【现代气象】浅谈台风眼墙替换过程

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台风双眼墙结构和眼墙替换过程之浅谈

一、前言

2411号台风“摩羯”在9月6日16:20前后在海南省文昌市以超强台风级登陆，给琼粤两省带来强风雨。当时的中心附近最大风力17级以上（62m/s），中心最低气压915hPa。在当天早间，台风在登陆前曾一度发生第二次眼墙替换，人们纷纷担忧其强度可能进一步加强。

在此，对台风双眼墙结构和眼墙替换的普遍性特征和机制作出一些梳理与简述。

“摩羯”登陆前雷达图，可见其清晰结构

“摩羯”登陆

二、眼墙替换的过程与内部结构

在热带气旋中，最大风速半径位于一个由大量降水云组成的圆形区域，称为“眼墙”，它环绕着风暴相对平静的“眼”；在眼墙之外是螺旋形的对流云，称为“雨带”。约有80%的西北太平洋强台风在发展过程中可产生台风双眼墙结构（double eyewall）（又称同心眼墙），即在主眼墙（primary eyewall formation）外侧形成外眼墙（secondary eyewall formation）、二者间是盛行下沉气流的晴空区（moat区）。在形成双眼墙结构的时期，台风的最大风速半径显著外扩，主眼墙逐渐瓦解崩溃、台风强度受到抑制，但随着外眼墙向内收缩发展并替换主眼墙，台风强度再次加强（外眼墙形成-外眼墙的向内收缩-内眼墙的消亡和替换-新的替代眼墙），这就是一次眼墙替换过程（eyewall replacement cycle）。 也有Kuo等（2009）学者根据1997-2006年西北太平洋被动微波和最佳路径数据指出，大约57%的4级台风和72%的5级台风具有同心眼墙。

双眼墙结构图

1、眼墙替换的过程

具体而言，Willoughby等人在1982年、Sitkowski等人在2011年根据14个大西洋热带气旋分成了三个不同阶段：

（1）增强：始于眼墙替换的开始，结束于内部的风最大值达到峰值强度时。该阶段特点是内外风最大收缩和增强。在这一阶段，内部风速最大值平均增加7m/s，同时收缩7 km。最大风速增加约4 m/s，同时收缩15 km。当开始探测到外部风极大值时，内部风极大值迅速增强是很常见的。

（2）减弱：这阶段由内眼墙的峰值强度限制，外部风最大强度超过内眼墙强度。一般来说，最大外部风继续增强，并分别平均收缩10 m/s和28 km。内部风速最大值平均减少10 m/s，几乎没有收缩。

（3）再增强：外部风最大强度超过内部风最大强度并继续增强。当这种情况发生时，内部风最大值会衰减，最终在风眼中消失。一旦无法再检测到内部风最大值，替换就被认为已经完成，风暴将恢复为单一眼墙结构。在这一阶段，风暴的最大强度，即外围风的最大值，平均收缩12km，同时强度略高于2 m/s。

飓风Ivan亮温（2004.9.10 UTC 18:28，9.11 UTC 13:48，9.12 UTC 12:52）

眼墙替换的过程

2、内部结构

Houze等人通过飞机实测了飓风Rita在替换过程中的内部结构，提出了眼墙替换的飓风概念模型（请看下文示意图）。

热带气旋风眼有两层结构（请看湿度（A）和温度（B）剖面图）：低层潮湿，上方是干燥的下降气流，覆盖湿层的是沉降产生的稳定层；在强风暴中，覆盖在较低的潮湿混合层上的稳定层以“逆温”形式出现。——旧眼墙环流从眼墙外部和风眼内吸入近地表空气，风眼空气下沉以补偿空气进入眼墙的这种转移。在快速旋转的眼墙和更静止的眼区的界面处，湍流混合也是导致眼内下沉的原因。下沉使风眼内的空气变热变干，从而产生无云空洞。海洋表面附近强烈的湍流混合抵消了干燥，将水蒸气从温暖的海面向上转移，并在风眼的最低层保持高湿度。内眼内低压状态的低层空气更有效地从海洋中吸收能量，而且强风通常从眼墙向内延伸，将海面的水分带走。下层水分也是由海洋表面附近的空气维持，这些空气在下面流动，而不是向上进入眼墙。

