受臺風“溫比亞”影響丹東地區出現區域性大暴雨天氣過程總結

羅箭宇，宋麗麗，李慧琳，徐璐璐，李瑞晗

（丹東市氣象臺，遼寧丹東118000）

臺風是我國主要的氣象災害之一，也是預報工作中的重點和難點。盡管每年影響北方的臺風次數不多，但臺風仍然是造成北方暴雨的重要天氣，特別是在125°E以西登陸北上的臺風，往往會給北方帶來大風和強降水天氣。Foley等在臺風研究中發現：在冷空氣作用下維持的臺風系統，經常造成中高緯度的災害性天氣，如大風、特大降水等。臺風所引發災害的等級和登陸后的演變趨勢存在一定差異，是臺風預報工作中的難點。本文對2018年第18號臺風在影響遼寧省時造成遼寧東南部地區區域性大暴雨降水過程進行分析?！皽乇葋啞庇?7日4時在上海浦東登陸，登陸時強度為熱帶風暴級（中心氣壓985hpa，23m/s，9級）。8月19日夜間從魯西南進入山東?。ㄖ行臍鈮?95hpa，26m/s，7級），受其影響，山東省出現大到暴雨，局部大暴雨天氣過程。隨后外圍云系開始影響遼寧地區，2018年8月19日11時至20日14時,遼寧南部地區出現強降水，大連地區平均降水量達155毫米。最大降水量出現在大連旅順口區董砣子村，為346.6毫米；最大小時降水量出現在大連金州區松木島化工園區，為89.7毫米。20日早從山東省東營再次入海進入渤海灣（中心氣壓995hpa，18m/s，8級），受其影響，19日夜間至20日夜間丹東地區出現區域性大暴雨降水過程，主要降水時段在8月20日白天至夜間。8月20日14時臺風中心大連南側（中心氣壓990hpa，20m/s，8級）至20日23時溫比亞停編。

1 天氣實況

受第18號臺風“溫比亞”影響8月19日11時～21日8時遼寧東南部出現強降水。全省1587個氣象觀測站中，平均降水量為51.9毫米；最大降水量346.6毫米，出現在大連旅順口區董砣子村；1小時最大降水量89.7毫米，出現在大連金州區松木島化工園區。最大風力12級（33米/秒），出現在大連旅順蛇島。其中，19日夜間至20日夜間丹東地區出現區域性大暴雨降水過程，主要降水時段在8月20日白天至夜間。丹東地區過程平均降水量131.2毫米，丹東、東港、鳳城、寬甸4個常規站降水量分別為133.8毫米、158.3毫米、134.1毫米和95.1毫米，有8個自動站出現暴雨，76個自動站出現大暴雨，最大降水量出現在東港市大孤山站為195.0毫米（見圖1）。此外，丹東南部地區出現7級以上大風。

圖1 過程降水量

圖2 20日08時500hpa分析

2 環流背景

臺風“溫比亞”大暴雨天氣過程是在熱帶、副熱帶、西風帶系統共同作用下出現的（見圖2），西太平洋副熱帶高壓相對穩定，副高外圍同時存在2個臺風（18號臺風“溫比亞”以及19號臺風“蘇力”，西風帶中有弱短波槽東移。

熱帶氣旋運動主要來自大尺度引導氣流和氣旋環流與其環境相互作用。對一個特定的熱帶氣旋，各種影響因子的相對重要性是不確定的，強度變化可能是多個因子影響的綜合結果。在臺風“溫比亞”活動期間，歐亞地區中高緯度為兩槽一脊的形勢，高壓脊位于俄羅斯貝加爾湖地區，俄羅斯東部成阻塞高壓和切斷低壓成對出現的高空形勢。鄂霍茨克海西側阻塞高壓的維持，使歐亞中高緯度環流形勢較穩定。由于從貝加爾湖西北側不斷有冷空氣東移補充南下，使華北地區有短波槽穩定維持，有效地阻擋了位于日本附近的副熱帶高壓向黃海西進，有利于臺風“溫比亞”在槽前沿著副熱帶高壓邊緣渤沿海灣北上。

