臺風鲇魚引發蒼南特大暴雨過程分析

萬小雁++董大治++陳尊界++陳乃調

摘 要：應用多種臺風路徑預報和數值預報產品、常規氣象資料等，對1617號“鲇魚”臺風的路徑預報及影響蒼南特大暴雨過程進行診斷分析。分析表明：“鲇魚”臺風特大暴雨過程具有階段性特征，包括受臺風登陸前后螺旋云系影響的第1階段強降水和登陸后伸展出臺風倒槽影響的第2階段強降水。通過臺風相似路徑條件檢索，201617號、199216號、199012號臺風的雨量大值中心分布相似，過程雨量201617號臺風更大，這是由于第2階段強降水造成的過程累積雨量更大。東南風急流的建立和長時間維持為本次臺風水汽輸送提供了動力條件；高層強輻散場為臺風引發的特大暴雨提供了動力條件；垂直速度場演變與降水強度實況吻合；地形對臺風影響的特大暴雨過程起到增雨作用。

關鍵詞：臺風；特大暴雨；相似路徑；地形

中圖分類號：P458.1 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333202

蒼南縣位于溫州東南沿海，是受臺風暴雨、大風、風暴潮影響嚴重的地區之一。據資料統計，臺風在廈門以北和溫州以南登陸，對蒼南影響嚴重[1]。一直以來，許多學者對登陸臺風的強度、路徑變化等研究成果豐富。對各類臺風暴雨的成因及天氣學診斷也做了大量工作。據初步統計，受臺風“鲇魚”狂風暴雨影響，蒼南有14個鄉鎮受災，城市內澇、山體滑坡、山洪等次生災害非常嚴重，受災人口34萬，轉移人員40857人，倒塌房屋14間，直接經濟損失5.045億元。“鲇魚”臺風過程雨量之大、影響時間之長、災害之重均超過預期。因此，對該類臺風的風預報，尤其是秋季臺風的預報顯得尤為必要。

1 臺風暴雨的階段性特征

臺風“鲇魚”登陸前后給溫州南部各縣市帶來2個階段性暴雨過程，這與臺風的移動路徑、臺風結構、臺風與環境流場相互作用有直接的關系。本文主要對影響蒼南的過程進行分析。27日08：00前后，受到臺風外圍擾動影響，蒼南出現5mm以下降水。27日16：00—28日13：00（山區滯后2～3h）臺風螺旋云系接觸大陸，引起蒼南的強降水過程。該階段降水是臺風暴雨的最主要部分，強降水持續時間長，降水效率高。隨著臺風登陸后并進入內陸，28日傍晚—29日凌晨，溫州南部尤其是蒼南受臺風倒槽影響，出現了窄雨帶，造成第2階段強降水。從雷達回波上看，回波強度在蒼南地區不斷加強，造成了登陸后12h之外的強降水。往往預報員預報臺風暴雨時，對登陸后12h以外的時段預報經驗不足，很多時候會認為隨著地形的摩擦作用降水會趨于減弱，容易對這個階段的強降水造成漏報，給防災工作造成困難。

2 相似路徑臺風過程雨量對比分析

相似路徑預測是熱帶氣旋路徑預測的重要手段之一。由于相似的熱帶氣旋路徑不但可以反映熱帶氣旋位置、方向、形狀方面的相似性，同時也含有熱帶氣旋成因、大氣環流、內部結構等方面的相似性。因此對熱帶氣旋相似路徑的預測研究具有重要意義。

本文采用相似個例挑取方法，“鲇魚”臺風登陸點在溫州以南（廈門-福清）區域，通過設置條件檢索到近幾年的相似臺風有兩個，分別為199012號臺風和199216號臺風。本文通過對余貞壽著的《溫州臺風暴雨雨強圖集》中的兩個歷史相似臺風的過程雨量分布圖和“鲇魚”臺風的實況圖（圖1、圖2、圖3）進行對比發現：臺風影響過程最大雨量普遍大于400mm，特大暴雨中心都出現在溫州南部縣市，除了登陸點較北的199216號臺風，特大暴雨中心除了溫州南部以外還有溫州北；南部暴雨集中區在泰順、文成、平陽、蒼南四縣交界地區；對蒼南而言，中西部的特大暴雨中心引起的臺風次生災害甚為嚴重，對橋墩水庫的合理調度提出了拷問；1617號臺風過程雨量比199216號和199012號臺風來的大，主要是第2段降水引起的。 所以，臺風暴雨的形成原因是復雜的，即使路徑相似的臺風所形成暴雨的機制也未必相同。

3 物理量診斷

臺風影響地區常出現暴雨，主要有3種類型：臺風環流本身所造成的暴雨，臺風本體的降水效率高；臺風與其他系統共同作用形成的暴雨；受地形影響形成的暴雨。李傳祥等對在廈門-莆田之間登陸的歷史臺風進行研究得出，廈門至福清登陸臺風對溫州全市來講雨量的影響較小，如果有冷空氣的配置，對溫州雨量的影響較大，但未對基層臺站，尤其是溫州南部的影響進行深入探討。1617號臺風“鲇魚”給溫州造成的降水影響表現為南北差異大，對蒼南而言，東西差異大，即東部沿海地區和中西部平原山區降水不均勻。“鲇魚”影響期間，蒼南全縣過程面雨量247.5mm，東西差異顯著，東部沿海100～250mm，中西部地區400～500mm，以下用EC數據08：00、20：00（北京時，下同）分析場對蒼南特大暴雨形成的各物理量配置進行分析。

