秋季臺風“莎莉嘉”和“海馬”降水特征對比分析

章瑩菁 申屠行鐘 孟 倩 黃春濤

(桐廬縣氣象局，浙江 桐廬 311500)

0 引 言

在臺風影響的天氣中，由臺風直接或間接在陸上造成的強降雨是預報員最關心的問題之一。很早以來，我國學者和預報員就針對臺風暴雨做了大量工作[1]。大量的統計事實表明，地形對臺風降水的分布及強度有影響，而臺風與中緯度系統的相互作用能夠產生遠距離暴雨[2]。2016年10月18—19日和10月22日浙江省分別受21號臺風“莎莉嘉”和22號臺風“海馬”影響，部分地區出現暴雨局部大暴雨天氣。兩次臺風登陸地點離浙江省較遠，其中“莎莉嘉”臺風在我國的海南和廣西兩次登陸，登陸后減弱消亡；“海馬”臺風在廣東登陸后北上，減弱的低壓穿過浙江省消亡。兩次臺風影響時都有冷空氣活動，但兩次臺風對浙江的影響卻不盡相同，而且兩次臺風影響期間，數值模式的預報結果和實況量級上差異較大，甚至可以說是相反，造成預報失誤。下面對兩次臺風實況、臺風特征、地形影響、形勢場和物理量場等方面做一對比分析，以期找出臺風和冷空氣結合、地形影響的一些特點，為今后的預報提供一些參考借鑒。

1 臺風概況

2016年第21號臺風“莎莉嘉”于10月12日在菲律賓以東洋面上生成，生成后一直向偏西方向移動并逐漸加強，10月16日凌晨2:20前后以超強臺風級在菲律賓呂宋島東部沿海登陸。10月18日上午9:50前后第21號臺風“莎莉嘉”在海南省萬寧市和樂鎮沿海登陸，登陸時中心附近最大風力有14級(45 m/s)，中心最低氣壓為955 hPa。穿過海南后強度繼續減弱，于19日17時在廣西防城港市境內減弱為熱帶低壓后消亡。和海南直接受“莎莉嘉”臺風影響出現的暴雨大暴雨不同，受“莎莉嘉”臺風遠距離影響，浙江省的開化、淳安、建德、桐廬和諸暨等地均出現暴雨局部大暴雨天氣(見圖1a)，各地均無大風出現。

2016年第22號臺風“海馬”于10月15日8時在西北太平洋洋面生成，之后向西偏北方向移動，強度逐漸加強。19日23:40前后在菲律賓呂宋島東北部沿海登陸，登陸時中心附近最大風力16級。21日12:40前后再次在廣東省汕尾市海豐縣鮜門鎮登陸，登陸時中心附近最大風力有14級。登陸后朝西北方向移動，21日23時在江西省贛州市龍南縣境內減弱為熱帶低壓后，穿過浙江省東移入海。受“海馬”減弱后的低壓環流影響，22日白天到夜里浙江省僅在浙江嘉興北部局部出現暴雨天氣(見圖1b)，相對的各地風力均較小。

2 臺風路徑

臺風路徑主要受環境場氣流的引導，因此副熱帶高壓的特征及進退、強弱變化等狀態對臺風路徑有決定性影響。臺風“莎莉嘉”和臺風“海馬”均生成于10月中旬，均為秋季臺風，西風帶冷空氣活動增強，同時2016年該期間副熱帶高壓均較強，臺風不易在海上轉向。在移動路徑上前期總體也較相似，以西移為主，均為登陸臺風。不同的是“莎莉嘉”臺風活動影響期間，副熱帶高壓西伸脊點更西，相對更強一點，因此其登陸地點也更南(見圖2)。同時在我國屬二次登陸，在海南登陸后強度減弱較快，在廣西登陸后減弱消亡，對海南和廣西的直接影響大。而“海馬”臺風是緊接著“莎莉嘉”臺風影響我國，在活動影響期間，副熱帶高壓相對弱一點，因此登陸位置相對偏北，對廣東、福建的直接影響較大。登陸后沿副高西側邊緣朝西北偏北方向移動，強度逐漸減弱，在江西省境內減弱為低氣壓。