眼墙替换期间的moat区，当困在新旧眼墙之间区域中的空气被迫下沉时，它呈现出风眼的动态行为，在此过程中变暖和变干——就像当来自环境的空气被原始眼墙包围并响应原始眼墙时，风眼本身动态地形成一样。

眼墙替换过程中的内部区域：双眼墙结构包括分隔两个相互作用的眼墙的晴空区。底部箭头表明两个眼壁都在向内收缩。云下垂直线的密度表示相对降水强度。细箭头表示空气相对于气旋的运动方向。虚线段表示部分中断的流动。海面上的小波浪箭头表示水蒸气从海面向上混合。宽箭头表示由眼壁加热和眼壁内缘动量混合引起的向下运动。阴影线区域是近地面潮湿层的顶部。

探空仪测量的相对湿度（A）和温度（B）剖面

2005.9.22 UTC 18:00-20飓风Rita结构的飞机观测数据

三、双眼墙形成和眼墙替换演变机理

关于双眼墙结构（SEF）（同心眼墙）的假说有多种，包括外部强迫和内部动力。例如，地形强迫可起到潜在的作用。天气尺度斜压涡旋，海表温度的局部扰动和高层急流等外部强迫可能会促进SEF。由于环境可能会有很大的不同，内部动态也可以发挥重要作用。涡旋Rossby波（VRWs）的传播机制指出VRWs在滞止半径附近与平均流相互作用，能量和角动量在滞止半径附近集中，形成SEF。β-skirt轴对称化（BSA）的动力学理论，进一步假设二次风最大值是由各向异性的高阶能量级联和对流产生的PV异常的轴对称化产生的。一旦主眼墙外的低空急流变得足够强，风引起的表面热交换等正反馈可以发挥作用，放大扰动到同心眼墙。与VRW停滞半径和BSA相关的机制可能协同工作。在涡动力学研究基础上，用轴对称化过程来解释SEF。在二维无辐散正压模式中，只要主涡足够强且两个涡足够接近，通过围绕主涡的弱涡度斑块的轴对称化可以形成同心涡度环。还有研究强调了对不平衡边界层响应，伴随着切向风的向外扩张，边界层内和边界层上方的超梯度风的产生可以触发由径向流入减速引起的边界层强辐合的狭窄区域。因此，边界层的不平衡响应在主眼墙外的狭窄超梯度风区中启动和维持深对流环中起着至关重要的作用。

此处主要引用国防科技大学/中国气象科学研究院的程小平老师等的总结，将双眼墙的形成和眼墙替换的因素和机制做了很详细的梳理与讨论。简言之，是“环境风垂直切变和高空槽/急流等大尺度环境场强迫、海气相互作用和台风涡旋内部热动力过程共同作用”，具体如下：

1、大尺度环境场

垂直风切变（Vertical Wind Share，VWS）。环境风垂直切变促使台风垂直结构的倾斜和非对称扰动的发展，许多研究已经证明较大的环境风垂直切变不利于台风增强。强VWS一般不利于外眼墙的形成，SEF一般发生在中等强度(6 m/s)的环境风垂直切变条件。环境风垂直切变破坏了外雨带加热引起的位涡组织化，进而不利于SEF形成，但不同强度的VWS，对双眼墙生成的影响程度也不相同。要谨慎利用轴对称理论解释SEF的形成。实际大气中也观测到一些强VWS环境下依旧存在双眼墙的台风，如飓风Bonnie(1998)。

