2013年江西省“蘇力”臺風暴雨成因分析

袁冬美　鐘思奕

摘要 利用實況資料、衛星觀測資料、雷達觀測資料、數值預報資料及NCEP/NCAR資料，分析研究2013年7月13—15日“蘇力”臺風暴雨，結果表明：“蘇力”登陸后強降水顯著偏于中心南側或前進方向左側，低壓中心移過地區降水很弱，這與垂直速度、散度、水汽通量及水汽通量散度有密切關系;后期強降水向東偏北移動，主要與高空低槽東移、副熱帶高壓西伸及低空急流日變化有關;EC模式預報的副高強度偏弱，導致臺風路徑預報偏東，模式輸出的較強降水位置與實況有較大出入，實際預報中預報員需連續跟蹤和監測實況天氣圖、數值預報模式變化，并不斷訂正模式誤差才能對暴雨做出較準確的預報判斷。

關鍵詞 臺風;不對稱性;模式檢驗

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）07–0121–04

暴雨是江西最主要的自然災害之一，暴雨的產生有很多原因，有鋒面暴雨、暖區暴雨、臺風暴雨等，其中臺風暴雨由于受到臺風路徑的影響，預報不確定性且預報難度大。2013年第7號熱帶風暴“蘇力”7月8日08：00在西北太平洋面生成，中心氣壓為1 000 hPa，并迅速發展成超強臺風，13日凌晨03：00在臺灣省新北市與宜蘭縣交界處登陸，登陸時強度為強臺風，10：00減弱為臺風，16：00在福建省福州市連江縣黃岐半島沿海二次登陸，登陸時中心附近最大風速為33 m/s（12級），中心最低氣壓為975 hPa，17：00減弱為強熱帶風暴，23：00“蘇力”在福建沙縣減弱為熱帶風暴，14日凌晨04：00從福建省建寧縣移入江西省黎川縣，05：00在江西南城縣境內減弱為熱帶低壓，并停止變化[1]。

2013年7月13—15日受“蘇力”臺風影響，江西省出現大范圍暴雨、大暴雨天氣。利用實測資料、衛星觀測資料、雷達觀測資料、數值預報資料及NCEP/NCAR資料，分析研究此次臺風暴雨過程，以提高對臺風暴雨的認識，為今后預報臺風暴雨提供參考依據[2]。

1 降水實況

受“蘇力”影響，江西出現了大范圍暴雨、大暴雨天氣的過程。從48 h累積降水量來看，7月13日20：00到15日20：00，降雨量>100 mm的站數有243個，降雨量>250 mm以上的站數有8個，集中在吉安市，最大降水中心出現在吉安市永和鎮總降水量達361.8 mm。從24 h累積降水量來看，13日20：00至14日20：00，暴雨站數有265個，大暴雨站數有124個，特大暴雨站數有7個，最大降水出現在吉安永和鎮共355.4 mm，降水集中在14日07：00～15：00這8個小時內，降水量達到298 mm，雨強位20～70 mm/h，其中14日13：00和14：00雨強最大，分別為54.2 m/h和65.5 m/h;14日20：00至15日20：00降水較13日20：00至14日20：00范圍縮小，雨量下降，雨強減弱，暴雨站數有193個，大暴雨站數有21個，最大降水中心出現在南昌灣里區，降雨量為155.1 mm，降水從15日凌晨開始發展，15日04：00和05：00雨強最強，分別為20.2 m/h和34.8 m/h（圖1）。

2 環流背景分析

在整個“蘇力”生成和消亡期間副熱帶高壓強度較強且穩定，7月12日20：00至14日08：00，500 hPa副高脊線穩定維持在33°N附近，西脊點位于111°E附近，這樣使得南側“蘇力”受到明顯偏東風的引導，“蘇力”在副高南側偏東氣流的引導下在福建一度西行進入江西，形成江西大范圍暴雨天氣過程。

3 前期臺風降水顯著不對稱結構及成因

此次臺風暴雨可分為前后兩個階段，前一階段強降水（13日20：00至14日20：00）主要是由于臺風氣旋式環流形勢所造成的，從降水分布來看，強降水分布存在明顯的不對稱，強降水基本集中在臺風中心偏南一側，北側降水明顯弱于南側;后一階段（14日20：00至15日20：00）強降水則主要是由于多個天氣系統與低壓環流相互作用而形成的，從逐6 h強降水隨時間分布來看，具有明顯的東移特點，依次分析前后期強降水成因，首先分析此次臺風暴雨前期強降水顯著不對稱的成因。

