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9月3日，由于高压脊在逐渐逼近的低压槽影响下减弱，台风略朝北面转向并开始逐渐弱化。日本气象厅认为彩蝶的风速此后长时间稳定在每小时160公里。9月5日，风暴从日本南部近海大东群岛和大隅群岛的南大东岛与屋久岛附近经过。联合台风警报中心推测，气旋强度在此期间有小幅回升，达到风速每小时215公里的第二波强度高峰。转向正北后，彩蝶先从鹿儿岛县出水郡经过，再于UTC9月6日14时从长崎县谏早市附近登陆。此后不久，风暴进入日本海。受堪察加半岛上空的低气压区影响，台风转向东北进入中纬度气流。UTC9月6日下午18点，联合台风警报中心宣布台风已转变成温带气旋并停止发布公告，但日本气象厅仍在继续追踪。次日，彩蝶经北海道北部进入鄂霍次克海。9月8日，日本气象厅宣布还在继续东进的风暴已转变成温带气旋，再于9月10日在阿留申群岛以南逐渐消散。气旋残留减弱后继续移动，最终于9月12日进入阿拉斯加州西南部上空。