一個熱帶擾動在2018年9月4日在國際換日線附近形成,美國聯合颱風警報中心(下稱JTWC)給予編號99W。99W初時的發展比較緩慢,而且結構比較鬆散。直至9月6日,從衛星雲圖可見有一個組織較差的低層環流伴隨深層對流發展,較鬆散的螺旋雨帶正在建立並且捲入低層環流。當時99W所身處的位置的垂直風切變微弱,海面溫度達到攝氏28至30度,有利99W的進一步發展。因此JTWC當時評估99W在未來24小時內增強成熱帶氣旋的機會為低(LOW),並於同日晚上將評級提升至中(MEDIUM)。當時的電腦模式亦普遍同意99W未來數天會繼續向西移動並且有明顯的增強趨勢。
圖1. 9月6日的衛星雲圖,當時山竹仍然為一熱帶擾動。
隨著99W的進一步發展,JTWC在9月7日凌晨時份對99W發出熱帶氣旋形成警報(TCFA),表示預計99W在未來24小時增強為熱帶氣旋的機會為高。同日上午,JTWC將99W升格為熱帶低氣壓,編號26W。而日本氣象廳則在當日中午對26W發出烈風警報(GW)。當時26W正在快速發展,雖然對流較薄弱及鬆散,但其螺旋性良好並覆蓋低層環流。大氣環境方面,26W附近的垂直風切變微弱,並且有一道強勁的流出通道連接位於西北面的熱帶對流層高層槽(TUTT),有利於26W的發展。日本氣象廳在當晚率先將26W升格為熱帶風暴,並命名為山竹,國際編號1822。當晚山竹的環流進一步整合,其螺旋雨帶覆蓋低層環流中心(LLCC)。山竹的強度亦有所增強,其中心附近的最高持續風速達每小時55公里。路徑方面,當時山竹沿副熱帶高壓南側的偏東氣流向偏西方向移動,橫過西北太平洋。當時大部份機構均預測山竹的強度會比較強烈,有可能達至超級颱風強度。
圖2. 9月7日的衛星雲圖,當時山竹剛被命名。
9月8日,山竹進一步增強,JTWC及中國中央氣象台在當日上午將山竹升格為熱帶風暴,當時山竹中心附近最高持續風速為每小時65公里。山竹繼續爆發深層對流並且覆蓋其低層環流中心,而且該區的垂直風切變微弱,熱帶對流層高空槽(TUTT)為山竹帶來良好輻散有助發展,因此各氣象機構以及電腦模式均支持山竹會增強至超級颱風強度。在當日晚上,山竹進一步增強,發展出一個中心密集雲團(CDO),而且中心附近持續爆發出深層對流。
圖3. 9月8日晚上的衛星雲圖,當時山竹結構進一步改善。
9月9日,因應山竹的進一步增強,中國中央氣象台以及日本氣象廳在凌晨將山竹升格為強烈熱帶風暴。當時山竹繼續受副熱帶高壓的引導,向偏西方向移動。當時預計,副熱帶高壓的勢力會在隨後時間進一步加強,令山竹的路徑出現偏南份量。而大部份機構的預測均排除了山竹轉向的可能性,登陸點以台灣至廣東西部為主。當時的大氣環境方面,山竹所處洋面的垂直風切變依然微弱,並且有強烈的極向流出通道。另外,海水溫度以及海洋潛熱等因素均有利山竹出現快速增強。由於山竹受惠於相當不俗的大氣環境之中,因此強度不斷上升,多個氣象機構都在當日上午將山竹升格為颱風。從衛星雲圖可見山竹的緊密螺旋雲帶正在捲出一個雲捲風眼。然而,在當日下午,山竹將部份乾空氣捲進其中心,乾空氣稍為破壞了山竹的對流及組織,限制了山竹當時的增強速度。當時山竹中心附近最高持續風速約為每小時130公里。
圖4. 9月9日下午的衛星雲圖,增強為颱風的山竹正在發展雲捲風眼。