高空西风急流。Dai等(2017)试验发现，当台风北部（~1500 km)出现中等强度(35 m/s）高空西风急流时(12 km高度)，在高空急流的大尺度出流场的动力强迫下，台风外围出现了非对称高层辐散场，为了满足质量守恒约束，低层空气被强迫抬升到高空并凝结，在台风西北象限持续产生非对称的层状云系。层云降水引起的低层非绝热冷却加大了大气低层的不稳定，促进台风外围新生对流的形成并发展为深对流，形成更加强盛的台风外雨带。但高空急流与台风间的距离大于2000 km时，将无法形成双眼墙。

2、内部动力学

涡旋Rossby波（Vortex Rossby Waves，VRWs）。台风雨带活动具有与罗斯贝波相似的扰动特征，VRWs的传播与涡度梯度密切相关。基于简单物理过程的理想试验，VRWs不会无限向外传播，会停留在台风某个半径处（停滞半径）；在波流相互作用下，VRWs的停滞半径附近存在能量积累，形成切向风的次大值区，有助于外雨带的形成甚至导致SEF形成。基于高分辨率和全物理过程的模式结果，VRWs活动可能不直接影响SEF，β-skirt轴对称机制认为，β-skirt区域中分散的对流产生的位势涡度异常导致外眼墙中的次极大风速。进一步指出，持续活跃的VRWs使β-skirt向外扩展，为外雨带中对流的轴对称化提供足够径向空间。利用VRWs理论解释SEF仍存在很多问题。

螺旋雨带非绝热加热的平衡动力响应。外眼墙形成过程中，台风螺旋雨带的非绝热加热主导，在轴对称平衡框架下，通过对持续性螺旋雨带非绝热加热作用的平衡动力响应（热成风平衡），边界层上部的切向风逐渐增大，边界层径向入流辐合也增大，促进了低层对流的发展和切向风径向外扩。如果加热时间足够长，非绝热加热作用、低层对流、边界层径向入流辐合及切向风加速之间形成正反馈作用，促进了外眼墙深对流和边界层切向风次级大值中心的发展，进而形成外眼墙。①动量强迫对外眼墙上升气流的贡献小于10%，且主要位于低层，而外眼墙的垂直上升运动主要是对外雨带非绝热加热的动力响应引起。②距台风中心不同位置雨带的影响不相同，内雨带（活跃在快速涡丝化区域）相比于外雨带（2~3倍最大风速半径以外），附近的加热效率更高，有利于潜热能转化为动能，加快切向风的外扩增强，促进SEF的形成。③螺旋雨带的非绝热加热强度要达到一定量级才能触发外眼墙的生成。④该机制是在轴对称框架下提出，无法解释台风双眼墙形成过程的螺旋雨带的非对称作用。

非对称层云雨带加热。外雨带对流中主要存在对流云和层状云两种云系：对流云系非绝热加热和垂直上升运动基本占据整个对流层；层云云系非绝热加热位于对流层中高层，低层由于层云降雨的蒸发冷却表现为非绝热冷却。①在由对流云与层云共同组成雨带复合体中，顺切变右侧主要以对流云(或对流胞体)结构为主，外雨带沿顺风方向移动，在切变左部区域形成大片层状云结构，复合体从上风段到下风段有明显的对流云到层云的转变，且具有明显的非对称特征。由于层云汇聚在雨带复合体的下风末端较小范围内，雨带复合体末端的层状云有可能与涡旋环流发生剧烈相互作用，并且在SEF早期可能比上风段的对流云(对流胞体)发挥更重要的作用。②非对称层云加热(或层云降水冷却)对外眼墙形成早期的触发机制：非对称层云加热作用引起的下沉入流，从对流中层持续不断地向下注入边界层，使边界层内径向速度梯度增大，产生辐合上升运动；还会产生超梯度风，并在下风处产生径向运动辐合，增强外眼墙处的上升运动，持续的上升运动可能是SEF早期的触发原因。Tyner等很多学者认为指出这种非对称层云作用是一种“自上而下”的过程，SEF是通过“由上向下”传播方式形成。虽然SEF的对称和非对称理论解释存在差异，但两者都认为台风最大风速半径外围的雨带非绝热加热起到了关键作用。