3.1 散度分析

分析散度剖面圖（圖2），13日20： 00，臺風中心（26.1°N，118.8°E）南北各1個緯距范圍內均有輻合層，但南側輻合層從地面一直延伸到300 hPa附近，而北側輻合層僅在800 hPa以下，南側輻合層較北側輻合層明顯深厚，這一特點在14日02：00剖面圖（圖2b）上更為清晰地反映出來;14日02：00，臺風中心（27°N，117.2°E）南側從有明顯輻合區，從地面一直延伸至200 hPa附近，最大輻合中心值小于-15×10-5s-1，同時在輻合區上方有顯著輻散區與之對應，最大輻散中心值大于12×10-5s-1，高層輻散對熱帶氣旋加強具有重要作用，強烈高層輻散產生抽吸作用有利于產生上升運動，而北側僅僅在低于900 hPa范圍內有弱輻合;在14日08：00散度圖（圖2c）中，雖然輻合輻散強度較前一時刻有所減弱，但同樣顯示臺風中心南側輻合層深厚，北部輻合層淺薄，南側高空輻散強于北側這一特點，這種南北散度場巨大差異也從動力條件角度佐證了南部降水強于北部。

3.2 垂直速度分析

從速度剖面圖（圖3）來看，13日20：00臺風中心位于26.1°N，118.8°E，由圖3（圖中紅色短虛線表示臺風中心位置）可看出臺風眼附近垂直運動存在明顯不對稱的結構，臺風中心南側1個緯距范圍內從900 hPa到600 hPa均表現為上升運動，上升運動中心位于800 hPa附近，中心值達到-2.0 Pa/s，而北側則受較弱的上升氣流和較強下沉氣流控制，垂直環流強度明顯弱于南側，從時間演變角度分析，14日02：00臺風中心位置位于27°N，117.2°E，臺風中心南側兩個緯距范圍從900 hPa至400 hPa均表現為強上升運動區，并且存在兩個強中心，一個位于26.5°N附近，另一個位于25°N附近，最大上升運動中心分別為-2.5 Pa/s和-3.5 Pa/s，較13日20：00上升運動的高度有所增高，最大上升速度也增強;至14日08：00，兩個強上升運動中心合并為一個強中心，由于降水物拖曳作用，強中心減弱，但強上升運動區始終位于臺風中心南側，同時從上升運動整體分布來看，明顯向南傾斜，這與南部降水強于北部降水的形勢相符。

3.3 水汽通量分析

暴雨的發生需要有充沛水汽供應。從水汽通量分布情況來看，13日20：00 850 hPa上，在臺風的東側和南側有很強的水汽通道，臺風東側的水汽通量中心達30 g/（cm·Pa·s），但西南季風并沒有為臺風提供良好的水汽，水汽主要來自于東海，表現為自身的螺旋結構。由圖4可見，水汽通量值很小的地方正是此次降水大值區，原因可以從風場分布上（黑點表示臺風中位置）得到解釋，隨著臺風進一步東移;14日02：00，雖然臺風中心水汽通量值很小，但西北側有明顯風速風向輻散，而西南側有明顯風速風向的輻合區，在贛州吉安東部西南風速達到最大為16 m/s，同時臺風西南側西北風與西南急流在臺風中心西南側得以交匯，形成水汽通量相對大值區，與降水大值區相吻合。到14日08：00，在贛州吉安東部水汽通量達到此次過程的最大值，中心值達30 g/（cm·Pa·s），之后8 h也是此次降水最強時段，吉安永和鎮8 h內降水達到298 mm。

3.4 水汽通量散度分析

分析水汽通量散度垂直剖面圖（圖5），此次過程強水汽輻合均出現在850 hPa以下，說明水汽的輸送主要來自于低層。13日20：00，臺風中心位于26.1°N，118.8°E，臺風南北兩側均處于較強水汽通量輻合區，但輻合區達到的高度較低，但隨著時間的推移，強輻合中心明顯偏于臺風南側，14日02：00，臺風中心位于27°N，117.2°E，水汽輻合區基本位于臺風中心南側，尤其是強水汽輻合中心，同時最大輻合中心所在高度也由原來的900 hPa高度層上移至850 hPa高度層，水汽輻合區頂上升到最大高度，達到700 hPa高度層，中心值超過-20×10-7 g/（cm2·hPa·s）;到14日08：00，水汽輻合中心高度降低至950 hPa，中心值也較前一時刻有所下降，為-14×10-7 g/（cm2·hPa·s），結合上升運動垂直剖面可以分析，上升運動的中心同時也是水汽輻合強烈的區域，水汽在低層輻合，經垂直氣流抬升凝結，有利于降水的維持和發展。

4 衛星云圖分析

臺風云系在衛星云圖上常表現為有組織的渦旋狀云系，成熟臺風的云梯結構分為無云眼區，圍繞眼區的連續密蔽云區，以及外圍螺旋雨帶。分析“蘇力”過程衛星云圖發現，12日20：00，“蘇力”在登陸前期整個云系表現為標準的圓形，但其對流云系明顯偏南側，顯示出南北不對稱結構，且存在無云眼區;13日06：00，無云眼區范圍開始擴大，登陸福建后不對稱結構更加顯著，東西跨度達8個經距，南北跨度7個緯距，臺風眼的南側云系由圓形變為向外發散的云帶，強對流云系集中在臺風南側，降水集中，而北側密蔽云區迅速減弱，結構變松散，對流受到抑制，出現近似“空洞”結構，“空洞”直徑達100～200 km，整個臺風云系表現為明顯偏心不對稱結構。

