臺風“海鷗”造成的貴州強降水天氣分析

尚媛媛， 夏曉玲，唐延婧

(貴州省氣象服務中心，貴州貴陽 550002)

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臺風“海鷗”造成的貴州強降水天氣分析

尚媛媛， 夏曉玲，唐延婧

(貴州省氣象服務中心，貴州貴陽 550002)

利用貴州省七要素自動氣象站雨量資料、區域自動氣象站雨量資料及常規觀測等資料，對2014年9月16日8：00～19日8：00受15號臺風“海鷗”影響發生在貴州省西部和南部的一次區域性暴雨天氣過程進行綜合分析。結果表明，在有利的大尺度背景條件下，受500 hPa長波冷槽和強盛的副高南側偏東氣流影響，阻擋臺風北上，臺風路徑偏西，長波冷槽引導冷空氣南下，侵入臺風低壓，加大輻合上升運動。冷空氣的侵入使整層結構變為“上暖下冷”的結構，貴州省高、低空動力，熱力，水汽和不穩定條件均有利于這次降雨過程的形成。西南地區特殊的西高東低的地形對暴雨的強度以及落區等起重要作用。

臺風；暴雨；環流形勢；物理量；地形

暴雨是貴州嚴重的災害性天氣之一，常對國民經濟和人民生命財產造成重大損失[1-2]。氣象臺對貴州暴雨類型進行了統計分析[3-6]，將貴州暴雨天氣形勢分為兩高切變型、南支槽型、冷鋒低槽型、低渦切變型和臺風類。沿海地區常關注的暴雨天氣系統——臺風，雖然不是貴州暴雨的主要影響系統，但也有少數深入內陸的臺風減弱后影響貴州繼而出現暴雨的個例。2014年9月16日，貴州省受臺風“海鷗”外圍影響出現了一次強降雨過程。筆者利用高空資料、自動站觀測資料等常規氣象資料，從天氣動力學診斷、環流形勢及影響系統等方面對此次過程進行分析，以期為該地區進行此類暴雨分析和預報提供參考。

1 實況分析

1.1 臺風移動路徑 分析臺風每隔6 h移動路徑(圖1)發現，基本上是向偏西方向移動，臺風中心風力逐漸加強。從云圖上分析，在臺風減弱后，其北部的冷鋒云系清晰(17日20:00～18日20:00),移動緩慢。

圖1 臺風“海鷗”移動路徑Fig. 1 Moving path of Typhoon Haiou

1.2 雨情實況 9月16日開始貴州省大部出現了明顯降水天氣，16日20：00～18日20：00累積降水20個縣站735個鄉鎮站出現暴雨,16個縣506個鄉鎮站出現大暴雨，降雨量在200.0 mm以上的特大暴雨有86個鄉鎮站(圖2)。其中，16日20：00～18日8：00，普安(205.8 mm)及32個鄉鎮累計雨量為200.0 mm以上, 13個縣275個鄉鎮為100.0～199.9 mm，20個縣361個鄉鎮為50.0～99.9 mm，最大雨量為六枝特區龍場鄉的370.6 mm。強降水區位于貴州省中西部，主要集中在黔西南州、六盤水市、畢節市中東部、安順市北部和西部、遵義市西部邊緣地區。18日8:00貴州省降雨強度明顯減弱，范圍大幅縮小，降雨過程基本結束。

圖2 2014年9月16日20:00～18日20:00累積降水Fig. 2 Accumulated precipitation from 20:00 on September 16 to 20:00 on September 18, 2014

圖3 2014年9月16日23：00～18日15：00盤縣逐小時雨量實況Fig. 3 Actual situation of hourly precipitation in Pan County from 23:00 on September 16 to 15:00 on September 18, 2014

從小時雨強分析，此次降水過程的小時雨強均不大。以累積降雨量最多的盤縣站點為例(圖3)，小時雨強最大10 mm左右，未達到短時強降雨標準，與對流性降水雨強的特征有明顯區別，此次暴雨的形成與降雨維持時間長有很大關系。

2 環流形勢分析

2.1 500 hPa 9月16日8：00，高緯度東脊西槽型，長波冷槽位于內蒙—河套—川北一帶；中低緯帶狀副高已經開始東退，西脊點位于110.5°E、29.2°N，副高受長波冷槽和強臺風影響東退出貴州；臺風在500 hPa結構完整，最低氣壓達572 hPa，中心位于副高南側海南東北部。受強盛的副高南側偏東氣流影響，臺風路徑偏西。到17日8:00,長波槽南下至河套—四川一帶，顯著降溫區位于青海中東部地區；副高西伸加強控制貴州省中東部，臺風“海鷗”減弱為熱帶低壓快速向西北方向移動，中心位于103.3°E、21.5°N，其倒槽位于云南中部，貴州省西南部處于臺風系統外圍。18日8：00，臺風迅速減弱西移，副高再次西伸加強，控制貴州省中東部；長波冷槽引導冷空氣南下影響貴州的過程19日8:00基本結束。

