臺風(fēng)“玲玲”對黑龍江暴雨影響分析

孫洪偉，張 鑫，趙夢然，王京京

(1.佳木斯市氣象局，黑龍江 佳木斯 154000；2.黑龍江省氣象臺，黑龍江 哈爾濱 150030)

1 引言

2019 年 9 月 7 日 08 時(shí)-8 日 08 時(shí)， 受 13 號臺風(fēng)“玲玲”影響，黑龍江省中東部地區(qū)發(fā)生了一次范圍較大的暴雨天氣過程， 本文針對此次暴雨過程分別從環(huán)流背景、水汽條件、熱力條件、動(dòng)力條件等方面進(jìn)行了一次全面的診斷分析， 深入的研究此次臺風(fēng)暴雨過程的主要影響機(jī)制與暴雨落區(qū)， 為以后預(yù)報(bào)服務(wù)提供參考。

2 資料

本文選取降水資料為黑龍江省國家站及區(qū)域自動(dòng)站的小時(shí)降水資料及日降水資料， 環(huán)流場資料為NCEP 提供的 1°X1°一天 4 次的再分析資料，包括常規(guī)地面資料、高空觀測資料、物理量診斷分析資料。

3 降水實(shí)況分析

9 月 7 日 08 時(shí)-8 日 08 時(shí) 24 h 黑龍江地區(qū)的累計(jì)降水實(shí)況，據(jù)國家站及區(qū)域站累計(jì)1074 個(gè)站點(diǎn)降水統(tǒng)計(jì)顯示，有180 個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)超過50 mm 的降水，部分區(qū)域站累計(jì)降水量超過100 mm，230 個(gè)25-50 mm 的大雨。 國家站中最大降水量出現(xiàn)在佳木斯湯原，累計(jì)96.4 mm，暴雨主要集中在哈爾濱-鶴崗-佳木斯同江一帶。

選取累計(jì)降水量達(dá)到暴雨國家站的逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，降水時(shí)段主要集中在7 日夜間，此次降水過程，小時(shí)雨強(qiáng)不是很突出，國家站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析顯示，僅有三個(gè)時(shí)次個(gè)別站點(diǎn)（慶安、雙城）雨強(qiáng)超過20 mm/h，大部分站點(diǎn)小時(shí)降水都在15 mm 以下，降水主要發(fā)生在7 日23 時(shí)-8 日06 時(shí)。

2019 年 9 月 7 日 15 時(shí)-8 日 08 時(shí) 部 分 時(shí) 段FY2G 紅外衛(wèi)星云圖可以清楚地看到臺風(fēng)在15 時(shí)左右開始明顯影響到黑龍江省， 部分地區(qū)開始有少量降水，隨著系統(tǒng)東南移動(dòng)，逐漸影響到黑龍江省中東部地區(qū)，黑龍江省中尺度系統(tǒng)逐漸發(fā)展加強(qiáng)，從云頂亮溫分析，系統(tǒng)移動(dòng)過程中，對黑龍江省產(chǎn)生影響的云團(tuán)云頂亮溫一直維持在-40 ℃左右，在7 日21 時(shí)-8 日 06 時(shí)有一個(gè) 10 ℃左右的下降，<-50 ℃，而降水也主要集中在這段時(shí)間，直到8 日08 時(shí)，云系主體移出黑龍江省。 從云圖分析，此次降水過程主要是臺風(fēng)移動(dòng)過程中外圍云系所帶來的降水。

4 環(huán)流形勢分析

圖1a 為200 hPa 平均環(huán)流形勢，從中可以看出，黑龍江位于西風(fēng)槽前， 槽前有西南—東北走向的高空急流，47°N 附近， 有最大風(fēng)速超過 62 m/s 的高空急流，7 日夜間暴雨落區(qū)對應(yīng)高空急流的右后側(cè)，急流入口右側(cè)的高空輻散為7 日夜間暴雨發(fā)生提供了抬升機(jī)制。

圖1 7 日 20 時(shí)-8 日 08 時(shí)（a）200 hPa；（b）500 hPa；（c）850 hPa；（d）地面平均高度場(單位 ：dagpm)、流場 (單位 ：m.s-1)

圖1b 是500 hPa 平均形勢場， 呈現(xiàn)為兩脊一槽的環(huán)流形式，貝湖附近有冷渦存在，副高維持在日本海一帶，在環(huán)流形勢場上顯示為深厚的高空槽，暖濕空氣沿著槽前西南氣流、 副熱帶高壓西北側(cè)源源不斷的供給黑龍江，從圖中可以看出，臺風(fēng)“玲玲”減弱后的熱帶風(fēng)暴是此次暴雨過程的主要影響系統(tǒng)，副熱帶高壓也起到了水汽輸送作用。