19日20時位于山東省中部的臺風“溫比亞”中心附近的風速很大，強度強。此時，其北部的東南和偏東急流有利于東海海面上的水汽向遼寧南部地區輸送，臺風東北側的外圍云系給遼寧南部地區（大連地區）帶來了成片的暴雨。臺風再次入海以后向北偏東方向移動，移速加快，強度開始略有加強后迅速減弱。20日02～14時，由于19號臺風“蘇力”阻擋副高南伸，造成丹東地區強降水期間副高較穩定。但“蘇力”與“溫比亞”間低空急流沒有連接，此時“溫比亞”的能量和水汽來自東海，“溫比亞”低層臺風系統對應500hPa高度短波槽，并位于高空槽前西南急流引導氣流里，引導向東北方向移動?！皽乇葋啞钡呐瘽窠Y構與冷空氣相互作用是形成丹東20日強降水的主要原因（見圖3）。

3 高、低空急流配置

臺風“溫比亞”高空急流分布情況類似基本呈東—西向，位于遼寧中部以北地區。遼寧位于“溫比亞”低空急流頂部，20日02至08時丹東地區強降水落區位于高空急流右后方輻散與低層東南急流左前方輻合耦合區。20日08至20時，臺風“溫比亞”環流主體位于渤海灣灣口處，強度維持。東側偏南風急流向北移動到遼寧東南部，因此20日白天丹東地區依舊出現強降水。21日08時以前，“溫比亞”一直沿副熱帶高壓西側向北、向東移動，移動路徑在我國東部海上，移動緩慢。21日08時，減弱的臺風北移到黑龍江東南部，其西北部為冷平流，冷空氣的進入使其暖心結構遭到被壞，低渦環流減弱，迅速減弱合并短波槽成為西風帶中的一個冷槽。

在“溫比亞”影響期間，對流層上層40～50°N為帶狀急流區，最大急流核位于東北地區上空。8月19日20時，高空急流較上一個時次有所發展，中心風力由36m/s增強至42m/s，臺風移至高空槽和反氣旋環流的過渡地帶，200hPa引導氣流風速變大，溫比亞移動速度加快。隨著溫比亞的迅速北上，8月20日02時，溫比亞進入高空急流的右后方，與槽前西南氣流疊加，此后的18小時內，溫比亞一直處在高空槽前的正渦度區內，對流層上層輻散場的配合促使溫比亞入海后發展加強為強熱帶風暴。8月21日02時，溫比亞北上進入急流內部，與高空急流的耦合作用促使其變性后仍維持較強的強度繼續北上。溫比亞與高空槽的耦合作用特別明顯，槽前正渦度及輻散場的配合使得溫比亞變性后明顯發展。

圖3 19日20時至20日20時500hpa實況分析

4 物理量分析

4.1 水汽條件

從整層水汽通量散度和水汽通量空間分布情況，分析水汽的輸送和源、匯特征?！皽乇葋啞迸_風影響遼寧期間，雖然副高南側存在臺風“蘇力”，但“蘇力”與“溫比亞”距離遠，且有副高西側阻擋，兩個臺風之間水汽通量非常小，水汽輸送作用小，而“溫比亞”水汽來源其東側與副高間東南急流從東海輸送的水汽，遼寧的水汽來源于“溫比亞”北上攜帶的東海、渤海水汽在遼寧東南匯聚。水汽的不持續行造成溫比亞降水時間較短。

