中緯度臺風特大暴雨成因分析

單磊 姚昌雷 蔡雄輝 劉江

摘 要 對兩次發生在中緯度的臺風特大暴雨進行分析，結果表明：在兩次過程中，臺風向中緯度地區的移動都是沿著副熱帶高壓的西側移動，在降水區域減弱為低槽;同時，在北方有西風槽配合，副熱帶高壓和臺風殘留低槽之間的急流，對暖濕氣流輸送作用增大。水汽的輸送主要是沿著副熱帶高壓西側。副熱帶高壓和臺風殘留系統之間存在較大的氣壓梯度，向降水區域輸送了充沛的水汽是形成強降水的重要條件。冷空氣的來源為西風槽在中高層的輸送。北方冷空氣的初期侵襲對降水區域上空的大氣不穩定起到了增強作用，從而維持并增強了上升運動，促進了降水的增強。在中緯度臺風特大暴雨中，臺風系統本身的降水并不是主要原因，臺風系統或其殘留系統與西風槽、副熱帶高壓的相互作用才是產生特大暴雨的重要原因。

關鍵詞 臺風;特大暴雨;中緯度

中圖分類號：P444 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）27--02

1 兩次過程概況

2008年7月31日-8月2日，在安徽江淮地區東部和江蘇交界出現強降水，安徽省滁州市12 h降水量達到307 mm，24 h降水量為428 mm，過程降水量為497 mm。降水造成嚴重城市內澇和農田被淹。2008年過程強降水又可以分為2個階段，分別是7月31日12：00-8月1日00：00，8月1日06：00-18：00。

2012年8月3-4日，在環渤海北部地區出現大范圍暴雨，過程雨量普遍在100 mm以上，最大過程降水量為營口地區的398 mm，是當地自1975年以來降水量最大的一次，在北方地區十分罕見。

2 環流形勢分析

在2008年過程中，7月30日06：00-8月1日00：00，臺風殘留系統繼續向西北偏北緩慢移動并逐漸減弱，并最終在8月1日00：00蛻變為一低槽;同時，西部低槽迅速東移加深，此時強降水開始出現。隨著西風槽的進一步東移，8月1日12：00，強降水中心一方面處于臺風殘留低槽中，另一方面處于西風槽槽前，此時為此次降水最強時段。到8月2日00：00，臺風殘留系統低槽消失，同時西風槽東移加之副熱帶高壓西伸，降水區域上空轉為槽后西北氣流，降水停止。

2012年過程中，2012年10號臺風“達維”于2012年8月2日13：00在江蘇響水登陸以后不久，8月3日00：00，11號臺風“海葵”又在西北太平洋生成，這樣加上此時在東南海上的9號臺風“蘇拉”，此時在東亞及西北太平洋上有3個臺風環流共同影響。此時，在中高緯度為兩槽兩脊型，在東北到內蒙西部為兩高之間的寬廣槽區，環流平直。副熱帶高壓主題位于28°N以北、119°E以東，成東西帶狀分布，“達維”在副高西側氣流影響下向西北以東，并逐漸減弱為熱帶風暴。在8月4日00：00，“達維”在渤海北部減弱為熱帶低壓，在500hPa位勢高度圖上已經蛻變為一個低槽，此時營口處于槽前。此時“蘇拉”在減弱為熱帶低壓后繼續在江西境內向西移動，隨著“蘇拉”的西移減弱和“達維”殘留系統的減弱，副熱帶高壓西伸，環渤海北部處于低槽和副熱帶高壓西北的西南氣流當中，此時是降水強度最強階段。

在兩次過程中臺風向中緯度地區的移動都是沿著副熱帶高壓的西側移動，在降水區域減弱為低槽;同時，在北方有西風槽配合，這樣在副熱帶高壓和臺風殘留低槽之間形成急流，對暖濕氣流輸送作用增大。

