2016年臺風“獅子山”與東北冷渦引起的本溪地區暴雨特征分析

崔曜鵬+于天寵+曲驊倩+秦瑜++吳荷

摘要 本文利用常規氣象資料、衛星云圖、雷達回波、自動氣象站資料，對此次暴雨過程進行分析。結果表明，臺風“獅子山”不僅吸引了低層的弱冷空氣，還吸引了高空的巨大冷渦；熱帶渦旋與溫帶渦旋間的、橫跨30個經緯度的巨型渦旋是本次暴雨過程持續時間長、風力大、降水時段強度較大的直接原因。

關鍵詞 臺風“獅子山”；暴雨；天氣尺度；東北冷渦；遼寧本溪；2016年

中圖分類號 P458.1+24 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0188-02

暴雨是多尺度天氣系統相互作用的產物，大尺度環流為暴雨提供有利背景，臺風系統更是近幾年我國產生暴雨的直接因素之一，我國許多學者對其進行深入研究[1-2]。降水區的形成與大尺度系統關系密切，特別是臺風系統用常規天氣圖可輕松捕捉到這類系統，但是其內部結構和移動路徑仍很難分析和預報，而應用雷達回波和衛星資料可監測到臺風尺度系統，對暴雨進行預報。2016 年8 月29 日遼寧本溪短時暴雨過程特征明顯，2016年8月29日至9月1日，受東北低渦與10號臺風“獅子山”共同影響，8月29日傍晚至9月1日白天本溪市強降水天氣，全市60個氣象觀測站中，暴雨25個站、大雨32個站、中雨3個站（圖1）。平均降水量：全市46.9 mm，市區51.4 mm，本溪縣44 mm，桓仁縣45.6 mm；最大降雨出現在本溪縣東大陽，為77.6 mm。降水中心主要集中在市區中東部、本溪縣西北部及東部、桓仁縣東北部。因此，有必要綜合運用常規觀測資料、雷達回波資料、衛星觀測資料、地面加密自動站資料對該暴雨尺度特征和動力機制進行分析，尋找暴雨成因，利于積累短時暴雨預報經驗。

1 資料與方法

利用高空圖、地面圖、物理量場，衛星云圖資料對此次過程進行天氣尺度分析、中尺度分析和物理量場分析。

2 結果與分析

2.1 天氣尺度系統分析

2.1.1 500 hPa環流背景高空形勢分析。28日8：00之前盤踞在我國內蒙古中部的低值中心受到來自西太平洋的第十號臺風“獅子山”的牽引作用，迅速南下，中心移到朝鮮中部附近，在其前部后部分別有西南急流和西北急流的產生，冷渦在此穩定少動，后部不斷有冷空氣南下補充到其中心，造成了遼寧省上空斜壓性增強。西太平洋的第十號臺風“獅子山”繼續西進發展直逼日本。29日20：00，冷渦緩慢少動，其強度較之前有了明顯的增強，并形成了4圈閉合環流，“獅子山”已經逼近日本東北部，受到冷渦頂部偏北急流影響，東北三省東部都出現了強風和降水天氣，本溪市正是受到冷渦中上部的影響，也出現了強風和降水。30日20：00，冷渦已經開始與第十號臺風“獅子山”相融合，冷渦前部的急流掠過整個日本本土，與臺風所攜帶的強大水汽不穩定能力相交匯，產生了強降水和大風天氣。吉林省受其強大的外圍云系影響，出現了穩定性降水和大風天氣。31日8：00冷渦與臺風融合成一個變性的熱帶風暴登錄吉林省，其后部的強大偏北急流繼續影響吉林省，造成了大風和強降水的天氣，直到9月1日白天，冷渦消散，降水結束。

2.1.2 地面形勢分析。8月28日8：00海平面氣壓場上，中心位于內蒙古中部的冷高壓維持，其南部一直延伸到湖北省，這股冷空氣為南方帶來涼爽；而其根本影響因素是臺風。在這個時段，西太平洋的第十號臺風“獅子山”直逼日本及我國東北地區，吉林省處于倒槽影響，是多云天氣。8月29日20：00海平面氣壓場上，之前中心位于內蒙古的冷高壓迅速北收，臺風移動到日本以東洋面，東北地區等壓線變密集，斜壓性增強，風力加大，臺風外圍云系與冷空氣相遇，帶來吉林省東部的降水天氣。而8月17日8：00海平面氣壓場上，中心已移到黑龍江東北部的低壓系統繼續穩定少動，來自南海的熱帶系統隨西南氣流對吉林省繼續提供穩定水汽條件，而受到西太平洋上另一熱帶系統北上影響，日本海高壓也逐漸東退。而8月17日20：00海平面氣壓場上吉林省受低壓底部影響，不穩定性加強，日本海高壓東移北退。

2.2 臺風“獅子山”與冷空氣關系分析

由圖2可以看出，8月26日“獅子山”繼續原地停滯，但通過吸入冷空氣、西南季風甚至南海小臺風，其環流越滾越大，由一個小而緊的強臺風變成了一個大而松的強臺風。由圖3分析臺風“獅子山”的移動路徑，正是由于來自東北冷渦的牽制，冷空氣不斷南下（圖4）；到了第2天，“獅子山”開啟了新一段“旅程”，“倒插門”第1站日本、第2站東北。其之所以不向華東移動，是反作用力使然。“獅子山”不僅把低層的弱冷空氣吸引下來，還把高空的巨大冷渦也吸引下來；一場熱帶渦旋與溫帶渦旋間的、橫跨30個經緯度的巨型渦旋即將拉開帷幕（圖5）。這也是獅子山鎖定日本和東北的真正原因，與2012年襲擊美國的怪獸風暴“桑迪”如出一轍[3-4]。

3 結論與討論

分析結果表明，“獅子山”是結束高溫的重要影響因素。雖然原本已存在冷空氣，但是冷空氣在臺風作用下才會深入南下并且使高溫天氣在短時間內結束。一是吸引冷空氣南下。其在東海以外維持了3 d，產生吸引作用；同時把整個季風槽往我國近海拉，使吸引作用加強。二是改變副高形態。控制我國的西環副高，大陸高壓性質更重一些，是熱力高壓。本輪冷空氣對應的西風短波槽并未控制住副高，而現在槽底都已經過去。正是因為臺風吸引冷空氣大舉滲透南下，地面溫度降低，熱力機制切斷，所以西環副高在未來3 d內迅速減弱崩潰。而在此時，臺風緩緩北上，東環副高也伸不過來，高溫機制被徹底破壞。通過地面圖和500 hPa圖的對比分析，先有地面冷空氣南下，再有副高減弱乃至消失。

4 參考文獻

[1] 陶詩言，丁一匯，周曉平.暴雨和強對流天氣的研究[J].大氣科學，1979，3（2）：227-238.

[2] 程正泉，陳聯壽，徐祥德，等.近10年中國臺風暴雨研究進展[J].氣象，2015，31（12）：3-9.

[3] 方艷瑩，錢燕珍，郭宇光，等.“燦鴻”臺風大暴雨的水汽診斷分析[J].浙江氣象，2015，37（3）：7-26.

[4] 潮輪.颶風“桑迪”橫掃美國極端天氣成為常態[J].生態經濟，2013（1）：8-13.