2.2 700和850 hPa 700和850 hPa形勢基本一致，17日8：00 500～850 hPa的臺風外圍最大風速帶重合，在850 hPa達16～30 m/s，貴州省西南部處于最大風速帶上；與500 hPa冷槽對應的中低層切變系統呈前傾配置，850 hPa切變東段位于四川東部到貴州省北部邊緣；中低層的水汽充沛，700 hPa的比濕達14 g/kg。過程期間16～17日地面受臺風低壓的影響，偏東冷空氣主體一直位于華北,貴州省處于臺風低壓范圍內，受冷高壓前部影響。地面冷高壓一直到17日夜間臺風低壓減弱后開始入侵貴州省，造成降溫。

3 物理量診斷分析

3.1 水汽條件

3.1.1 相對濕度和水汽通量散度。由圖4可知，過程期間貴州省西南部700 hPa以下的相對濕度一直很大，17日8:00濕層增厚，>96%的濕層一直延伸至500 hPa以上。從17日8:00開始，低層的水汽通量散度負值不斷增加，即水汽不斷地輻合，到20:00，在850 hPa形成水汽通量散度的負值中心，中心值達-32 g/(cm2·hPa·s)，水汽的輻合達到最強，與之對應此時段降雨最強；到18日8:00后，水汽通量散度由輻合轉為輻散，降水也隨之減弱[7]。

3.1.2 水汽通量。此次降水是16日8:00開始至19日8:00結束，主要降水時段集中在17日8:00～18日2:00，從圖5可以看出，17日8:00～18日2:00貴州水汽通量條件很好，即水汽輸送強度較強；水汽沿著東南方向輸送，與臺風登陸后移動路徑一致，為此次降水輸送了較好的暖濕水汽供應。17日8：00～20：00水汽通量最大，19日8:00水汽通量最小。可見，這種長時間的東南水汽供應與較強的水汽輻合為此次強降水提供了充足的水汽條件。

圖4 2014年9月16日8：00～19日8：00相對濕度(a,%)和水汽通量散度[b,g/(cm2·hPa·s)]的垂直剖面Fig. 4 Vertical section of relative humidity (a, %) and vapor flux divergence[b, g/( cm2·hPa·s)]from 8:00 on September 16 to 8:00 on September 19, 2014

圖5 2014年9月17日8：00～18日2：00水汽通量[單位：g/(cm·hPa·s)]Fig. 5 Water-vapor flux from 8:00 on September 17 to 2:00 on September 18, 2014

3.2 熱力條件

3.2.1K指數。17日8：00,貴州省南部和西部地區均處于36 ℃以上，貴州大部分地區K指數均在34 ℃以上(圖6a)，說明能量場處于不穩定狀態，17日貴州省西部和南部出現了雷暴天氣。之后貴州省中西部和南部的假相當位溫和K指數仍維持在較高的數值(圖6b)，中低層大氣一直處于不穩定狀態，與之對應強對流發展最為旺盛的階段。

圖6 2014年9月17日8：00(a)和20：00(b) K指數分布Fig. 6 Distribution of K index on 8:00 (a) and 20:00 (b) on September 17, 2014

3.2.2 假相當位溫。從圖7可看出，500～700 hPaθse值隨高度變化，最大負值在貴州省西南部和南部地區，可知高層是一個層結不穩定的高溫高濕區。中低層700～850 hPaθse值隨高度變化，17日14:00假相當位溫最大負值位于貴州中西部地區，即隨高度增加而減小，為對流不穩定結構，可知中低層是一個層結不穩定的高溫高濕區。說明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[8]。

注：a1、b1為17日8：00；a2、b2為17日14：00；a3，b3為17日20：00；a4、b4為18日8：00。Note: a1 and b1 were 8:00 on September 17; a2 and b2 were 14:00 on September 17; a3 and b3 were 20:00 on September 17; a4 and b4 were 8:00 on September 18. 圖7 2014年9月17～18日500～700 hPa(a)和700～850 hPa(b)假相當位溫變化Fig. 7 Changes of pseudo-equivalent potential temperature at 500-700 hPa (a) and 700-850 hPa(b) from September 17 to 18, 2014

3.3 動力條件 從圖8可以看出，16日8：00～17日2:00，400 hPa以下的中低層散度場均為負值，即中低層輻合；400 hPa以上的高層均表現為正值，為輻散場。輻合輻散的中心值出現時間與降水較強的時間段相對應，由此可見，這種高層輻散、低層輻合的配置對降水非常有利，可增強其上升運動，為降雨提供了有利的動力條件。

圖8 2014年9月16日8：00～19日8:00散度的垂直剖面(單位：10-5/s)Fig. 8 Vertical section of divergence on 8:00 on September 16 to 8:00 on September 19, 2014

