“麥德姆”臺風影響招遠的暴雨過程分析

楊金玲，張 娟，孫衍曉

(山東省招遠市氣象局，山東 招遠 265400)

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“麥德姆”臺風影響招遠的暴雨過程分析

楊金玲，張 娟，孫衍曉

(山東省招遠市氣象局，山東 招遠 265400)

利用常規觀測資料從環流背景、物理量場和雷達圖等方面分析了由“麥德姆”臺風引發的招遠地區暴雨成因。結果表明：此次降水是由西風槽、副高邊緣的暖濕氣流和臺風倒槽的共同影響造成的；水汽通量和水汽通量散度大值區重疊與強降水的落區一致；高能的不穩定層結為暴雨的產生提供了充足的能量；高層輻散和低層輻合為暴雨的產生提供了動力條件。

招遠；臺風；暴雨；環流形勢；物理量場；雷達圖

1 引言

臺風是最典型的深厚高能系統，而臺風暴雨是釋放能量的一種外在表現，暴雨的形成必須具備一定的動力學和熱力學條件，它能更全面、有效地描述暴雨的發生發展。臺風登陸是臺風生命史中的重要轉折點，專家曾作過一些研究，如卓嘎等[1]、謝金南等[2]對臺風暴雨天氣進行診斷研究，得出了比較有意義的結果。鄭傳新等[3]通過對盛夏影響廣西的兩類臺風暴雨對比分析發現濕位渦與臺風暴雨落區有較好的對應關系。本文以先后3次登陸的1410 號臺風“麥德姆”在7 月24—26 日造成了招遠全區性暴雨—大暴雨為例，采用天氣分析和動力學方法對暴雨特點和成因進行分析，其結論對臺風暴雨預報有一定的參考依據 。

2 臺風概況和雨量情況

2.1 臺風概況

1410號臺風“麥德姆”在臺灣以東海面生成，于7月23日00時15分在臺灣臺東縣登陸，然后西行入海進入臺灣海峽，向北轉向，移動速度加快，于23日15時30分在福建福清市登陸，轉向東北加速移動，25日17時10分在山東榮成市虎山鎮登陸，隨即移出中國境內。這是歷史上罕見的強度大，登陸次數多，移動速度快，影響范圍廣，波及多省的臺風。

2.2 雨量情況

此次過程招遠市普降暴雨—大暴雨，招遠市大監站為144.5 mm。13個區域自動觀測站中有7個超過了100 mm，此時段區域自動站所有站點均為暴雨，說明影響范圍廣，強度大，降水時段相對集中。其中南部降水量超過100 mm的居多，說明地形的抬升作用也是影響臺風暴雨的一個重要因子。

3 環流背景

在7—8月份，我國中緯度地區為緯向環流控制，高層西風槽活躍，副熱帶高壓北抬西伸控制大陸，其邊緣的西南氣流不斷的輸送水汽。在500 hPa天氣圖(圖略)上看，7月23日08時之前副高西伸控制大陸，且穩定少動，西側青藏高壓東移，兩者同時控制整個中國大陸。臺風“麥德姆”在副高外圍東南氣流引導下，從臺灣海面向西北方向移動，登陸后繼續向西偏北方向移動，由于臺風的北上，青藏高壓西撤，同時使得副高東撤被迫北抬到山東以北，孟加拉灣的水汽通過東南急流不斷的從海上輸送，形成了一個較通暢的西北東南向的水汽通道。同時西風槽攜帶的西路冷空氣從河套不斷東移南下，于25日08時與臺風結合，臺風是個熱系統，冷暖空氣結合，形成了一個較深厚的氣旋系統，同時由于副高完全東撤到海上成塊狀分布并與低壓系統趨近，副高邊緣的西南暖濕氣流和氣旋系統結合在山東半島上空形成了強降水，由于登陸后強度減弱，移動速度加快，強降水云團減弱的也較快，這也是降水時段相對集中的原因。

4 物理量場分析

4.1 水汽通量和水汽通量散度

本次大暴雨過程與冷空氣的侵入有關，冷空氣的侵入，形成冷墊，使得東風帶系統的暖濕氣流在冷空氣上方移動，給暴雨提供了充足的水汽。此次過程強降水輻合主要出現在700 hPa高度層以下，從(圖1a)上看，25日08時的水汽通量主要集中在850～1 000 hPa，大值中心為19 g·cm-1·hPa-1·s-1。25日08時(圖1b)水汽通量散度的大值中心位于700～1 000 hPa，中心值為-45×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，兩者相一致，也與招遠降水時段相吻合。水汽通量表示水汽輸送強度即穩定而持續的水汽輸送，而水汽通量散度表示輸送來的水汽集中程度即強的水汽輻合，兩者相結合與強降水的存在是一致的，同時也是暴雨形成的一個必要條件。

