1209號臺風“蘇拉”對福建暴雨落區的影響

黃鑫　郭羽翔　龔成龍　姜建萍　詹媛

摘 要：根據2012年第9號臺風“蘇拉”登陸后環流形勢的演變和臺風中心附近渦度場、散度場等物理量場的變化特征，對臺風“蘇拉”造成閩西地區暴雨的原因進行了分析。結果表明，臺風“蘇拉”登陸福建省后，因受大陸高壓南落的影響緩慢西行，在福建省內滯留時間較長，且臺風結構出現了明顯的南傾。這是影響臺風登陸后，其路徑南側閩西地區產生強降水的重要原因。此外，分析臺風登陸福建省后的物理量場后得知，臺風的高能區和不穩定區位于閩西地區，為該地區的強降水提供了有利條件。

關鍵詞：臺風“蘇拉”；物理量場；大陸高壓；散度場

中圖分類號：P444 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0144-03

我國是受臺風影響最嚴重的國家之一。為了減輕臺風給我國帶來的損失，幾十年以來，在提高臺風預報的準確性方面，氣象專家做了大量的研究，并取得了一定的成果。臺風往往會給其經過區域帶來強降水，但強降水也有大小之分，即暴雨落區的問題。臺風登陸后其強度變化對內陸地區降水落區的影響非常大。準確的臺風路徑和大降水落區情報對防御洪災側重點的規劃起著關鍵性作用，可以將人民群眾的生命、財產損失降至最低。

“蘇拉”是2012年第一個登陸福建省的臺風。“蘇拉”在登陸臺灣省前已達到強臺風級別，二次登陸后，保持著熱帶風暴的強度穿過福建省北部，直至進入江西境內才減弱為熱帶低壓。“蘇拉”登陸后，給閩、贛一帶帶來了強降水天氣。本文對本次臺風暴雨落區進行了分析，為今后此類臺風暴雨的落區、量級預報提供參考、依據，以提高今后臺風暴雨預報的準確性。

1 “蘇拉”概況

1209號臺風“蘇拉”于2012-07-28T08：00在菲律賓馬尼拉以東約630 km的西北太平洋洋面上生成，生成后不斷向西北方向移動，于2012-07-30下午加強為臺風，2012-08-01T22：00加強為強臺風，并于2012-08-02T03：15在臺灣省花蓮市秀林鄉沿海登陸。登陸時，中心附近最大風力為14級（42 m/s）。登陸后的“蘇拉”很快減弱為臺風，于2012-08-03T00：00減弱為強熱帶風暴，并于2012-08-03T06：50在福建省福鼎市秦嶼鎮沿海二次登陸，登陸后向西北偏西方向移動，深入福建省；于2012-08-03T10：00減弱為熱帶風暴，穿過福建省北部；于2012-08-03T19：00進入江西省境內，并于2012-08-03T21：00減弱為熱帶低壓，停止編號。1209號臺風“蘇拉”的移動路徑如圖1所示。

臺風“蘇拉”強度強、移速慢、路徑曲折，給福建省的多數地區帶來了時間長、強度大的降雨天氣。因其登陸后仍然移動緩慢，造成其對內陸的影響時間較長。福建省北部的局部區域和西部的大部分區域出現了暴雨到大暴雨，其中，少數鄉鎮出現了特大暴雨的嚴重災害性天氣。氣象部門統計了2012-08-03T08：00—2012-08-04T08：00的累計雨量，在這24 h內，福建省共有834個站點的降雨量超過50 mm（本站23個），其中，323個站點超過100 mm（本站14個），2個站點的日降雨量超過250 mm（武夷山、黃崗山為355 mm，連城、珠地為266 mm）。從日雨量分布圖（如圖2所示）上看，大部分強降水分布在臺風路徑左側，而臺風中心附近的降水偏弱，僅在閩東北和南平市北部的小范圍區域內出現。

2 環流形勢對臺風暴雨的影響

分析了500 hPa的高度場后可知，“蘇拉”登陸后，584線西伸，在“蘇拉”北側形成了帶狀高壓系統。該帶狀高壓系統南側在東北氣流的推動下，使“蘇拉”在登陸后向偏西方向移動。在“蘇拉”登陸后，高壓帶從大陸中心向西南地區南落，在一定程度上對“蘇拉”的西行起到了阻礙作用，導致在2012-08-03夜間，“蘇拉”的中心在福建省北部地區滯留，使暴雨落區的降水持續了較長時間。

