程華利 徐薇
摘 要 本文通過對1961-2015年登陸浙閩交界-福州一帶的臺風的研究,調查研究臺風過程中上升速度和假相當位溫的分布特點,以期能找出能預報出泰順臺風暴雨的相關閾值,作為泰順臺風暴雨預報的參考依據。
關鍵詞 臺風;上升速度;假相當位溫
引言
泰順屬于山地氣候,臺風暴雨易造成境內塌方、滑坡、泥石流等次生地質災害,故研究浙閩交界-福州一帶登陸的臺風,對泰順臺風暴雨意義重大。上升速度體現了臺風過程中的各層次的動力條件,對臺風暴雨的診斷具有很好的參考性;假相當位溫體現臺風過程中能量的變化,在臺風暴雨過程中具有良好參考意義。
1資料和方法
由于臺風暴雨最大時段基本發生在臺風登陸前后24小時,故利用NCEP的2.5X2.5格點資料,通過計算公式導出上升速度和假相當位溫資料,結合臺風登陸時間和雨量情況,調查研究臺風登陸時間點前后24小時的1000-100hpa層次上的上升速度和假相當位溫變化特征[1]。
2各類路徑的臺風和泰順雨量的特點分析
據統計,1961-2015年在浙閩交界-福州登錄型臺風共有30個,強熱帶風暴級以上的臺風有24個,熱帶風暴3個,熱帶低壓3個。分4類路徑:①登錄后西行6個;②登錄后西北行10個;登錄后北上8個;登錄后西南行6個。其中以登錄后西北行和北上的臺風為最多,占比75%。
臺風登陸居強度和雨量存在一定的規律性。如強熱帶風暴級平均雨量大約在100-150毫米左右,臺風級平均雨量大約在150-200毫米左右。但強熱帶風暴級最大雨量能達300毫米以上,而臺風級最大只有200毫米以上,說明臺風雨量不但與臺風登陸強度有關,還與其與發生季節、移動路徑和環境形勢等要素有關,故還應參考其他判定條件。
由于30個臺風中,強熱帶風暴以上臺風占比較多,故各路徑下以強熱帶風暴級以上作為基準,按照路徑來比較雨量,發現登錄后西南行路徑的臺風平均雨量要遠大于其他3種路徑,這與以往登錄北上臺風影響較大的觀念有明顯出入。究原因可能是,登錄后西南行的臺風個例均出現在8-9月份,副高容易控制大陸并海上副高聯通形成高壓壩,臺風路徑上容易出現西南偏折;在臺風西南折的路徑下,泰順位于臺風東北側時間長,受東南氣流影響較大,容易造成雨量偏大[2]。
3上升速度和泰順雨量的對應特點
依照臺風登陸后必定減弱消亡的規律,上升速度最大值一般出現在臺風登陸前,登陸后逐漸減小。部分臺風上升速度最大值出現在臺風登陸后,多是因為有冷空氣或低層切變抬升等系統影響(6906,7704,7701),造成后期上升速度變化,在此不作為臺風主體影響考慮(30-3=27個)。
研究發現,無論哪種路徑,最大上升速度達到0.4以上,即會出現100以上的明顯降水。且登錄前24小時的平均上升速度的最大值,在不同路徑下,達到100毫米降水的閾值也不同:西行路徑上需要0.2以上;北上路徑,大約在0.15左右;西北和西南路徑上需要0.1即可,值越大,對應雨量也越大;
不論哪種路徑的臺風,最大值出現在500HPA以下的低層較高層有利。從最大上升速度出現的層次上看,出現在500以下層次的次數更多為19次。500以下強熱帶風暴級以上的最大上升速度量級和100毫米雨量,也能發現一些對應:低層出現0.4以上的最大上升速度,即100%可達到100毫米以上的雨量;出現0.2-0.4區間的最大上升速度,達到100毫米以上降水概率為70%;出現0.2以下的最大上升速度,能達到100毫米以上的降水概率為0。
4假相當位溫和泰順雨量的對應特點
據統計,30個臺風對流性不穩定層次均位于500hpa以下,達到500hpa的有14個,達到700hpa的占13個,達到850hpa的有3個。并且,不論何種路徑下,不穩定高度越低,對泰順平均降雨量越有利。大致有500hpa平均為100毫米,700hpa平均為100-150毫米,850hpa為150-200毫米這樣的規律。
就泰順單站而言,臺風登陸前后24小時內,1000hpa的假相當位溫的最大值、臺風登陸時θse1000的強度、甚至1000hpa到轉折層的θse差值與泰順雨量、臺風登陸強度之間沒有發現存在明顯的對應關系,不支持“假相當位溫越大,降水量越多或登陸強度越強”這樣的規律。
5結論和討論
通過對1961-2015年在浙閩交界-福州登陸的30個臺風的上升速度和假相當位溫的研究,可以得到以下結論:
(1)浙閩交界-福州登陸影響泰順的臺風雨量呈現明顯季節性,8、9月份的臺風對泰順影響更為嚴重。
(2)登錄后西南行的強熱帶風暴以上級的臺風,雨量會比同強度其他路徑的臺風更明顯。主要因為其均發生在8、9月份,而8、9月份又是大陸和海上副熱帶高壓強盛期,此路徑下泰順位于臺風東北側的時間較長,受東南氣流影響較大。
(3)低層上升速度越大,對臺風降水越有利。臺風登陸前24小時內,不論何種路徑,上升速度最大值達到0.4以上,泰順即能出現100毫米以上的明顯降水。按不同路徑,達到100毫米降水的上升速度閾值也有差異:西行路徑上需要0.2以上;北上路徑,大約在0.15左右;西北和西南路徑上需要0.1即可,值越大,對應雨量也越大;
(4)假相當位溫的不穩定層結高度,與雨量存在一定對應關系,且高度越低對降水越有利。
(5)登陸前后24小時,θse1000的最大值,有季節性反應,7月最大,8月次之,9月最小。而θse1000最大值、平均值或θse1000-θse500(θse1000-θse700或θse1000-θse850)的大小,與泰順單站雨量大小、臺風登陸強度等沒有發現明顯對應關系。
參考文獻
[1] 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.第十四屆全國熱帶氣旋科學討論會論文集.上海:中國氣象學會,2007:3-7.
[2] 叢春華,陳聯壽,雷小途,等.2012.熱帶氣旋遠距離暴雨的研究[J].氣象學報,70(4):717-727.