烟火——2004年第9号北大西洋飓风Ivan回顾

ljjjacky

编号
AL092004 Ivan


机构评价：
NHC：165mph—910mb
JTWC：145kts—910mb

Ivan路径图一


Ivan路径图二


Ivan的气压与风速变化


图一：2004年9月，于230英里高空国际空间站拍摄的Ivan


前言：烟火

    夏秋之交的加勒比海，从来不缺

阳光

和雨水。
    从巴巴多斯群岛绽放的无花果花，至盛产大蟹的塔希提岛沿海，热带云团簇拥于加勒比群岛上方的广袤天空，一年四季，皆是如此。
    加勒比海北部的墨西哥湾，是北大西洋暖流发源之地，也是珍禽鸟类长期栖息的地区，还蕴藏着丰富的石油等资源。
墨西哥湾和加勒比海地区，是旅游的天堂，是鸟类的栖息之地，也是夏秋之飓的光临常处。
    如同西海岸的天使之城，墨加地区名飓众多。最出名的莫过于墨西哥湾双花Katrina和Rita，还有加勒比双星Dean和Felix。也有诸如98之子Mitch和大名鼎鼎的Wilma女王等名飓。
    烟火，是黑与白的交融。带来了光芒，也陷入了黑暗。有这么一个飓风，如同烟火一般，闪耀于2004年的夏秋之交，它既不是天使，也不是魔鬼。
   

它叫

Ivan。

图二：2004年8月的全球绝对涡度距平


序章：大西洋八月的风起云涌

    大气环流方面：八月，受几波来自北美大陆的中纬西风槽和两波南下的切断低压影响，北大西洋副高和非洲高压以时断时连的状态维持在

15°N

以北地区。这给低纬的热带系统提供了充分的发展空间。绝对涡度距平显示，八月中下旬，低纬热带系统开始活跃于40°W和20°W区间。反观之，夏季热带系统的发展强盛对于副高系统的稳定起着一定的支持作用，使北大西洋副热带高压西侧南缘稳定维持在加勒比海及以东广大海域以北。
    北大西洋风季04年起始较往年稍晚，第一个飓风Alex诞生于7,8月之交。在整个八月，北大西洋共诞生了9个热带气旋，其中2个Cat4飓风（Charley和Frances）,1个Cat3飓风（Alex），1个Cat2飓风（Danielle），4个热带风暴和1个热带低压。
    8月底，伴随着热带风暴Hermine在美国东北部的登陆，北大西洋结束了风起云涌的八月。与此同时，一个来自佛得角的东风波（非洲波）西移入海。入海后，波槽前中心负变压逐渐增强，对流爆发，同时出现大片涡旋状云系。


正章：

第一回：热带洋面的大东风波


    8月31日，东风波西移至22°W，9.4°N附近海域，该海域高SST，丰富的水汽及低纬信风带弱垂直风切变为其提供了良好的背景场。东风波对流继续增强，中高层潜热不断释放，CISK机制稳固地建立着，同时环流也不断地扩大。
    9月1日，其环流半径从约220km扩大至约350km宽。大环流是一把双刃剑，它是对流增强的标志，但在一定发展后，却成为东风波进一步发展的瓶颈。明智的它放弃继续扩大环流，而开始紧缩巩固中心。此后，东风波成功发展至TD强度。
    2日下午，NHC将其编号AL092004 ，命名为Ivan。此刻，Ivan西移至29.1°W，9.7°N附近海域，强度提升至30mph（35kts）。就这样，它走向了属于它的烟火之路。

图三：9月5日的Ivan VIS云图


图四：9月6日的Ivan IR云图


第二回：超越时间的成长极限

    9月3—4日,Ivan向西移动至40.6°W，9.1°N附近海域，强度逐渐提升至60mph（50kts）。5日上午，在Tobago岛以东1850公里(1000海里)附近海域加强为Cat1飓风。不可思议的是，从5日上午至6日凌晨不到18小时的时间内，Ivan的强度从75mph（65kts）一跃提升至135mph（115kts）的Cat4飓风，气压降至955mb。
    从云图上看，Ivan的两条悬臂分布在东西两侧，密闭云区半径不等量拓宽至2—4个度数，环流四周卷云纹线明显，西南象限夹带主要水汽来源的大片云尾。


