王佳禹 王英梅 任建春 周立馥 石永昌

摘要? ? 本文針對2019年8月10—15日大連一次臺風遠距離暴雨過程,從降水概況、臺風移動路徑、降水天氣形勢進行了闡述,分析了動力、熱力、水汽等條件對此次大暴雨發生發展的作用,以期為臺風遠距離暴雨的預報提供參考。
關鍵詞? ? 暴雨;“利奇馬”臺風;環流背景;影響系統;大連地區
中圖分類號? ? P458.1+21.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2020)03-0185-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
臺風是最強的暴雨天氣系統,臺風導致的暴雨區可分為2種:一是臺風與中緯度系統相互作用產生的遠距離暴雨區;二是臺風自身渦旋直接引起的暴雨區。
本文利用MICAPS氣象數據資料、數值預報產品和自動站資料對2019年8月10—15日發生在大連的一次臺風遠距離暴雨過程進行了詳細分析,對大暴雨過程的環流背景、影響系統、動力場、水汽場等演變的特征及其與此次大暴雨天氣過程之間的關系進行了診斷分析,說明了動力、水汽等條件對此次大暴雨發生發展的作用。
1? ? 降水概況
2019年8月10—15日,受9號臺風“利奇馬”和冷空氣共同影響,大連地區普降暴雨到大暴雨。此次降水過程持續時間長、雨量大,全區220個氣象觀測站中有164個站降水量 >100 mm,有21個站降水量>250 mm。大連市氣象局于8月10日17:00啟動氣象災害(臺風)Ⅱ級應急響應,于8月13日10:00啟動氣象災害(暴雨)Ⅰ級應急響應。
2? ? 臺風移動路徑分析
9號臺風“利奇馬”于2019年8月4日下午在西北太平洋洋面上生成,17:00其中心位于臺灣省臺北市東南約1 360 km的西北太平洋洋面上(17.1 N°,131.5 E°),中心附近最大風力為8級,中心最低氣壓為998 hPa,向西偏北方向移動;于8月10日1:45在浙江溫嶺登陸,中心最大風力達到16級,成為2019年以來登陸我國強度最強的臺風;隨后其縱穿浙江、江蘇兩省并移入黃海海面,又于8月11日20:50在山東省青島市黃島區沿海再次登錄;12日0:00西進回旋,隨后北上消亡;13日11:00之后以殘渦及臺風倒槽形式影響遼寧省,最終于8月13日14:00被中央氣象臺停止編號。
3? ? 降雨天氣形勢分析
3.1? ? 200 hPa形勢分析
此次暴雨天氣過程開始之前,一大槽線從貝加爾湖延伸到我國內蒙古地區,把來自西伯利亞的冷空氣輸送到我國東北地區。隨后大槽加深發展,大連地區位于槽前,有強烈的上升運動,有利于暴雨發生發展。
另外,10號臺風“羅莎”到達大連東部后,臺風切變線造成鋒生,北上暖濕空氣和臺風倒槽共同作用造成斜壓不穩定,從而導致遼寧東部降水。在暴雨發生之后,高空槽繼續東移,隨著槽線過境,大連地區開始處于槽后冷平流及下沉氣流控制區域,強降水過程也隨之結束。
3.2? ? 500 hPa形勢分析
10日8:00,歐亞中高緯度500 hPa中高緯為“兩脊一槽”型環流形勢,持續引導冷空氣南下,大連地區受槽前的西南急流控制。槽與副熱帶高壓的穩定維持把大量暖濕空氣輸送到大連上空,與北方頻繁南下的冷空氣相交綏,為大連暴雨提供了有利的環流條件。13日20:00副高西進北上,促使高空槽繼續東移北上,大連地區由副熱帶高壓588 dagpm線以內偏西氣流控制,此次強降水過程基本結束。
3.3? ? 850 hPa形勢分析
11日,遼寧西北部的偏北氣流與遼寧南部的偏南氣流在遼寧地區形成風向的輻合,強降水開始。臺風“利奇馬”頂部切變線位于遼寧南部地區,冷空氣由槽引導向南輸送,急流引導暖濕空氣向北輸送,二者在遼寧地區匯合,冷暖空氣交匯處即為強降水發生的區域。
4? ? 天氣診斷分析
4.1? ? 動力條件
從8月11日12:00到13日12:00 850 hPa渦度場變化情況可以看出,對流層中下層的正渦度中心由山東經渤海至遼寧南部地區移動,渦度逐漸增大,有利于在對流層中低層的上升運動,為強降水的維持與發展提供了良好的動力條件。
從散度場上看,8月12日0:00大連200 hPa為正散度場、1 000 hPa為負散度場,200 hPa強輻散中心大體鉛直向下的位置對應低層1 000 hPa輻合中心,大連地區高層輻散、低層輻合有利于上升運動,為大連大暴雨的發生創造了有利條件。
4.2? ? 熱力條件
假相當位溫的定義為濕空氣中的所有水汽凝結并釋放潛熱后空氣塊所具有的位溫值。假相當位溫的分布能夠反映大氣中濕斜壓能量的分布,假相當位溫的高值區為高溫高濕的高能區[1-2]。臺風“利奇馬”降水開始之前θse850達到340 K,屬于一個高能中心,超過暴雨指標,滿足暴雨發生的熱力條件。在700~850 hPa之間假相當位溫隨高度減小,不穩定條件明顯,說明在中低層高溫高濕的有利環境下,暖濕空氣的輻合抬升促進了不穩定能量的發展,有利于強降水的形成[3-4]。
4.3? ? 水汽條件
10號臺風“羅莎”北上為“利奇馬”過程提供暖濕空氣,暖濕空氣的持續輸送為暴雨區提供了充沛的水汽和不穩定能量。
若A<0,則水汽通量是輻合的;若A>0,水汽通量是輻散的。在臺風“利奇馬”降水過程中,大連地區水汽通量散度為負值,上空以水汽輻合為主,降水分布形態與水汽通量輻合區分布有較好的對應關系[5]。
5? ? 結論
(1)臺風“利奇馬”具有維持時間長、強度穩定等特點,其本體和外圍造成的降水均帶來較嚴重的影響。
(2)散度場配置為高層輻散、低層輻合的高低空配置,有利于上升運動的發展,進而有利于強降水的產生。
(3)假相當位溫隨高度減小,在中低層高溫高濕的有利環境下,暖濕空氣的輻合抬升促進了不穩定能量的發展,有利于強降水的形成。
6? ? 參考文獻
[1] 曹曉崗,王慧,漆梁波.臺風與冷空氣對“13·10”上海特大暴雨過程的影響分析[J].暴雨災害,2014,33(4):351-362.
[2] 梁軍,張勝軍,黃艇,等.遼東半島“達維”(1210)臺風暴雨的診斷分析[J].氣象,2015,41(3):364-371.
[3] 陸桂榮,王文,于懷征,等.臺風“達維”對山東日照“08.03”暴雨天氣過程的影響分析[J].干旱氣象,2014,32(2):256-262.
[4] 沈杭鋒,高天赤,周春雨,等.臺風海葵引發浙西山區大暴雨的成因[J].氣象,2014,40(6):733-743.
[5] 周福,錢燕珍,方艷瑩,等.“燦鴻”臺風造成浙江東北部大暴雨成因分析[J].氣象,2016,42(3):305-313.