圖1a 浙江省18日08時—19日20時雨量累積圖

圖1b 22日08時—23日08時雨量累積圖

圖2 臺風“莎莉嘉”和“海馬”路徑圖

3 地形影響

3.1“莎莉嘉”臺風在海南登陸后，減弱較快，并向西北方向移動，由于“海馬”臺風緊隨其后，18—19日在副熱帶高壓西南側存在著一支東到東南急流。程正泉等[2]研究指出，地形抬升幅合對臺風暴雨的增幅起到很大作用，山脈迎風坡降水明顯增大。由于天目山脈的走向東北—西南，主峰清涼峰海拔達1787 m(圖3)，風向和山脈走向基本成直角，迎風坡地形對“莎莉嘉”臺風環流的抬升作用較大，降水增幅大。

圖3 天目山脈地形圖

3.2“海馬”臺風21日12:40前后在廣東省汕尾市登陸后，向西北方向移動，深入福建省，轉向江西，減弱很快，21日23時在江西省贛州市龍南縣境內已減弱為熱帶低壓。從22日08—20時850 hPa的形勢圖上分析可以看出，浙江省處在臺風低壓切變的右側，風向已逐漸從偏南轉為西南風為主，風力較小，風向和天目山脈的走向基本一致，因此地形抬升作用明顯減小。

4 形勢場分析

4.1陳久庚等在初始場人為加深西風槽，可使TC的24 h降水量增加52 mm，增幅為30%[3]。從春華等指出：臺風是使得西風槽區獲得充沛水汽的輸送機構，而東側低層偏東風與西風槽帶來的偏北風之間形成較強的輻合，可以觸發和加強暴雨[4]。“莎莉嘉”臺風影響時，副熱帶高壓總體仍偏強，但已處于減弱過程中，登陸海南時浙江省仍處在588線的控制下，但海上存在雙臺風結構，“海馬”臺風已生成并逐漸東移。從10月18日08時地面圖(見圖4a)上可以看出，北方弱冷空氣已經從東路影響浙江及江西的東部，在臺風環流的北端有弱的倒槽生成，倒槽西側的江西到浙江的東部一帶有弱的冷空氣滲透。臺風中心位于海南西南側的洋面上，環流比較對稱，其東北側海上有“海馬”臺風在向偏西方向移動，因此東到東南氣流強盛。在850 hPa圖上可以看出，從10月18日08時起到19日20時(見圖5a)，在浙江省南部有一支較強的東-東南風，最大風速達12 m/s。低層弱冷空氣與臺風低壓東北側的東南風急流在浙江南到中部一帶相遇，暖濕空氣在弱冷空氣形成的低層冷墊上爬升，上升運動加強，導致降水明顯增大。根據陳聯壽等給出臺風遠距離降水的宏觀定義：1) 降水發生在臺風范圍之外；2) 這塊降雨與臺風存在著內在的物理聯系。因此這次在浙江省產生的暴雨，屬“莎莉嘉”臺風遠距離暴雨[5]。

圖4a 10月18日08時地面圖

圖4b 10月22日08時地面圖

4.2“海馬”臺風影響時，由于是緊接著臺風“莎莉嘉”登陸的，因此副熱帶高壓減弱較明顯，登陸廣東時副熱帶高壓主體位置已在海上，588廓線在沿海一帶，而且臺風登陸后強度減弱快。22日進入浙江省時強度已減弱為熱帶低壓。從22日20時850 hPa圖上(圖5b)可以看出，臺風低壓環流較明顯，但總體的水汽輸送在南部被切斷，水汽輸送條件差。切變南側以偏南風為主，而且從22日08時地面圖上(圖4b)可以看出，冷空氣位置較北，在33°N附近，較“莎莉嘉”臺風影響時更北，850 hPa切變后部無明顯的冷空氣鍥入，相對影響較弱，僅在環流東北側有東風氣流輻合的地方下了暴雨。由于是直接穿過浙江省，同時各家模式的數值預報量級均報的比較大，因此對外的預報服務均報了大到暴雨，局部大暴雨的量級。實況僅出現了中雨。