图五：9月5日200hpa高空场的TUTT槽前气流


    一般情况下，热带气旋的增强速度为30kts/24h。是什么使Ivan能够在如此短的时间内提升这么多的强度？关键在于高空辐散的快速加强。5—6日期间， 在55—60°W，10°N附近海域对流层上部有大西洋高层对流槽（TUTT）。当Ivan逐渐移动至50°W附近时，高层辐散受到TUTT槽前气流影响加强，其“抽风效应”导致了Ivan的槽前爆发。
    Ivan此次爆发，也造就了热带气旋史上的两个记录：一是Ivan成为有记录以来大西洋上最南形成的三级或三级以上的飓风；二是Ivan成为了Lesser Antilles东南方远处最强的飓风。烟火的粉墨登场竟是如此华丽。


第三回：在曲折中前行
   
    9月6日，Ivan爆发之时，北大西洋西风槽与45°W，30N°附近切断了北大西洋副高东侧和非洲高压西侧的环流联系。同时北大西洋副高变形为块状高压并向Ivan环流延伸。

图六：9月6日的500pha风场


图七：9月6日的850hpa湿度场


    7号，Ivan穿过Grenada岛并进入加勒比海，受到副高的干燥气流和较强风切变影响，Ivan的风眼填塞，对流范围缩小且强度逐渐下降至105mph（90kts）。同时副高的牵引气流加速，加快了Ivan的脚步。
    从925hpa，,700hpa和500hpa的NCEP风场矢量图上可知，在925kpa层次上Ivan北侧风场偏东北风，有利于低层辐合发展。但700hpa和500hpa层面上，700hpa北侧，500hpa西北侧各有一强风速区，风向偏东南和正东，即有着明显的垂直风切变，不利于Ivan垂直环流的发展。并且925hpa,700hpa层面的湿度场显示，Ivan的二，三象限都有着较明显的干区。这应是副高干燥气流沿Ivan环流外围移动的结果。
    与此同时，Ivan袭击了部分向风群岛，所到之处损毁严重。
    8日—9日，脊前北大西洋槽温度场提前，引发较强的正变高加深了槽位，受波动影响北大西洋暖脊同位相叠加增强，副高因此略有北抬。Ivan环流附近风切减弱，并且加勒比海65°W地区湿度加大，为Ivan进一步发展提供水汽供给。8日傍晚，Ivan又一次开始迅速增强，并沿着副高南侧气流开始横穿加勒比海。烟火闪耀天空的时刻即将上演。


图八：9月11日，于230英里高空国际空间站拍摄的Ivan，当时风速为160mph


图九：9月11日，于230英里高空国际空间站拍摄的Ivan


第四回：加勒比海的三幕烟火

第一幕：
    向风群岛将门窗紧闭着，牙买加忙着迁移沿海居民；墨西哥人抢着收割丰盛的玉米，古巴人不由得放下了嘴边的雪茄；山姆大叔的研究所密切注视着它的一举一动。整个北大西洋都在注视着它的闪耀。

图十：9月9日的Ivan VIS云图


    烟火绽放了。爆发了18小时后，Ivan在70°W，13.9°N附近海域达到第二次巅峰—Cat5，160mph(140kts)的强度，气压降至919mb。高层风眼相当清晰，宽广的CDO及环流从多米尼加岛一直覆盖到南美的哥伦比亚，北侧的卷云纹线分布均匀且密集。
    借助于丰富的水汽和加勒比海的高SST，Ivan发展自身的CISK来不断巩固自身的环流。从850hpa的湿度场显示，水汽供给量约50-55km/m^2，相当丰富，主要输入口在环流的第四象限，南美大陆的上空。从NCEP的风场矢量图上看，200hpa的高层辐散集中于环流北侧，基本来源于飓风自身的辐散。
    在南美北侧，前期的TUTT于7日在70°W，10°N附近槽底分裂，并衍生出一高空冷涡。8—9日，高空冷涡环流下伸至南美圭亚那高原附近，与Ivan环流打通，对Ivan环流形成冷涡动力性抬升，这是Ivan迅速加强的主要动力。
    随着与高空冷涡的愈发接近，其对飓风的不良影响逐渐体现出来。10日，受高空冷涡高层冷心的影响，Ivan环流的中高层暖心有减弱趋势。并且Ivan暖心结构层面不高，不能再进一步加强对流，这是北大西洋的背景气压不高所导致的。受到以上两个原因影响，Ivan从10日开始再度减弱为Cat4级飓风，强度为140mph（125kts），风眼堵塞，气压升至940mb。第一幕烟火缓缓地落于加勒比海。