9月10日,山竹沿副熱帶高壓採取較快速度向西或西南偏西移動,橫過西北太平洋。當日山竹緩慢發展,並發展出一個尚未成熟的風眼。而香港天文台在山竹尚未進入其負責範圍時便發出山竹的熱帶氣旋路徑圖以及概率預報,當時天文台評估山竹為一颱風。另外,根據德沃夏克衛星雲圖分析法(下稱德法分析)分析得出的數值顯示,山竹在當晚的T-數值達到5.5,所對應的十分鐘平均風速為每小時175公里。因此評估山竹達強烈颱風強度。香港天文台以及中國中央氣象台在當天晚上將山竹升格為強颱風。
圖5. 9月10日增強為強烈颱風的山竹。值得一提的是當時山竹的環流仍然細小緊密。
9月11日,山竹出現急劇增強,其結構變得相當對稱,螺旋雨帶被捲入中心附近,其風眼清晰可見。當日上午山竹的T-數值達到6.0,所對應的風速約為每小時200公里(十分鐘平均)。另外山竹所處海域的垂直風切變微弱、有良好的雙管道輻散、海水溫度加上主要受惠於其西北面以及東面的兩道熱帶對流層高空槽(TUTT),山竹之極向流出有所加強,有利山竹出現爆發性增強,因此香港天文台將山竹升格為超強颱風。JTWC亦在當日下午將山竹升格為超級颱風,山竹的T-數值在下午達到7.0,JTWC評定強度達每小時260公里(一分鐘平均風速),為2018年最強熱帶氣旋。天文台則上調山竹強度至每小時220公里。
圖6. 9月11日增強為超級颱風的山竹。
9月12日至13日,山竹維持五級颶風強度,並出現了雙重眼壁結構,代表山竹進入眼壁替換週期。良好的大氣環境有利山竹維持五級強度。路徑方面,山竹繼續沿副熱帶高壓南面的偏東氣流引導向偏西路徑移動。由於山竹持續向西甚至西南偏西移動,導致部份氣象機構將山竹的路徑向西調整,一度將登陸點由原先的珠江口一帶西調至廣東西部至雷州半島一帶。
圖7. 9月13日山竹出現雙重眼壁結構,同時可見山竹的環流非常廣闊。
9月14日,副熱帶高壓在山竹的東面向南伸展,導致山竹在14日凌晨開始採取較為偏北的方向移動,並維持一段較長時間。各大氣象機構則隨即稍為向北調整山竹的預測路徑。山竹維持強度,中心附近最高持續風速為每小時240公里。當日下午至晚上,山竹移近呂宋以東海域,受惠於該海域的高水溫及充足的海水潛熱,山竹在當日晚上接近呂宋沿岸時出現爆發性增強,圍繞眼壁附近的雨帶出現雷暴活動。天文台評估山竹在呂宋北部登陸前的中心附近最高持續風速為每小時250公里,強度達至巔峰。
圖8. 9月15日凌晨達到巔峰強度的山竹。中心附近最高持續風速達每小時250公里。
9月15日凌晨,山竹以巔峰強度在菲律賓呂宋島卡加延省巴高附近登陸,由於山竹的結構十分完整,風眼在登陸呂宋後未有立即消失,反而在陸上維持了一段時間風眼結構才開始崩解。由於受到地形影響,山竹在橫過呂宋期間採取較為偏西的路徑。當日早上,山竹在呂宋西部出海,進入南海北部,強度受呂宋地型影響而有所減弱,但仍然維持超級颱風強度。中心附近最高持續風速為每小時195公里。山竹出海後環流重整,發展出一個雲捲風眼。另外,山竹的移速加快至時速30至35公里,向西北偏西移動,逼近珠江口以西一帶。
9月16日早上,由於南海北部的海水表面溫度以及海水潛熱均不及菲律賓以東海域,因此山竹稍為減弱為一個強烈颱風,但其環流仍然廣闊,風勢依然猛烈,中心附近最高持續風速仍達每小時175公里。而山竹繼續穩定地移向珠江口以西一帶,並於當日日落前在廣東台山附近登陸。山竹登陸後受地型影響開始減弱,在晚上減弱為強烈熱帶風暴,再於9月17日減弱為低壓區並逐漸消散。
圖9. 橫過呂宋後的山竹。雖然結構被地型破壞,但環流仍然廣闊,風勢依然猛烈。
圖10. 位於珠江口以南海域的山竹,即將在珠海至台山登陸。