圖1c 是850 hPa 平均環(huán)流形式， 從圖中可以看出， 東北地區(qū)都處于低值系統(tǒng)中， 系統(tǒng)前有超過20 m/s 的低空急流，急流左側(cè)有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。

圖1d 是地面平均環(huán)流形式， 黑龍江省完全受“玲玲”減弱后的熱帶低壓控制，低壓中心995 hPa。

5 物理量診斷分析

5.1 熱動(dòng)力條件

8 日02 時(shí)850 hPa 垂直速度，在哈爾濱-佳木斯一帶有明顯的上升運(yùn)動(dòng)。 沿130°E 剖面分析，可以明顯看出暴雨中心低層輻合高層輻散，500 hPa 以下低層，暴雨中心有很強(qiáng)的負(fù)渦度平流，有很強(qiáng)的輻合氣流，在200 hPa 以上高層，有很強(qiáng)的正渦度平流，有很強(qiáng)的輻散氣流。 假相當(dāng)位溫低層隨高度上升而減少，在500 hPa 以上隨高度上升而增加，降水中心垂直速度較大，相對濕度整層偏大，發(fā)展高度較高，熱動(dòng)力條件有利于暴雨發(fā)生。

5.2 水汽條件

水汽通量可以很好的追蹤水汽來源和水汽輸送軌跡， 而水汽通量散度圖可以很好地反映水汽的輻散程度， 水汽通量散度的值越小表示水汽聚合程度越高。 7 日 14 時(shí)-8 日 08 時(shí)每 6 h850 hPa 水汽通量圖顯示， 在7 日14 時(shí)低層有兩支明顯的水汽輸送帶， 一支是受臺風(fēng)外圍渦旋影響產(chǎn)生的從我國南海到東海海域的水汽輸送帶， 一支是受副高西側(cè)影響產(chǎn)生在日本東南部海域的水汽輸送帶， 隨著臺風(fēng)登陸減弱，我國東海附近水汽輸送強(qiáng)度明顯減弱，副高西側(cè)水汽輸送帶仍在維持，但強(qiáng)度也有所減弱，所以導(dǎo)致黑龍江暴雨的主要水汽來源是臺風(fēng)外圍攜帶的水汽， 可以明顯看到臺風(fēng)外圍和暴雨落區(qū)之間有一個(gè)弧形的水汽輸送帶，隨著臺風(fēng)“玲玲”的移動(dòng)，臺風(fēng)外圍所攜帶的水汽被源源不斷的輸送到我國東北地區(qū)，而且在移動(dòng)過程中，水汽通量大小隨臺風(fēng)登陸減弱而減小，水汽主體保持在黑龍江省外圍，經(jīng)過黑龍江省的水汽通量在8 日02 時(shí)左右達(dá)到最大。

7 日 14 時(shí)-8 日 08 時(shí)水汽通量散度圖， 可以明顯的看到，在02 時(shí)左右黑龍江省中部地區(qū)水汽通量散度明顯下降，水汽聚合程度大幅度提高，在這段時(shí)間降水強(qiáng)度達(dá)到最大， 水汽通量散度輻合區(qū)與暴雨落區(qū)吻合度很高。

6 總結(jié)

(1)臺風(fēng)登陸后減弱的熱帶風(fēng)暴是此次降水過程的主要影響系統(tǒng)，系統(tǒng)移速較快，副熱帶高壓的維持也對臺風(fēng)的移動(dòng)和暴雨的發(fā)生產(chǎn)生了有利影響；衛(wèi)星云圖上可以明顯的看到中尺度系統(tǒng)活動(dòng)， 云頂亮溫變化清晰， 在7 日22 時(shí)-8 日06 時(shí)黑龍江省中尺度對流系統(tǒng)發(fā)展較為強(qiáng)盛， 降水主要發(fā)生在這個(gè)時(shí)段。

（2）高低空配置上，200 hPa 高空急流右側(cè)強(qiáng)輻散抽吸作用， 與低空急流左側(cè)及地面低壓的輻合上升運(yùn)動(dòng)，為暴雨的發(fā)生提供了強(qiáng)有力的抬升機(jī)制。

（3）臺風(fēng)移動(dòng)過程中產(chǎn)生的動(dòng)力熱力條件有利于暴雨的產(chǎn)生，輻合上升運(yùn)動(dòng)可延伸至200 hPa。

（4）副高西側(cè)及我國東海的兩條水汽輸送帶對臺風(fēng)水汽的積累有很大的促進(jìn)作用， 臺風(fēng)外圍攜帶水汽是黑龍江省此次暴雨過程的主要水汽來源。

(5)暴雨落區(qū)與高空急流的右側(cè)、低空急流的左側(cè)、 垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)上升區(qū)及水汽通量散度輻合區(qū)有較高的吻合度。