第二幕：
    第一幕的坠落，是第二幕的铺垫。Ivan的精彩正在持续上演。
9月10日，美国东部的暖脊受北美槽影响受迫振荡加深，暖平流北涌进入高纬地区。副高向北推进，南侧北抬，Ivan沿其气流开始向西北方向移动。
    Ivan在移动的过程中逐步脱离西南方向高空冷涡的束缚。10日中午与其分离到一定距离后，再度受到高空冷涡动力性抬升影响，重新开始增强。11日凌晨，以155mph(135kts)的强度逼近牙买加沿海。
    各大机构纷纷预报Ivan将正面冲击牙买加。但11日，Ivan却沿着牙买加岛南部沿海移动并

西折

，牙买加的风灾损失也得以减少。为何Ivan会西折呢？

图十一：牙买加岛地形图


    底层方面。从地图上看，牙买加的中部为山脉，海拔1000m左右，东西部多为丘陵和石灰岩高原。当Ivan接近时，岛屿的地形阻挡了Ivan的北侧底层辐合，使Ivan的底层的辐合场减弱。同时因为山脉的影响，低层引导气流无法卷入系统西侧，且受地形引导气流向西移动，既减缓了Ivan底层的移速，也受气流的惯性影响西移。由于辐合减弱，Ivan在绕行牙买加时减弱至

145

mph(

130

kts)的强度，同时也开始了眼壁置换过程。
    在中高层，眼区环流结构十分完整。10日—11日，北大西洋副高有一个西伸过程，在高层的引导气流也加大了向西的分量，这对Ivan完成西折过程有很大支持。
    在一次缓慢的西折过程后，11日夜，Ivan成功绕过牙买加岛，继续西北行，副高的影响仍在持续，偏西的移动分量一直维持。随着眼壁置换的完成，同时低层辐合恢复增强，Ivan开始了又一次新的爆发，再度冲刺强度上的极限。
    烟花再度上升，闪耀在加勒比海的上空。这次，更壮观。

图十二：9月11日，与国际空间站拍摄的Ivan风眼特写


图十三：9月11日，巅峰前的Ivan VIS云图
   

   
图十四：9月12日，巅峰的Ivan IR云图
   


    9月12日凌晨，牙买加岛以西130公里，79.3°W，18.2°N的加勒比海上空。
Cat5，这是属于Ivan的时刻。无需任何的掌声，也无需任何的批评，它默默地闪耀在加勒比的夜空中，如此壮观，如此磅礴。

AL092004 Ivan
中心附近最大风力：165mph（145kts）
中心最低气压：910hpa

    这是一组惊人的数据，它代表着2004年北大西洋飓风强度的最高水平，Ivan也成为北大西洋近20年来最强的十个飓风之一。尽管强度不如在大洋彼岸的同伴们，尽管一年后的墨西哥湾双花成功超越Ivan，但是，对于已经闪耀在天空的烟火而言，这些，都足够了。
    持续了6小时的巅峰之后，Ivan于12日上午开始减弱，风眼再度堵塞，进行新一轮的眼壁置换。12日傍晚，Ivan强度下降至150mph(130kts)，920mb。第二幕烟火也悄然结束在清晨的暖阳下。

第三幕：
    正当壮观的第二幕结束时，最后的第三幕已经升向了天空的舞台。
    12日—13日，北美中纬度西风系统频散加强，东移速度加快。副高环流也同西风系统间断性地连接。在副高西南侧时断时续的环流引导下，Ivan往西北继续走着烟火之路。
    12日黄昏，Ivan经历了一天的环流整合后，眼壁置换完成。受惠于北美大平原上的高空槽前辐散增强，Ivan再度爆发。13日凌晨，Ivan再度提升至Cat5的强度。