外眼壁发展的两个阶段的雨带和眼壁结构平面示意图：（a）早期阶段，出现单一眼壁和螺旋雨带复合体;（B）后期阶段，发展环形外眼壁对流。

外眼壁发育早期DL象限层状雨带内运动学的横截面示意图。细箭头是涡旋尺度边界层入流，实线宽箭头表示伴随层云雨带的运动，MDI发生在潜热冷却区域且具有负浮力(B＜0)，在MDI末端，激发出对流上升运动，沿着MDI内侧，空气辐合且向上加速运动。白色圆环区域表示发展中的切向风急流区(VT)，即外眼墙生成的位置。

边界层非平衡动力学。该机制认为，外围切向风的增强与边界层内流增强使绝对角动量向内输送有关。当边界层内的内流足够强以致能够弥补因摩擦造成的损耗时，动量辐合会使切向风得到快速的增强，空气质点在经过具有超梯度风的区域时会受到向外的超梯度力的作用而减速并产生辐合，因此会在主眼墙外产生上升气流，在热力和动力条件满足时，该上升运动可能会引发持续的对流发展，甚至外眼墙的形成。还有试验表明，在缺少环境背景流的前提下，即使不考虑边界层物理过程，非对称雨带的潜热加热也可以形成台风双眼墙；并且通过边界层超梯度风诊断分析表明，双眼墙主要是对非对称螺旋雨带凝结加热的动力响应而产生，当加热率减小到5 K/h时，将不产生外眼墙，这表明外雨带加热率的大小决定了SEF是否能形成。需注意，边界层非平衡动力机制强调的是切向风外扩过程中边界层的非平衡响应，但该机制无法解释为什么切向风在SEF之前会发生向外扩张，同样，该机制是建立在轴对称框架，也无法解释双眼墙形成过程中非对称螺旋雨带的作用。

3、海气相互作用

风致海表热交换机制。台风边界层内除了携带自身水汽外，台风强风加大了海气热通量的上传，海表热通量又为台风加强提供了能量，这样通过一系列正反馈过程使台风得以维持和发展.观测资料都显示在SEF过程中边界层切向风都将外扩增强，随着海面切向风速增大，必然加大了海气间热通量的向上传输，通过WISHE机制导致双眼墙形成。

三维海洋响应的反馈作用。观测表明，台风强风条件下海洋响应十分剧烈，对SEF过程前后24小时内的海洋热容量(Ocean Heat Content，OHC)统计分析发现，OHC从88 kJ/cm2降低为53 kJ/cm2左右，降幅达39%，以往研究表明OHC对台风获得的海气热通量有显著影响，是决定台风强度的重要因素。当考虑海洋响应对台风双眼墙的反馈作用时，一方面，海洋冷却主要由内眼墙强风引起，伴随内眼墙的冷尾流，减小海气热通量，减弱了外雨带的潜热加热作用，不利于外雨带对流的发展，外雨带需要更长时间从海洋获取能量，并累积到满足外眼墙形成的潜热加热条件。另一方面，与冷尾流相伴的稳定边界层有利于moat区形成和加宽，对向内发展的外雨带对流产生了阻挡作用，使得外雨带与主眼墙的分离，可能在更大半径位置形成外眼墙。在这两种海洋冷尾流反馈作用下，外眼墙将需要更长时间并在更大半径位置形成，具体形成位置和形成时间与台风(主眼墙)的强度、大小和移动速度有关。

四、西北太平洋台风的典型双眼墙和/或眼墙替换案例

（请见下一页）

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（续前文）

四、西北太平洋台风的典型双眼墙和眼墙替换案例

1、杜苏芮（2305）

外眼墙形成、双眼墙维持和眼墙替换过程，可进一步划分为三个后续阶段。

第一阶段，SEF阶段，外眼墙形成，表现出与内眼墙不同心的特征。路径在其向前平移方向和速度上都显示出明显的振荡，平移速度不均匀，在径向分布上伴随着两个风速极大值中心，半径在当时都有所收缩，从公报分析和客观估计的TC强度有减弱的趋势。西南方向的垂直风切变约为8 m/s，有利的对流位于下切变象限；距台风中心200 km处的深对流发展十分活跃，尤其是下切变方向延伸到400km处，台风结构具有明显的不对称性。