圖1 (a)2014年7月23日08時—26日20時招遠水汽通量時間剖面圖；(b)2014年7月23日08時—26日20時招遠水汽通量散度時間剖面圖(單位：g·cm-1·hPa-1·s-1)

4.2 假相當位溫

以招遠格點進行假相當位溫θse的時間—高度剖面(圖2)分析可知，θse的時間演變經歷了高空大值區向低空傳遞的過程，到25日08時θse的大值中心位于700 hPa以下，中心大值為70 K，為對流不穩定狀態，同時與天氣圖的天氣系統相吻合，高低空急流相互作用明顯加強，在高空輻散、低空輻合作用下，大氣不穩定能量強烈釋放，產生較強的渦旋上升運動，也是招遠強降水出現集中的時段，隨著系統東移，系統又轉為對流穩定狀態，為反氣旋性渦旋下沉運動，降水結束。通過分析可知，不穩定能量的開始釋放對應著降水的開始，強降水發生的過程中伴隨不穩定能量的釋放。

圖2 2014年7月23日08時—26日20時招遠假相當位溫度時間剖面圖(單位：K)

4.3 垂直運動

在暴雨發生前后，垂直速度也有很大的變化，并以500 hPa和700 hPa最為突出。暴雨發生時(圖3)，上升運動明顯增強，隨著臺風中心的移動，垂直速度中心也隨之移動，暴雨的落區移動也非常明顯，在24日20時—25日20時，是暴雨集中階段，也是臺風外圍云系與西風槽結合時段，垂直速度大值區也出現在暴雨區，中心最大值為-50×10-3hPa·s-1，上升運動達到最強。這充分說明暴雨的產生，與上升運動的強弱有直接的關系，上升運動愈強烈，雨強愈大。所以強降水天氣出現在強烈的上升運動中。

圖3 2014年7月23日08時—26日20時招遠垂直速度時間剖面圖(單位： hPa·s-1)

5 雷達回波分析

從雷達回波圖(圖4)看，此次強降水主要在24日的夜間到25日白天前半段，從24日夜間開始，隨著臺風云系的北上，山東半島東部海面出現較寬的帶狀降水回波為東北—西南向，回波強度為30 dBz以上，幾乎占整個回波面積。由于北方有冷空氣入侵，與臺風暖系統結合，有對流單體產生，其強度達到50 dBz，對應有對流性積狀云，因而容易產生強對流天氣，并且隨著臺風系統的移動，整個回波繼續北上并覆蓋整個半島，為招遠帶來了較強的降水。在整個降水過程中，這個時段是降水量集中最大的時段。25日白天，臺風逐漸遠離招遠，系統性的降水回波開始轉為零散的，并逐漸移出招遠地區，此時降水基本結束。

圖4 煙臺多普勒雷達2014年7月24日12時30分(a)、23時13分(b)和7月25日00時37分(c)、07時05分(d)組合反射率因子圖(單位：dBz)

6 小結

① 西風帶槽、副熱帶高壓和遠距離臺風倒槽是這次臺風暴雨的大尺度系統。臺風登陸北上，在西風帶槽前西南氣流和副熱帶高壓帶來的東南引導氣流下，向北偏東方向移動，臺風的遠距離水汽輸送形成的風向風速輻合和西風帶系統合并，為招遠的降水提供了大的天氣背景。

② 從水汽條件來看，強降水主要發生在850 hPa，水汽通量和水汽通量散度兩物理量最大的區域是重疊的，大值區剛好是和強降水對應的，為暴雨的產生提供了充足的水汽條件。

③ 假相當位溫對干冷空氣有一定的指示意義。假相當位溫低值區與冷空氣團相對應，也是不穩定能量的積累區，形成深厚的不穩定層結，同時暴雨的產生是伴隨著大量的不穩定能量的釋放，因此為暴雨的產生提供了充足的能量。

④ 同時低層的輻合和高層的輻散，為暴雨的產生提供的強烈的上升運動。

⑤ 整個強降水時段雷達回波為混合型降水回波，組合反射率強度在30～50 dBz，其中最強的達到了50 dBz，對流發展的高度較高。

[1] 卓嘎，謝金南，馬鏡嫻.登陸臺風與我國降水的統計關系[J].高原氣象，2000，19(2)：260-264.

[2] 謝金南，卓嘎.臺風活動對青藏高原東北側干旱的影響[J].高原氣象，2000，19(2)：244-252.

[3] 鄭傳新，周軍.盛夏影響廣西的兩類臺風暴雨對比分析[J].氣象，2003，29( 10)：13-16.

2015-03-17

楊金玲(1976—)，女，工程師，主要從事基礎業務工作。

1003-6598(2015)06-0043-03

P458

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