图十五：9月13日的Ivan VIS云图


图十六：9月13日的Ivan IR云图


    高潮的烟火总是最壮观的，这一回也不例外。9月13日凌晨，160mph(140kts)，912mb。加勒比的夜空在闪耀着Ivan的光芒，此时Ivan的环流已经扩大至佛罗里达半岛沿海。同时，它也给墨西哥和古巴带来了恐怖的黑暗。古巴和墨西哥拉响了最高级的飓风警报。
    很幸运，13日白天，由于北大西洋副高环流与快速东移加强的北美暖脊的合并，副高再度西伸，引导Ivan再度西进。13日晚，Ivan维持着Cat5的强度穿过了尤卡坦海峡，并进入了墨西哥湾温暖的海域。因此墨西哥，古巴同牙买加一样躲过了Ivan的烟火洗礼。
    快速东移的暖脊拉动了北大西洋副高的东退。14日凌晨，Ivan开始北行，直奔美国。同时，暖脊后的北美槽带动冷舌南下进入墨西哥湾并侵入Ivan的环流。维持了30小时Cat5的Ivan开始走向了下坡路。14日白天，Ivan减弱至140mph（130kts）。闪耀的烟火逐渐地暗淡了。

图十七：9月15日下午，袭击墨西哥湾的Ivan，风速为135mph


图十八：9月14日,700hpa上侵入墨西哥湾的冷流




第五回：美利坚大陆上的谢幕

    当Ivan进入墨西哥湾时，山姆大叔感觉到了危险的降临。14日开始，NHC拉响了飓风警报，动员南部沿海居民做好防范。与此同时，Ivan遭受着冷平流的侵蚀，15日凌晨，干冷空气卷入环流中心，Ivan中心深层眼墙从第三象限开始瓦解，对流迅速衰减。Ivan减弱至135mph(120kts)。从NCEP的湿度场及200hpa风场上可知，得益于墨西哥湾的暖湿水汽及新一轮的槽前辐散，庞大的Ivan始终维持在Cat4的强度。
    好景不长。15日上午，深层眼墙刚巩固好不久的Ivan又遭遇到了眼壁置换。此时Ivan已逐步逼近美国南部沿海。

图十九：9月15日，登陆美国前的1000hpa风场


    逼近美国的Ivan，近地面强风带主要在北侧和东侧，最高风力接近或达到40m/s。这是烟火留给阿拉巴马州和路易斯安那州等美国南部各州的礼物。与此同时，新的北美槽东移南下，带给Ivan谢幕的通道。

图二十：9月15日，即将登陆阿拉巴马州沿岸的Ivan风眼特写，风速135mph


图二十一：9月15日的Ivan VIS云图


    由于过于接近美国沿海，时间和空间上都不允许Ivan的眼壁置换。坚持了1天的Ivan没能成功，烟火谢幕了,但依然闪耀着。2004年9月16日6时，保持着完整环流的Ivan以 Cat3的飓风强度在美国阿拉巴马州Gulf Shores以西的Orange Beach登陆。登陆风力为120mph(110kts)，中心最低气压为943mb。烟火闪耀着最后的亮光，坠入美国广阔的中部平原。
    在西风槽的快速东移牵引及槽前斜压侵入的情况下，Ivan快速向西北移动并在17日凌晨在阿拉巴马州东北部减弱为热带低压。18日，Ivan开始变压，并在傍晚转换为温带气旋。继续东北移动。18日晚从弗吉尼亚州出海。就这样，最后一点烟火也从沿海的阿巴拉契亚山脉夜空中坠落了。

终章：顺时针的重生与结束

    上天总是喜欢怜惜。从18日夜晚开始，受上游频散影响，北美暖脊同向叠加增强，快速向东北北入并牵制了西风槽对Ivan的牵引合并。19日，暖平流在美国东北沿海地区切断了西风槽与Ivan的环流。残余的Ivan环流在暖脊的主导下南下。