第二阶段，眼墙维持（CEM）阶段，内外眼墙的几何中心重合，开始了一个快速增强过程，向前平移速度加快、内外眼墙都进一步收缩。moat区宽度约为80 km。UTC 7月27日早上6点后，西南风垂直切变降至6m/s。由于外部眼壁的轴对称性，台风外围对流减弱，特别是在200 km以外的双眼壁维持阶段。分散的对流很难组织起来，螺旋雨带和外眼墙之间有一个清晰的边界（下图）。接近南海时，从其路径附近的浮标和岛屿站进行的现场风和SLP观测捕获了其通过期间的MSW、最小SLP和高风速。进入台湾海峡，垂直风切变由南向转为东南向；台湾岛和福建南部的地形使热带气旋西北侧和东部的深对流减弱，气旋具有明显的波数不对称性，下切变外围的螺旋雨带重新组织起来。

第三阶段，眼墙替换（ERC）阶段，内眼墙的不对称性增加，外眼墙逐渐收缩，而内眼墙逐渐消散，直到在登陆前完成替换。加上离岸下垫面地形影响，强度迅速减弱。

微波亮温（K）

(a)海表温度和路径，(b-f)2023.7.27 UTC 03:00~7.28 UTC 18:00，S1-5观测到的阵风（黑色）和SLP（海表面气压，蓝色）

2、轩岚诺（2211）

路径与FY-4A可见光影像

发生了两个外眼壁形成（SEF）。

第一次SEF。发生在台风达到最大强度的时间附近，在切变诱导的非对称螺旋雨带发展之后，其内部动力学似乎主导了SEF过程。垂直风切变的增加导致在风暴的下切变半部分产生不对称螺旋雨带，以及中等环境风切变的稳定演变可能有助于在相对较长的时间内维持同心结构。

第二次SEF。一个热带低气压与台风合并后，其内核规模和外核环流持续增大，导致第二次SEF生成，外部和内部动力共同作用。在中等垂直风切变下，同心眼壁结构维持了约84 h。

SEF1、CE1阶段亮温

SEF2、CE2阶段亮温

3、利奇马（1909）

具有典型的双眼墙结构并且长期维持，但不能归为发生典型眼墙替换过程的台风。

第一，双眼墙结构维持型台风。内眼墙未被外眼墙所取代，双眼墙共存35小时。内外眼墙间隔较宽，外眼墙直径约为120~150 km，12小时后显著收缩，直径约70~80 km；强度较强的内眼墙直径约20~30 km，强度和尺度变化不显著。

第二，双眼墙结构在2019年8月8日06:00形成、次日17:00消失，内外眼墙始终共存。8日00:00为单眼结构、两条螺旋云带；03:00，外眼墙环流开始组织，螺旋云带已脱离内眼墙并与外眼墙相接、出现moat区；06:00，两个眼墙间的云量更少，外眼墙基本闭合完整，双眼墙结构形成。同心眼墙形成初期，台风中低层的动力结构稳定、整体惯性稳定度较高，外眼墙在12:00基本对称。外眼墙有明显的切向风次级大值中心，边界层的强入流中心和强盛的上升运动，但未持续增强和收缩，2019年8月8日15:00~18:00存在明显减弱且具有非对称结构。随着台风逐渐靠近陆地，8月9日06:00后内、外眼墙均明显减弱，17:00登陆后双眼墙结构完全消失。

第三，外眼墙非对称结构和特殊次级环流分布是长期维持双眼墙结构的重要原因。偏高的海温和环境湿度提供了良好的热力条件，内外眼墙次级环流之间的相互作用不显著，外眼墙处非绝热加热引起的下沉运动发生在内眼的眼心，不能抑制内眼墙的上升运动；强垂直风切变下的非对称的外眼墙不能持续增强收缩并取代内眼墙。

