天气。
虽然日本气象厅已表示海燕消散，而香港天文台亦在11月12日凌晨1时45分把海燕降格为低压区，但是海燕的影响力犹在。海燕的残余低压区事实上仍保持涡度一段时间，沿盛行西风继续东移，为华南带来持续强风和狂风骤雨；直至当晚较后时间，一股东北季候风补充抵达华南，已经移入广东的海燕残余系统才彻底消散，华南沿岸的风势亦要在入夜后才有所减弱。而香港的民办气象网站香港热带气旋追击站分析指，海燕亦造成了大尺度的影响，东亚地区发展出一个强劲「偶极子」，南海上空出现由强大高空辐散流场形成的强烈高空反气旋，中纬度西风带高空更出现时速300公里以上的喷射气流，如此猛烈的「西风急流」应该只于北半球隆冬季节、强烈冬季季候风爆发时才会出现。该站指出，上述高空反气旋把大量动能输送至中纬度地区，使「西风波动」扩大，情况犹同强烈地震引发向四面八方扩散的海啸，而海燕这种大尺度的影响可以是全球性，并长达数日甚至一两星期。
事后调整.
由于海燕的实测强度一直是依赖「德沃夏克分析法」估算，最少2个官方气象部门须于事后发表的最佳路径中，把海燕的强度进一步上调。中国国家气象中心于2014年6月12日上调此台风路径及持续风速强度至每秒78米（每小时280公里），以每秒6米之差，高于鲇鱼。香港天文台更需两度向上修订海燕的强度，先在2013年12月28日公布「2013年11月热带气旋概述」，把海燕的接近中心最高持续风速上调至每小时275公里；后于2015年2月27日公布《2013年热带气旋年刊》，把海燕的中心风力再向上修订为每小时285公里，，以每小时15公里之差，超越台风鲇鱼。不过日本气象厅、台湾中央气象局、菲律宾大气地球物理和天文管理局、美国联合台风警报中心则未有对海燕的强度评估作出任何调整；但纵使如此，各个官方部门对海燕的中心风力评定，都显示著海燕是踏入21世纪以来，西北太平洋海域最强的热带气旋。