图二十二：9月20日500hpa层面上开始南下的低压


    NCEP的850hpa风场显示，9月20-22日，受暖脊北抬影响，美国东部沿海有一股从西风急流分离出一片向南分量的东北风带。受益于平坦的美国中部地形，Ivan转化为温带气旋后也保留着完整的环流。因此借助这股风流，Ivan的残余环流快速南下。除此之外，Ivan的快速南下也有正在北上的·AL112004号热带风暴Jeanne的辐合流场的支援分量。
    烟火复活了，又一次地升上天空，再度闪耀在墨西哥湾。
    21日，Ivan完成了一个顺时针的大圈，在穿过了佛罗里达半岛后进入墨西哥湾。在进入墨西哥湾后，Ivan的CISK重建并具有了暖心系统。22日黄昏，在88.8°W，26.4°的墨西哥湾海域再度爆发。并重新向西北偏西移动。在同一天，NHC也在美国墨西哥湾西部沿海发布了热带风暴警报。得益于墨西哥湾的高SST及大陆暖高压南侧较弱的风切变，Ivan逐步加强。

图二十三：9月23日，第二次登陆美国的Ivan  VIS云图


    这是烟火的最后闪耀，也是烟火的完结。
当Ivan到达最后的巅峰时，它也走向了最后的路程。2004年9月23日12时，Ivan以60mph(50kts)，998mb的强度登陆美国的路易斯安那州的Cameron，并一直向西北移动。
    24日，烟火最终谢幕于德克萨斯州的内陆上空。



后记：

    烟火带来了光芒壮景，也给大地陷入了黑暗破坏。大西洋飓风Ivan的9月烟火洗礼，在其影响地区造成共计124人死亡和 205.1亿美元的经济损失。
    在美国，Ivan给美国第二大产棉区——乔治亚州带来了4.45英寸的暴雨，并对当地的棉花产区造成了一定的经济损失。并且袭扰了美国南部沿海产油地区。

引用论坛版主 太极武当 的资料：
    飓风Ivan共造成格林纳达，多米尼加，牙买加，美国，开曼，巴巴多斯等国124人死亡，而暴雨洪水，龙卷风也给美国南部造成严重损失，桥梁断裂，公路被毁，洪水泛滥，停水停电，给超过180万居民的生活造成影响，飓风Ivan给美国造成的财产损失超过71.1亿美元。而在加勒比地区，灾难同样让人印象深刻。

    巴巴多斯：超过176间房屋完全被毁，沿海公路被潮水冲断。
    开曼：95%的房屋和建筑物被毁。  
    古巴：屋顶被狂风吹掉，洪水冲毁了家园，农渔业损失惨重，泥石流吞掉了2个城镇。
    Grenada：至少80%的居民断电，超过14000间房屋被毁，80%的热带坚果树被大风连根拔起，一座17世纪的监狱受损，罪犯外逃。飓风Ivan是1955年飓风Janet以来给该地破最严重的飓风。
    牙买加：超过47000间房屋被毁。
    格林纳丁斯：50多间房屋完全被毁，其中2间被冲进大海，2/3的居民断电。
    多巴哥：20多个村庄夷为平地，至少45间房屋被毁。
    加勒比发展银行估计，飓风Ivan给加勒比地区造成的破坏超过30亿美元。

    第二年，世界气象组织飓风委员会将Ivan从飓风名中除去。Ivan永远定格在了历史的足迹上。至今，或许人们的心中还会看到，烟火闪耀在加勒比海和墨西哥湾上空的那幅壮景和曾经经历过的惨痛经历。
（全文完）


附录：
1. 以上文章采用时间皆为UTC标准时间。
2. 本文分析为个人分析，由于个人水平不高，如有分析错误请见谅。
3. 需要转载的请注明。
4. 感谢论坛版主Iceperple及老干部提供的一些资料。

yangzhe1997

不错不错，LZ，狂顶，建议加精

zhu

标题有Ljj风格
真的很好，写的既全面有有深度

还有图4的高层幅散卷云比较暴力。

ftp://eclipse.ncdc.noaa.gov/pub/ ... 4247NA10332-IVA.mpg
ivan全程云图

jiyixiu

太长了……

刑天舞干戚

写得好。分析透彻，理性见长