观测与模拟路径、最大风速MWS、最大海平面气压MSLP

2019.8.9 UTC 6:00, UTC 12:00 雷达和卫星亮温

（接下页）

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（续前文）

四、西北太平洋台风的典型双眼墙和眼墙替换案例

4、潭美（1824）

路径、中心气压和最大风速

潭美在2018年9月25日UTC 00:00左右生成外眼墙后，显示出双眼墙结构，并且结构在20小时内基本不变。在25日晚至27日早些时候的时段内经历了眼墙替换，内眼墙在此期间逐渐衰退：26日微波图像中的内眼墙对流变得更加减弱（下图d和e），但估计的强度基本保持不变（上图b），内核中具有波数为2的结构的不对称晴空区（moat）。同心眼墙增加了风暴规模与降水范围。

眼墙替换期间（图b、c有双眼墙）潭美的微波卫星亮温

Tsujino等人发现：表面摩擦在轴对称过程中对内核旋转减慢的贡献占主导地位。根据尺度分析和观测，内眼墙耗散过程中，下投式探空仪测得的切向风场的演变与卫星测得的切向风场一致。估计的切向风随内核半径的增加而增加。9月25日 UTC00:00，最大值为50 m/s，半径30 km，内眼墙活跃。25至27日，由于内眼墙正在衰减，切向风速在30km半径处降至20m/s，这与半径30~80km的moat区相当。角动量在内核中减小（下图d），内眼墙角动量减少表明与低层气流相关的角动量向内输送被切断。与切向风的减少相一致的是，在内眼墙耗散期间，内眼墙内的卫星导出的垂直涡度也从1.44×10^(−3) s^(−1)减少到2×10^(−3) s^(−1)。

（a）云顶高度和亮温的方位平均值的径向-时间截面，（B）切向风，（c）相对涡度的垂直分量，（d）绝对角动量

卫星观测的台风周围相对涡度

5、山竹（1822）

山竹路径

属于非常规的岛屿诱导眼墙替换（数值试验）。与一般的强台风眼墙替换周期不同，山竹的原始眼墙破裂先于新眼墙形成。

①模拟的热带气旋原始眼墙的半径约为50公里，当接近吕宋岛时（9月14日 UTC 10:00-14:00），虽然风暴正面的眼墙反射率明显减弱，但风眼大小没有变化。②登陆后，风眼迅速被对流充满（14日 UTC 16:00）。在陆地上空，原有眼墙的对流大大减弱，表明原有眼墙已部分瓦解，沿山脉观察到高反射率表明这些地区的地形抬升很强。随着模拟的热带气旋进一步向内陆移动，与原始眼墙相关的对流变得难以辨认（14日 UTC 18:00），东部海岸的地形抬升减弱（14日 UTC 20:00）。经过吕宋岛期间，洋面和强烈隆起地区的外围雨带对流仍然很强，而风暴内核的对流则不断减弱并最终消散。③进入南海时（15日 UTC 00:00），外部雨带较强，内核对流有限。台风在14日 UTC 18:00原始眼墙完全崩溃后缺乏眼墙，直到15日 UTC 04:00，一个更大的新眼墙在距风暴中心150-200km处形成，比原来的眼墙大三倍。

敏感性实验结果表明，眼墙替换是由吕宋岛的陆地和地形触发，引起不平衡的边界层动力学的新眼墙的形成：岛屿地形破坏原有的眼墙，但也为新的大眼墙的形成；一旦岛屿地形或陆块被移除，眼墙替换过程就不会发生。在轴对称框架中，首次证明了新眼墙形成之前发生了以下过程：①由于径向压力梯度和切向风之间的不同减弱率，在登陆后边界层（BL）流入区域中向外指向的重力增加，②边界层减速区的产生，③当山竹重新进入海洋时，在新眼墙区域内的边界层流入减速的局部加强，遵循不平衡动力路径的加速框架，④边界层辐合和抬升的加强，引发并维持了新眼墙的深对流。总之，岛屿陆块和地形及其与登陆台风的相互作用而引起的外部强迫，可引起突然的眼墙变化。