3.1 低空急流建立和維持

從暴雨發生的風場背景來看，蒼南地區27日08：00，850hPa仍為東北氣流，對應流場速度已>12m/s，此時降水未明顯，到27日20：00研究區域上空已轉為東南偏東氣流，風速>24.4m/s，低空急流軸壓至，說明東南風急流在27日20：00前后開始建立，蒼南位于東南風低空急流出口區的左側，十分有利于氣流上升運動。到28日08：00雖然臺風已經登陸，但是從分析圖上可以看出，蒼南所處的東南風急流強，實況中強降水持續相符合。到28日20：00，急流速度雖然有所減弱，但在蒼南以東沿海有與臺風倒槽生成，倒槽呈東北-西南走向，隨著臺風移動逐漸西移動，此時東南風急流攜帶水汽影響蒼南，對應雷達回波的移動發展情況。到29日01：00最大回波有45～50dBz。在臺風登陸后倒槽生成產生的降水強，是今后需要關注的重點。

3.2 暴雨區的水汽輸送

從850hPa比濕圖可見，“鲇魚”臺風在蒼南中西部地區引發的特大暴雨過程水汽由強東南風急流輸送，27日08：00開始有出現大比濕區，但主體仍在海上，對應的實況是蒼南開始出現降水，雨量小，到27日20：00主體靠近，大比濕區仍維持在溫州南部地區，溫州中北部沒有出現大值區，28日08：00比濕大值主體控制溫州南部的中西部區，北部仍未伸展到。28日20：00比濕值大值區范圍零散化，蒼南地區在零散化的大值控制，大值中心高達15g/kg，無減弱趨勢，這都說明強降水在溫州南部不斷持續進行，時間跨度大，為強降水提供有力的水汽條件。

3.3 輻散特征

高層輻散低層輻合配置有利于暴雨的發生和維持。利用EC格點數據對“鲇魚”移動過程中的4個時次200hPa散度場進行分析。27日08：00開始，（27.5°N，120°E）附近高層輻散強度逐漸增強結構，強度為1.0×10-5s-1，實況是蒼南開始出現陣性降水。到27日20：00，（27.5°N，120°E）附近出現輻散大值中心2～4×10-5s-1，對應第1階段強降水過程。28日08：00高層輻散中心范圍加大，大值中心維持在2.5～3×10-5s-1，即臺風登陸后的3h內蒼南出現連續性的較強降水過程。隨著“鲇魚”強度減弱，受地形影響在溫州南部伸展出臺風倒槽，第2階段強降水發生，此時對應的高層輻散場，仍有1.0×10-5s-1的強輻散。

3.4 垂直速度

李傳祥等研究中指出，700hPa的垂直速度與雨量影響量級有較好的對應關系。鲇魚登陸類型也屬這個范圍，故采用700hPa的垂直速度場進行分析。從27日08：00的垂直速度場看（臺風登陸前20h左右），蒼南地區垂直速度0.05～0.1m/s，27日20：00的垂直速度場看（臺風登陸前9h左右），垂直速度達到0.1～0.15m/s，28日08：00（臺風登陸后3h左右）的垂直速度高達0.6～0.7m/s，28日20：00（臺風登陸后15h）垂直速度仍然有0.25～0.3m/s。研究區域中低層垂直速度場在臺風登陸前20h就已經出現正垂直速度，隨著“鲇魚”的靠近，垂直速度越來越大，正值中心出現在溫州南部，長時間維持的正垂直速度場為溫州南部地區特大暴雨的形成提供了動力條件。登陸后6～8h內上升氣流仍保持在大值區間，說明降水持續時間長。第2階段降水是臺風登陸后12h后減弱為熱帶風暴，臺風倒槽帶來的強降水過程，維持時間長達6h左右，對應的垂直速度值大。

4 地形影響

利用各家數值模式對“鲇魚”的48h累積雨量預報進行對比（圖4），各家模式對雨量中心位于溫州南部預報效果理想，強降水中心的位置預報有一定的能力，山區比平原及沿海降水量大，說明地形的增幅作用明顯。缺點仍是過程雨量量級上與實況差距大，其中T639預報最大393mm，與實況單站的500mm仍有一定差距，此時需要對比分析后加上預報員預報經驗加以修正，提高預報準確率。

5 結論

通過多種臺風路徑預報產品對相似臺風進行檢索分析，各家數值預報產品對1617號“鲇魚”臺風影響蒼南的特大暴雨過程進行診斷分析，“鲇魚”臺風特大暴雨具有階段性特征，包括受臺風螺旋云系影響的第1階段強降水和登陸后伸展出臺風倒槽影響的第2階段的強降水；通過臺風相似路徑條件檢索，201617號、199216號、199012號臺風的雨量大值中心分布相似，過程雨量201617號更大，這是由于第2階段強降水造成的；東南風急流的建立和長時間維持、水汽條件、高空強輻散場、中低層大垂直速度為此次特大暴雨提供了有利條件。

參考文獻

[1]朱少玲，董大治.2014.浙江蒼南縣臺風災害及其防御[J].中國防汛抗旱，5（24）：68-73.