分析了850 hPa的形勢場后可以看到，在2012-08-03—04，“蘇拉”北側的倒槽始終穩定在福建省北部地區，臺風系統少動。臺風東北側的東南急流帶位于浙江省中北部沿海一帶。東南急流帶是臺風暴雨區的主要水汽通道和能量通道。急流最大風速中心的前方往往有明顯的水汽輻合或強上升運動，而本次臺風的東南急流位置偏北，其前方并非臺風中心所在的福建省北部地區，并未給該地區提供強降水的發生條件。由于急流軸左前方是正切變渦度區，極有利于對流活動的產生，所以，位于本次臺風東南急流軸左前方的福建省西部地區有充分的對流活動條件。此外，因東路冷空氣南下的影響，我國從東北地區至臺風西側的西南地區均被偏北風控制。南下的冷空氣與暖濕的東南氣流在臺風區域左側交匯，大大增強了該區域（福建省西部）的對流不穩定因素，促使臺風帶來的降水維持并發展。

3 臺風暴雨的診斷分析

3.1 結構特征對暴雨落區的影響

根據臺風中心風垂直剖面圖（如圖3所示）可知，2012-08-02 T00：00臺風登陸臺灣省后，其中心從低層逐漸轉變為高層的南傾結構；2012-08-03T08：00“蘇拉”登陸福建省后，850 hPa以上為西南風，500～850 hPa被偏北風控制，南傾更加明顯。對應分析渦度剖面圖（如圖4所示），在2012-08-03T08：00，400 hPa以下的正渦度中心位于“蘇拉”中心的北側，且基本保持垂直；2012-08-03T20：00，正渦度中心明顯南傾，已南傾至“蘇拉”中心的南側，中心南側的渦度中心隨高度的增加而明顯南傾，傾斜度隨高度的增加而增加。綜上所述，臺風在登陸福建省后有著明顯的南傾結構。

T20：00沿116.9°E（b）經臺風中心的渦度經向剖面

分析環流形勢（如圖5所示）后得知，造成臺風南傾的原因主要是大陸高壓對臺風登陸后的影響作用：自2012-08-03 T08：00“蘇拉”登陸至2012-08-04T08：00，大陸高壓位于湖南省、湖北省一帶穩定少動。因大陸高壓和臺風相對位置的影響，臺風受到大陸高壓南側的東北氣流作用，導致臺風登陸后路徑南落，且其中心從低層到高層逐漸向南傾斜。

“蘇拉”登陸后，因其結構南傾，臺風路徑南側850 hPa及以下為西南氣流，對應上空500～850 hPa為偏北氣流。低層渦旋南側偏南的氣流將南部的暖濕空氣向北輸送，而高層的偏北氣流引導高層的干冷空氣南下，與低層的西南暖濕氣流交匯，加強了大氣層結構的不穩定，促進了對流的發展和維持，給位于臺風路徑南側的閩西地區強降水提供了有利條件。

3.2 水汽條件

充足的水汽供應是產生暴雨的必要條件，同時，水汽凝結釋放的潛熱也是臺風維持的主要能量來源之一。前文已說明，臺風東北側的東南急流給暴雨落區輸送了充分的水汽。下面對幾個能表示水汽條件的物理量進行分析。

在分析了“蘇拉”登陸前、后的相對濕度場后得出，福建省上空500 hPa以下大部分區域的相對濕度維持在90%以上，濕層厚，水汽含量充足，為暴雨提供了充足的水汽供應。

在分析了水汽通量散度場后得出：從850 hPa水汽通量看，2012-08-03T08：00臺風登陸后不久，水汽通量輻合區主要分布在福建省的北部地區，中心位于福建省北部的寧德市與南平市的交界處，強度為-1.5×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；在臺風西行的過程中，850 hPa水汽通量輻合區始終維持在臺風路徑的左側并往西南方向移動，至2012-08-03T20：00，輻合中心移至南平市與三明市的交界處，中心強度達到-2.0×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；2012-08-04T03：00—2012-08-04T08：00，福建省西部地區一直處于水汽通量輻合區內，輻合中心位于三明市、龍巖市一帶。輻合區在2012-08-03夜間至2012-08-04T08：00基本維持在福建省西部地區，為該時段內該地區強降水的產生和維持起到了積極作用。同時，隨著2012-08-03T20：00以后的水汽通量輻合區往西南方向移動，閩北地區從水汽通量輻合區轉為輻散區，阻礙了閩北地區產生強降水天氣。