4 地形作用

9月17日凌晨，“海鷗”在廣西南部向西行進，貴州中西部出現大到暴雨，尤其是貴州省西部地區。貴州的西南部地區是典型的高原地區，地勢西高東低。17日2：00低層散度值達最大，中低層輻合。17日20：00 850 hPa形成水汽通量散度的負值中心，水汽的輻合達到最強，與之對應此時段降雨最強。由于西南地區特殊的西高東低地形，中尺度輻合系統對中尺度對流云團的形成和發展起重要的作用，導致中低層東南風急流帶在此滯留，降雨時間持續，特大暴雨主要分布在山脈迎風坡，說明地形對暴雨的強度及落區等起重要作用。

5 小結

利用自動氣象站雨量資料及常規觀測資料，從環流形勢、物理量等方面對臺風“海鷗”造成的貴州省內強降水天氣過程進行了分析，得出以下結論：

(1)受500 hPa長波冷槽和強盛的副高南側偏東氣流影響，阻擋臺風北上，臺風路徑偏西，是此次貴州省西南部強降水天氣發生的背景條件。隨著500hPa高原槽東移,中低層西南渦沿切變線移動，在中低層偏東風急流和西南風急流的強輻合區中產生的中尺度渦旋正好經過貴州西部和南部,造成此次暴雨。

(2)長波冷槽引導冷空氣南下，侵入臺風低壓，加大輻合上升運動。冷空氣的侵入使整層結構變為“上暖下冷”的結構。副高西伸加強，貴州處于高壓北側偏東風急流，推進臺風向西移動。

(3)氣旋性轉動的中尺度回波團是在低層偏東風急流和西南風急流輸送的暖濕氣團中，由低層較強的偏西北風帶來的干冷空氣和低層偏東南風急流帶來的暖濕空氣的交互作用產生的強上升運動造成的。

(4)地形對暴雨的強度以及落區等起重要作用，由于西南地區特殊的西高東低的地形，中尺度輻合系統對中尺度對流云團的形成和發展起重要的作用，導致中低層東南風急流帶在此滯留，降雨時間持續。臺風“海鷗”云團的加強和發展與地形作用密切相關。

[1] 黃天福,劉鵬.貴州“8．15”大暴雨天氣過程的物理量診斷分析[J].農技服務，2011，28(2)：252-253.

[2] 陳習倫,何依遙,譚猛，等.貴州省2011年5月11日暴雨天氣過程分析[J].貴州氣象,2012,36(3)：19-23.

[3] 萬雪麗，楊靜．低空急流對貴州夏季暴雨的作用分析[J]．貴州氣象，2007，31(3):16-18．

[4] 池再香,白慧,黃紅,等.夏季黔東南州局地暴雨與西太副高環流的關系[J].高原氣象,2008,27(1):176-182.

[5] 孫旭東,楊靜,萬雪麗.與低空急流相伴的一次暴雨天氣過程診斷分析[J].廣西氣象,2006,27(S3):7-8．

[6] 李登文,楊靜,喬琪.2006-06-13貴州省望謨縣大暴雨的診斷分析[J].南京氣象學院學報,2008,31(4):511-519．

[7] 衛甜,戴有學,張淑琴,等.臨汾市“2013-07-12”區域性暴雨天氣過程分析[J].科技與創新，2014(4):141-142.

[8] 吳德平,朱玲.“5.09”湛江特大暴雨的成因和特點分析[J].廣東氣象，2001(2):20-22.

Effects of Typhoon Haiou on Heavy Rainfall of Guizhou Province

SHANG Yuan-yuan, XIA Xiao-ling, TANG Yan-jing

(Meteorological Service Center of Guizhou Province, Guiyang, Guizhou 550002)

According to the precipitation data of seven elements of automatic meteorological station, the precipitation data of regional automatic weather station and the conventional observation, we comprehensively analyzed a regional heavy rainfall weather process in west and south Guizhou Province affected by typhoon Haiou from 8:00 on September 16 to 8:00 on September 19, 2014. Results showed that under the favorable large-scale conditions, cold trough on 500 hPa long wave and strong East airflow blocked the typhoon moving to north. The path of typhoon was west. Long wave guided the cold air move toward to south, with invasion of the typhoon depression, and the increase of convergence motion. The invasion of cold air made the whole structure change into the "warm up and cool down". The high and low altitude power, heat, water vapor and unstable conditions in Guizhou Province were beneficial for the rainfall process. The special landform of west and high east low in southwest region played an important role in the intensity of the heavy rainfall and its predicted area.

Typhoon; Heavy rainfall; Circulation pattern; Physical quantity; Landform

尚媛媛(1987- )，女，江蘇贛榆人，工程師，碩士，從事短期天氣相關業務及氣象服務研究。

2016-07-20

S 16

A

0517-6611(2016)28-0186-05