分析本次過程丹東地區降水中心水汽通量、水汽通量散度、比濕和比濕垂直差分情況。定量診斷水汽特征，“溫比亞”臺風影響期間，水汽主要源自副高外圍的水汽輸送以及自身攜帶的水汽，19日20時，水汽通量的大值區已經移動到大連地區，低層增濕明顯，東部達70kg/m2，且水汽通道好。對應的大連地區降水量級也比較大；20日08時，水汽通量散度的輻合中心移至丹東地區，隨后的6～12 h，水汽通量及水汽輻合迅速增強，丹東地區地區的降水強度明顯加大，20日14時達到過程的最強階段，水汽通量達 30 ×kg·m-1·s-1，水汽通量散度達 -180×10-6kg·m-2·s-1，強度較強，“溫比亞”過程遼寧強降水中心上空比濕垂直差分小，20日02～20時700hPa以下數值在2 g/kg以下，說明水汽基本隨高度等比濕。“溫比亞”臺風水汽輸送和輻合時間短，但強度強。

4.2 散度場

從散度場的變化上看，本次暴雨過程，輻合層較低，大多在700 hPa以下，這種輻合作用加強了對流層低層水汽輻合，也是本次過程降水強度較大的原因之一。同時與之配合的高空槽東移緩慢，冷空氣補充，低層切變系統在東南部，上下層系統配合好，中低層南、北風風力較強，高層輻散區和低層輻合區在大連到丹東一帶配合，散度場在丹東地區剖面圖上的輻合中心位于邊界層中，有利邊界層中的水汽輻合，對降水有加強作用；其高層有輻散中心與之配合。

4.3 熱力條件

隨著臺風“溫比亞”的向東向北移動，其攜帶的高能高濕的空氣也隨之北上，19日20時到 20日 20時，假相當位溫大值區在遼寧東南部70℃～80℃，配合系統有利于遼寧東部短時強降水。同時丹東地區假相當位溫變化顯示：暖濕氣團逐漸向東向北推進850 hPa θse≥340 K 的等值線向北伸展到遼寧省中部，增強了大氣的濕度和不穩定性，有利于降水的發生。

5 云圖

20日08時，云圖上可以清晰看到臺風以及不對稱的云系分布，較強的降水主要發生在渦旋中心的東北方向部。遼寧省東南部地區省位于云系北部，以中高云為主，降水已經開始（見圖4）。在以后的演變過程中，臺風的螺旋結構逐漸變得松散，最終并入西風槽中，遼寧省的降水也逐步結束。

6 歐洲中心連續3個預報時次預報訂正

20日實況，全地區普降大暴雨，82個自動站里，達暴雨站的有10個，其余均為大暴雨，平均降水量127mm，最大降水量出現在東港南部的孤山鎮，為187mm。對于EC連續3個時次對20日的降水預報，19日08時預報整體量級偏大，平均降水量在180mm左右，并且降水極值區域預報偏北，預報在鳳城地區，最大降水量預報接近250mm，偏大，寬甸地區預報效果較好。19日20時預報調整較大，整體平均降水量級減少60～80mm，降水極值地區依舊偏北，預報在鳳城地區。20日08時預報效果最好，不僅預報出降水極值地區在東港南部，同時預報全市平均降水量在100～120之間，且降水弱區也有體現，雖然預報范圍偏大偏南，但是存在未達大暴雨的預報指示（見圖5）。綜上所述，EC在24小時內的3次預報，每一次調整都更加接近實況，并且對本次預報效果較好。

7 結語

由于臺風“溫比亞”移動路徑，與其相配合的高空槽東移緩慢，冷空氣補充充足，低層切變系統在遼寧省東南部維持，上下層系統配合好，同時高層輻散、低層輻合在遼寧省東南部配合，造成強降水天氣過程。

本次降水低層增濕明顯，東南部達70kg/m2，且水汽通道好；大值區在遼寧東南部假相當位溫70℃～80℃，配合系統有利于遼寧東南部出現短時強降水。

對于本次臺風的預報EC在24小時內的3次預報，每次調整都更加接近實況，并且對于本次預報的效果較好。

圖4 20日08時可見光云圖

圖5 19日08時至20日08時3個時次對20日降水量的預報與實況