台风山竹（2018）红外影像，（a）9月14日UTC1330 和（B）9月15日UTC1630

天气研究及预报模式模拟（a）最低海平面气压（hPa）及（B）10米最高风速

6km高度控制实验的模拟雷达反射率

6、梅花（1109）

台风路径与最大风速

超强台风梅花生命史12天（2011年7月28 日~8月9日），路径经历由北-西-北-东北的转变，登陆朝鲜后进入我国并在吉林减弱消失，经历三次双眼墙生消阶段：7月31日 UTC 07:00~8月1日 UTC 22:00、2日 UTC 16:00~ UTC 22:00、4日 UTC 11:00~ UTC 16:00。

第一次，双眼墙生消周期39 h，内、外眼墙直径分别约为 20、110km，厚15、20km，moat区宽20km。结构形成前的7月31日UTC 2:00最大风速达到 55 m/s，最低气压925 hPa。从7月31日结构形成到外眼墙环流完成对称化共34小时，从对称化外眼墙到双眼墙结构消失用5小时，主体环流的非对称状态与台风南侧和东北侧先后出现的强对流云团有关。8月1日 UTC 6:00随着台风南侧对流系统减弱，其东北侧对流系统开始发展，UTC 17:00对流系统强度最强，最强处云顶亮温小于-80℃。UTC 17:00后，随着东北侧强对流系统逐渐远离，其对台风主体的影响减弱，此时的台风双眼墙结构较对称。1日 UTC 22:00，双眼墙结构消亡，外眼墙收缩至约 80 km，眼墙厚约 30 km，眼区直径约 50 km，此后台风由北向转为西北向。

第一次眼墙替换微波影像亮温

第一次眼墙替换期间台风降雨率的空间结构（左图）

第二次，周期约5h。双眼墙结构形成时外眼墙环流对称，因此持续时间较短。台风在此前的主体螺旋云带为两条，随着台风环流收缩，两条螺旋云带相互作用并融合成一条“9”字型螺旋云带，此后由北行转向西偏北行，云带开始与内眼墙脱离并与其南侧首尾相连，组织外眼墙环流。8月2日 UTC 16:00双眼墙形成，内、外眼墙直径60、170 km，宽度20、30 km，moat区宽30 km。UTC 22:00内眼消失，外眼墙收缩至 160 km，厚40 km，眼区直径120 km。

第三次，周期5h。同样是双眼墙结构形成时外眼墙环流对称，因此持续时间短。双眼墙结构形成时内外眼墙直径140、300 km，宽20、40 km，moat区宽50 km。8月4日UTC 8:00主螺旋云带为“6”字型，其云带南和北侧的对流发展旺盛，西南暖湿气流能量来源被切断。UTC 9:00~12:00，螺旋云带南侧和北侧渐渐连通，形成明显的双眼墙结构；内眼墙对流较弱，同时外眼墙的东侧存在断裂带。此后内外眼墙对流减弱，UTC 16:00双眼墙环流最终演变为“9”字型螺旋云带。该轮双眼墙结构消亡后，台风强度不足以再支持台风眼形成，因此未产生第四次双眼墙结构。

第二次眼墙替换微波影像亮温

第三次眼墙替换微波影像亮温

(a)8月2日 UTC 04:29台风中心（135.0° E，22.58 °N）与环境温差的纬向垂直剖面。(b)点划线表示暖心强度（左纵坐标），黑色点划线表示三次眼墙替换期间的ADT强度估计

（The End）

参考文献：

• 程小平, 费建芳, 李湘成, 黄小刚, 杨雯. 2021. 台风双眼墙形成及眼墙替换过程的研究进展. 地球物理学报, 64(6): 1857-1868, doi: 10.6038/cjg2021O0388
• 刘涛, 端义宏, 冯佳宁, 等. 台风利奇马(1909)双眼墙特征及长时间维持机制. 应用气象学报, 2021, 32(3): 289-301. DOI:  10.11898/1001-7313.20210303.
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