圖5a 10月19日08時850hPa圖

圖5b 22日20時850hPa圖

5 物理量場分析

5.1 水汽通量散度

充足的水汽是臺風產生暴雨和臺風維持的重要能量來源。分析水汽場可以發現，兩個臺風的水汽輸送和強度各有所不同。“莎莉嘉”登陸后，由于距離中心較遠，在10月18日08時850 hPa的水汽通量散度場上，浙江省的西部存在著一個0～-10g·cm-2·hPa-1·s-1的負值中心(見圖6a)，相應的存在著一個水汽輻合帶。而“海馬”臺風的水汽中心更明顯，其最大中心值達-50g·cm-2·hPa-1·s-1，這也是“海馬”臺風影響時實況出現的暴雨中心，浙江省大部分地區在-10～-30g·cm-2·hPa-1·s-1(見圖6b)。因此水汽的輻合比“莎莉嘉”更強，雖然在最大中心區“海馬”臺風影響時也出現了暴雨，但全省大部分地區以中雨為主。這可能也是數值預報場預報“海馬”臺風影響時，浙江省大部分地區有暴雨到大暴雨，而“莎莉嘉”影響時僅報了小雨的原因。

圖6a 10月18日08時850 hPa水汽通量散度場

圖6b 10月22日08時850 hPa水汽通量散度場

5.2 渦度和散度場

對比分析10月18日20時850 hPa的渦度場和10月22日08時的渦度場(圖略)，發現“莎莉嘉”臺風影響時，正渦度中心在海南及福建，在浙江西南部基本處在0線附近。而在“海馬”臺風影響期間浙江基本是一個正渦度區，中心略偏南。表明“海馬”臺風影響時中心附近的上升運動較“莎莉嘉”臺風影響時強。散度場的分布和渦度場相似，但總體強度不強。

6 結 語

6.1臺風“莎莉嘉”和“海馬”兩個臺風生成時間和前期移動路徑總體相同，但由于副熱帶高壓的強度略有不同，使得兩個臺風在我國登陸地點有所不同，但臺風登陸位置總體偏南，相對離浙江省較遠。臺風“莎莉嘉”在浙江影響產生的強降雨為臺風遠距離暴雨，而“海馬”臺風的降雨為本體環流降雨。

6.2臺風遠距離影響時，受東及東南氣流影響時，地形影響作用明顯增大。因此地形作用是“莎莉嘉”臺風暴雨中心形成的主要原因之一。

今后在預報中需特別關注地形在臺風外圍東南或偏東氣流影響中對降水的增幅作用。

6.3“莎莉嘉”和“海馬”臺風是前后影響，間隔時間短，臺風影響時都有冷空氣活動，但“莎莉嘉”臺風影響時，冷空氣已經先期影響，影響位置達到25°N～30°N，低層弱冷空氣與臺風低壓東北側的東南風急流在浙江南到中部一帶相遇，暖濕空氣在弱冷空氣形成的低層冷墊上爬升，加強了上升運動，使得臺風倒槽維持時間長，過程降水量大。“海馬”臺風影響時冷空氣相對位置偏北，在33°N以北，雖然受臺風低壓環流影響，本體水汽條件好，但水汽輸送條件差，能量補充不足，相對過程雨量小。因此臺風殘留云系與其他天氣系統共同影響，特別是和冷空氣是否結合及結合位置相對更重要，在預報中需特別關注。

6.4秋季登陸臺風，因在移動過程中，能量損耗和來源不足，相對減弱會較快，風速隨之減小，因此應更加注重雨的預測。

[1] 陳聯壽，丁一匯.西太平洋臺風概論[M]北京:科學出版社，1979.

[2] 程正泉，陳聯壽，徐祥德，等.近十年中國臺風暴雨研究進展[J].氣象，2005，31(12):3-9.

[3] 陳久康， 丁治英.高低空急流與臺風環流耦合下的中尺度暴雨系統[C]//中尺度天氣和動力學研究.北京: 氣象出版社，1996:171-179.

[4] 叢春華，陳聯壽，雷小途,等.臺風遠距離暴雨的研究進展[J].熱帶氣象學報，2011，27(2):264-270.

[5] 陳聯壽. 登陸熱帶氣旋暴雨的研究和預報[C]//第十四屆全國熱帶氣旋科學討論會論文摘要集. 2007: 3-7.