苗春艷
(阿榮旗氣象局,內蒙古自治區 呼倫貝爾162750)
2020年9月3日至5日,受低渦和第9號臺風“美莎克”的影響,呼倫貝爾市出現了一次暴雨天氣過程,此次過程影響范圍大、累計雨量大、強降雨落區重復、風雨交加等特點。9月3日08時-4日16時呼倫貝爾市出現了明顯的降雨大風天氣。據統計全市266個監測站共228個站有降雨,區域內平均降雨量24.7 mm,其中,累計降雨量(100-249.9 mm)3個站,累計降雨量(50-99.9 mm)80個站,累計降雨量(25-49.9 mm)39個站,累計降雨量(10-24.9 mm)64個站,累計降雨量(0.1-9.9 mm)42個站。最大降雨量出現在阿榮旗興安鎮為125.1 mm,最大小時雨量出現在莫力達瓦達斡爾族自治旗漢古爾河3日23-00時16.9 mm/h。
臺風“美莎克”雖然是在強度減弱后進入呼倫貝爾市地區,但與冷空氣相結合,致使呼倫貝爾市多地風力較大。據統計風力氣象監測站共122個站點極大風速達到8級以上,其中,有1個站點極大風速達到11級(28.5-32.6 m/s),6個站點極大風速達到10級 (24.5-28.4 m/s),30個站點極大風速達到9級(20.8-24.4 m/s),85個站點極大風速達到8級(17.2-20.7 m/s)。極大風速最大值出現在莫旗民族園,為31.6 m/s。
臺風“美莎克”帶來的強風雨天氣造成呼倫貝爾市農區南部和林區東北部地區部分農田出現內澇和土壤過濕加重,大面積作物倒伏,對玉米、水稻、大豆等作物灌漿乳熟產生不利影響,同時基礎設施也有不同程度的損毀。據民政部門統計共有3個旗市,27個鄉鎮遭受洪澇災害,受災人口1.7萬人,受災面積達7818公頃,直接經濟損失約47462.12萬元。
通過500 hPa形勢分析,臺風“美莎克”以東海面上存在強大的副熱帶高壓帶,588線位置北抬至北緯43°附近,為臺風留出一條北上的通道。2日20時,“美莎克”影響過程中氣旋性環流北側有高空槽東移南下,3日08時高空槽形成低渦。3日20時,“美莎克”進入黑龍江地區,高空冷渦逐漸東移并加強。冷空氣的進入大大改變了臺風“美莎克”原本的暖性內核,變性為溫帶氣旋。“美莎克”與冷空氣結合,副熱帶高壓高西側的西南氣流將低緯度地區的水汽源源不斷地向高緯度地區輸送,促使降水逐漸加強。
4日08時,位于呼倫貝爾市北側上空的冷渦移動速度減緩并停滯在東經128°附近,使南下的冷空氣與暖濕氣流在呼倫貝市地區上空交匯,較強的冷暖空氣高低空配置,形成較強的熱力不穩定層結,利于對流天氣的發生發展。5日08時,隨著“美莎克”東移北上,副熱帶高壓東退,冷空氣與臺風環流之間的相互作用減弱,呼倫貝爾地區降水強度明顯減弱。
3日20時,臺風“美莎克”登錄后強度明顯減弱,在黑龍江境內變性為溫帶氣旋,雖強度變弱,但在另一個系統高空低窩的助攻下,極有利于對流天氣的發展。低壓中心氣壓低至980 hPa,地面等壓線密集,氣壓梯度大,利于大風的出現,4日08時,伴隨系統北偏西移入,呼倫貝爾市位于低壓中心,強度維持。從3日20時至4日20時,氣旋中心移動路徑看,氣旋中心逐漸東移北上,且移動路徑緩慢,促使呼倫貝爾市出現持續穩定的降水,這是產生暴雨的一個重要原因。4日20時至5日20時,氣旋中心減弱,主體快速東移北上,風力也隨之減小,降水逐漸減弱并結束。
通過對水汽通量散度垂直剖面圖的分析,揭示了大暴雨的水汽來源路徑及重要水汽通道。當水汽通量散度為正值時,表示水汽處于輻散狀態,水汽輸送出去的多;當水汽通量散度為負值時,表示水汽處于輻合狀態,水汽輸入的多。通過對850 hPa水汽通量散度圖的分析發現,3日20時,水汽通量散度值均為-50g·(cm2·hPa·s)-1,4日08時,呼倫貝爾市東南部地區處于大值區,水汽通量散度值達到-200g·(cm2·hPa·s)-1,為輻合狀態,上升運動顯著,說明強的水汽輻合是暴雨發生的重要因素之一。
對比濕條件的對比分析,數值越大,說明空氣中的水汽含量越多。當比濕值達到相當大的數值時是形成暴雨很重要的一個因素。通常情況下,當比濕≥8 g/Kg是出現暴雨的必要條件,加上有充分的水汽供應,出現暴雨幾率更大。
自3日20時至4日20時從925 hPa到700 hPa,高密地區整層比濕一直保持在8 g/Kg以上。呼倫貝爾市東南部地區比濕一直維持在10 g/Kg以上的持續時間較長,隨著臺風的移入,從3日傍晚至4日上午,低空東南急流將水汽持續穩定地向呼倫貝市地區輸送,為此次暴雨提供了水汽條件。
通過自3日20時至4日20時的降水預報圖與實況圖的對比分析,國內GRAPES模式預報降水量偏小,日本模式對于臺風路徑的預報偏西,EC模式預報的500 hPa高度場位置較為準確,另外也對850 hPa風場做出了較為精確的預報,預報風速與實況比較略偏小。
對于降水的時間、落區和強度的把握上,國內GRAPES模式預報場與實況相比較有所偏差,對于降水強度的預報偏弱,但是對于降水落區預報較好。
(1)此次暴雨天氣過程是高低緯度共同作用的結果,在高、低空急流相互配合并穩定維持的情況下,為暴雨的形成輸送了大量不穩定能量。在副熱帶高壓的作用下,南方海域的水汽輸送至北方地區,為本次暴雨過程提供充沛的水汽條件。
(2)分析太平洋副熱帶高壓的特點和變化、對臺風的影響和作用,總結副熱帶高壓與其他系統的相互作用,對今后“臺風”及暴雨的預報分析具有重要作用。
(3)臺風“美莎克”緯度略高,移動過程中副高東退,為臺風留出了一條北上的通道。“美莎克”與冷空氣結合,影響范圍更廣、降雨更強、大風持續時間長、陣風風力大,致使呼倫貝爾市東南部地區出現大到暴雨。
(4)國家GRAPES模式預報與區臺的指導預報落區預報的較好,但量級略偏小;歐洲模式預報的形勢場誤差較小,比較準確。GRAPES模式對于臺風路徑和形勢場的預報還有待提高,日本模式的降水預報產品降水量在實際應用時參考性較好。