3 各系統對水汽輸送及輻合的作用

2008年過程中，強降水開始于2012年8月1日00：00前后，此時的水汽通量中心位于安徽西南部到江蘇東北部。此后一直到降水結束，降水區域上空的水汽通量矢量方向逐漸由西南方向轉為西北，大的水汽通量中心也在降水過程中逐漸向東北移動。水汽是由副熱帶高壓南側的南海上空沿副熱帶高壓環流輸送到降水區域。隨著“鳳凰”臺風殘留低槽逐漸消失，500 hPa上逐漸轉為平直氣流，副熱帶高壓也隨之加強西伸切斷了水汽輸送的通道，降水隨之結束。

在2012年過程中，在降水開始時由于“達維”與“蘇拉”距離較近兩者的環流形成一個大的氣旋性環流，兩者的環流與東側的副熱帶高壓之間形成較強的南風，水汽直接從東南部海面輸送到降水區域;隨著“蘇拉”向西部移動和“達維”繼續向渤海移動并且在西北太平洋上又生成了2012年11日臺風“海葵”，受“海葵”環流的擠壓，副熱帶高壓進一步向北收縮成塊狀，其與“達維”之間的水汽輸送方向轉為南北向。之后隨著“達維”殘留系統的進一步減弱，副熱帶高壓明顯西伸，降水區域上空的水汽雖仍由東部海面上輸送而來，

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但已經為沿著副高西側轉為西南東北方向。到2012年8月4日18：00，由于西風槽已經東移到東北，降水區域轉為槽后，由海洋上的水汽輸送中斷，降水結束。

4 各系統對熱力動力條件的作用

當降水發生時，在降水區域上空的假相當位溫垂直配置轉變為700 hPa以下高，700～400 hPa為一個低值中心，是一種的垂直配置，這種配置下氣塊為不穩定對流狀態，這種狀態維持了強降水產生所需的上升運動。同時，在北方的中層有低值中心向南傳播，說明在降水區域的北方有冷空氣向南侵襲。到2008年8月1日12：00，第二階段強降水發生時，北方的低值中心已經和降水區域上空的低值中心連通，說明中層的冷空氣已經侵襲到降水區域上空，冷空氣的侵襲加大了下層暖濕上層干冷的配置，降水區域上空的配置進一步加強，降水強度也隨之增強。結合2008年的降水時強，當冷空氣侵襲到降水區域上空后的小時降水強度是冷空氣侵襲前的近2倍，說明冷空氣的侵襲對降水起到加強作用。8月2日12：00降水停止后，低值區已經完全占據了降水區域及其以北的低層到高層，垂直配置恢復到，大氣垂直結構恢復成穩定結構，上升運動無法維持。

通過以上的分析可以得出：北方冷空氣的初期侵襲對降水區域上空的大氣不穩定起到了增強作用，從而維持并增強了上升運動，促進了降水的增強。結合大氣環流，在北方的系統為西風槽，由此可以得出，冷空氣的來源為西風槽在中高層的輸送。

5 結論

通過對2008年和2012年2次中緯度臺風特大暴雨的分析可以得出以下結論。第一，在2次過程中臺風向中緯度地區的移動都是沿著副熱帶高壓的西側移動，在降水區域減弱為低槽;同時，在北方有西風槽配合，這樣在副熱帶高壓和臺風殘留低槽之間形成急流，對暖濕氣流輸送作用增大。第二，副熱帶高壓對水汽輸送起到重要作用，水汽的輸送主要是沿著副熱帶高壓西側。副熱帶高壓和臺風殘留系統之間存在較大的氣壓梯度，向降水區域輸送了充沛的水汽是形成強降水的重要條件。第三，北方冷空氣的初期侵襲對降水區域上空的大氣不穩定起到了增強作用，從而維持并增強了上升運動，促進了降水的增強，冷空氣的來源為西風槽在中高層的輸送。第四，在中緯度臺風特大暴雨中，臺風系統本身的降水并不是主要原因，臺風系統或其殘留系統與西風槽、副熱帶高壓的相互作用才是產生特大暴雨的重要原因。

（責任編輯：劉昀）