3.3 大氣穩定度和能量分析

選取2012-08-03T08：00—2012-08-04T08：00的若干物理量資料，分析了該時段內福建省的大氣穩定度和能量。

通過分析得知：福建省西部和南部的Si指數一直為負值；2012-08-03T08：00—2012-08-03T20：00，福建省西部和南部地區的K指數一直≥40 ℃，2012-08-08T04：00，該地區的K指數≥36 ℃，K指數的強中心始終維持在福建省的西部和南部地區。由此表明，閩西南地區的大氣層結一直處于不穩定的狀態，當適當的觸發機制出現，即可產生對流發展。

在分析了“蘇拉”登陸后850 hPa假相當位溫（如圖6所示）θse的分布后得知：2012-08-03T14：00，高能區中心位于江西省東部，閩北至閩西地區處于θse≥348 K的高能區內；2012-08-03T20：00，θse的極值中心南落至福建省三明市西部，之后一直維持在福建省西部至江西省南部地區，同時，位于臺風路徑北側的閩北地區的不穩定能量減弱；2012-08-04T02：00，高能區中心繼續南落，閩北地區的不穩定能量繼續減弱，θse值已基本<348 K。由此可見，在“蘇拉”的西移過程中，渦旋高度隨南傾的程度加大而不斷加大，高能區南落，導致臺風中心南側閩西地區的高能量持續時間長、范圍廣，有利于該地區強降水的產生和維持。

“蘇拉”登陸后，因其結構南傾，臺風路徑南側850 hPa及以下為西南氣流，對應上空500～850 hPa為偏北氣流。低層渦旋南側偏南的氣流將南部的暖濕空氣向北輸送，而高層的偏北氣流引導高層的干冷空氣南下，與低層的西南暖濕氣流交匯，加強了大氣層結構的不穩定，促進了對流的發展和維持，給位于臺風路徑南側的閩西地區強降水提供了有利條件。

3.2 水汽條件

充足的水汽供應是產生暴雨的必要條件，同時，水汽凝結釋放的潛熱也是臺風維持的主要能量來源之一。前文已說明，臺風東北側的東南急流給暴雨落區輸送了充分的水汽。下面對幾個能表示水汽條件的物理量進行分析。

在分析了“蘇拉”登陸前、后的相對濕度場后得出，福建省上空500 hPa以下大部分區域的相對濕度維持在90%以上，濕層厚，水汽含量充足，為暴雨提供了充足的水汽供應。

在分析了水汽通量散度場后得出：從850 hPa水汽通量看，2012-08-03T08：00臺風登陸后不久，水汽通量輻合區主要分布在福建省的北部地區，中心位于福建省北部的寧德市與南平市的交界處，強度為-1.5×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；在臺風西行的過程中，850 hPa水汽通量輻合區始終維持在臺風路徑的左側并往西南方向移動，至2012-08-03T20：00，輻合中心移至南平市與三明市的交界處，中心強度達到-2.0×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；2012-08-04T03：00—2012-08-04T08：00，福建省西部地區一直處于水汽通量輻合區內，輻合中心位于三明市、龍巖市一帶。輻合區在2012-08-03夜間至2012-08-04T08：00基本維持在福建省西部地區，為該時段內該地區強降水的產生和維持起到了積極作用。同時，隨著2012-08-03T20：00以后的水汽通量輻合區往西南方向移動，閩北地區從水汽通量輻合區轉為輻散區，阻礙了閩北地區產生強降水天氣。

3.3 大氣穩定度和能量分析

選取2012-08-03T08：00—2012-08-04T08：00的若干物理量資料，分析了該時段內福建省的大氣穩定度和能量。

通過分析得知：福建省西部和南部的Si指數一直為負值；2012-08-03T08：00—2012-08-03T20：00，福建省西部和南部地區的K指數一直≥40 ℃，2012-08-08T04：00，該地區的K指數≥36 ℃，K指數的強中心始終維持在福建省的西部和南部地區。由此表明，閩西南地區的大氣層結一直處于不穩定的狀態，當適當的觸發機制出現，即可產生對流發展。

在分析了“蘇拉”登陸后850 hPa假相當位溫（如圖6所示）θse的分布后得知：2012-08-03T14：00，高能區中心位于江西省東部，閩北至閩西地區處于θse≥348 K的高能區內；2012-08-03T20：00，θse的極值中心南落至福建省三明市西部，之后一直維持在福建省西部至江西省南部地區，同時，位于臺風路徑北側的閩北地區的不穩定能量減弱；2012-08-04T02：00，高能區中心繼續南落，閩北地區的不穩定能量繼續減弱，θse值已基本<348 K。由此可見，在“蘇拉”的西移過程中，渦旋高度隨南傾的程度加大而不斷加大，高能區南落，導致臺風中心南側閩西地區的高能量持續時間長、范圍廣，有利于該地區強降水的產生和維持。

“蘇拉”登陸后，因其結構南傾，臺風路徑南側850 hPa及以下為西南氣流，對應上空500～850 hPa為偏北氣流。低層渦旋南側偏南的氣流將南部的暖濕空氣向北輸送，而高層的偏北氣流引導高層的干冷空氣南下，與低層的西南暖濕氣流交匯，加強了大氣層結構的不穩定，促進了對流的發展和維持，給位于臺風路徑南側的閩西地區強降水提供了有利條件。

3.2 水汽條件

充足的水汽供應是產生暴雨的必要條件，同時，水汽凝結釋放的潛熱也是臺風維持的主要能量來源之一。前文已說明，臺風東北側的東南急流給暴雨落區輸送了充分的水汽。下面對幾個能表示水汽條件的物理量進行分析。

在分析了“蘇拉”登陸前、后的相對濕度場后得出，福建省上空500 hPa以下大部分區域的相對濕度維持在90%以上，濕層厚，水汽含量充足，為暴雨提供了充足的水汽供應。

在分析了水汽通量散度場后得出：從850 hPa水汽通量看，2012-08-03T08：00臺風登陸后不久，水汽通量輻合區主要分布在福建省的北部地區，中心位于福建省北部的寧德市與南平市的交界處，強度為-1.5×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；在臺風西行的過程中，850 hPa水汽通量輻合區始終維持在臺風路徑的左側并往西南方向移動，至2012-08-03T20：00，輻合中心移至南平市與三明市的交界處，中心強度達到-2.0×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1；2012-08-04T03：00—2012-08-04T08：00，福建省西部地區一直處于水汽通量輻合區內，輻合中心位于三明市、龍巖市一帶。輻合區在2012-08-03夜間至2012-08-04T08：00基本維持在福建省西部地區，為該時段內該地區強降水的產生和維持起到了積極作用。同時，隨著2012-08-03T20：00以后的水汽通量輻合區往西南方向移動，閩北地區從水汽通量輻合區轉為輻散區，阻礙了閩北地區產生強降水天氣。

3.3 大氣穩定度和能量分析

選取2012-08-03T08：00—2012-08-04T08：00的若干物理量資料，分析了該時段內福建省的大氣穩定度和能量。

通過分析得知：福建省西部和南部的Si指數一直為負值；2012-08-03T08：00—2012-08-03T20：00，福建省西部和南部地區的K指數一直≥40 ℃，2012-08-08T04：00，該地區的K指數≥36 ℃，K指數的強中心始終維持在福建省的西部和南部地區。由此表明，閩西南地區的大氣層結一直處于不穩定的狀態，當適當的觸發機制出現，即可產生對流發展。

在分析了“蘇拉”登陸后850 hPa假相當位溫（如圖6所示）θse的分布后得知：2012-08-03T14：00，高能區中心位于江西省東部，閩北至閩西地區處于θse≥348 K的高能區內；2012-08-03T20：00，θse的極值中心南落至福建省三明市西部，之后一直維持在福建省西部至江西省南部地區，同時，位于臺風路徑北側的閩北地區的不穩定能量減弱；2012-08-04T02：00，高能區中心繼續南落，閩北地區的不穩定能量繼續減弱，θse值已基本<348 K。由此可見，在“蘇拉”的西移過程中，渦旋高度隨南傾的程度加大而不斷加大，高能區南落，導致臺風中心南側閩西地區的高能量持續時間長、范圍廣，有利于該地區強降水的產生和維持。