5 雷達產品分析

“蘇力”登陸臺灣后減弱為臺風并再次登陸，其空心化較為嚴重，因此“蘇力”登陸后就減弱為熱帶風暴。13日16：00“蘇力”在福建登陸，此時雷達回波圖上，臺風北側有兩條松散的對流回波帶，南側僅出現小范圍積云對流回波，隨著臺風進一步向西北移;到13日20：00，北側兩條對流回波帶由于摩擦作用逐漸減弱并消散，而南側回波逐漸增強，發展成片狀對流回波，隨臺風外圍氣流呈氣旋式彎曲，并在西南方向出現臺前颮線，最大強度達60 dBz以上，但此時臺風眼附近仍有較強回波覆蓋;14日04：00，“蘇力”從福建省建寧縣移入江西省黎川縣，空心化結構也越來越明顯，臺風眼附近基本無回波或僅有較弱回波覆蓋，北側回波消散殆盡，東側回波也迅速減弱消散，而西南側回波不斷發展增強，隨著臺風向西北移東，逐漸覆蓋江西省中南部地區，使得臺風南側降水明顯強于北部。

6 后期強降水東移原因

14日20：00低壓逐漸填塞消亡，但江西省依然出現較大范圍暴雨、大暴雨天氣，暴雨站數有193個，大暴雨站數有21個。從逐6 h雨量分布圖（圖6）來看，強降水中心主要向東移動，這主要是由于多個天氣系統作用造成的。

6.1 高空低槽東移

14日夜間至15日白天“蘇力”環流逐漸填塞消亡，在填塞過程中，上游西風帶有低槽向東移動，迫使“蘇力”殘余環流向東北移動，雨帶也隨之向東偏北方移動。

6.2 副高的西伸

14日20：00，副高前端由于受到“蘇力”環流的阻擋，呈近乎南北走向豎直線，北段略有西伸，到15日08：00 500 hPa上已沒有完整的低壓環流形勢，而轉成一個東北-西南向低槽，與前面副高形成對峙，副高由于受到低槽的阻擋，其北段逐漸減弱東退，而南端從低槽南側西伸，迫使其向東北方向北收，雨帶也隨之向東偏北方移動。

6.3 急流的日變化

從850 hPa上急流日變化來看，14日20：00無明顯急流，江西省內風速均在8～12 m/s以內，低壓切變位于江西省西北部，與強降水位置對應，14日夜間風速迅速增大，并達到急流強度，切變隨急流增強而北抬;到15日08：00，南昌風速由14日20：00的8 m/s驟升到20 m/s，也是急流出口區，對應南昌市灣里區出現155.1 mm大暴雨。可見，低空急流的加強是促進強降水向東偏北方向移動的主要原因之一。

7 EC模式對臺風“蘇力”預報能力分析

前面主要基于實況觀測資料進行分析，但實際預報業務中，預報員主要依據數值模式的釋用進行預報，為此對24～72 h內EC模式的天氣系統預報進行評估檢驗分析，以期找到預報著眼點和模式誤差的訂正指標。

7.1 500 hPa副高的檢驗

從500 hPa預報圖（圖略）上可看出，2013年7月10日20：00、11日20：00、12日20：00對13日20：00風場及588線預報中，模式對副高預報明顯弱于實況，副高588線西側比實況要偏東，在13—14日副高基本退回到海上，而實況在13—14日副高脊線穩定維持在33°N，臺風始終位于脊線南側，對臺風北上有明顯阻礙，說明臺風將沿著更偏西路徑移動。模式預報的副高范圍和強度也要比實況更弱，導致模式預報臺風路徑偏北分量過大。模式預報從撫州北部到上饒一帶進入江西省，而實況臺風是從撫州南部黎川縣進入江西，而且由于實況中副高對臺風移動具有阻礙作用，使得臺風強度減弱較預測要快，且比預計更加偏西，在江西經過范圍更廣，滯留時間更長，影響更大。從500 hPa 10日20：00、11日20：00和12日20：00對13日20：00預報來看，10日20：00預報的副高與實況最相近，而預報的降水中心也最為準確，其后兩天的副高與實況偏差較大，使得強降水向東調整，與實況相差更大。

7.2 EC模式降水預報檢驗

在上述背景下，EC模式11日20：00、12日08：00、20時和13日08：00對13日20：00至14日20：00降水預報中，對強降水預報主要出現在江西東南部，與實況的贛南和贛西部分地區有較大的出入;而對于14日20：00至15日20：00降水，EC模式12日20：00和13日08：00僅預報贛北北部有中到大雨，與實況的差距更加大，而從13日20：00開始模式有明顯調整。預報鄱陽湖到景德鎮有暴雨到大暴雨，與實況較為接近，但也漏報了中部偏西地區暴雨到大暴雨的天氣。

臺風路徑對降水預報有很大的影響，當副高帶狀脊線穩定，臺風路徑是相對穩定的。數值預報對副高脊線預報穩定情況下需要對臺風路徑偏北分量加大預報訂正力度，加強偏西分量（至少維持向西北行），模式輸出的強降水可能向西、向南調整;11日、12日對14日20：00之后降水預報與實況有較大的出入，而13日20：00和14日08：00模式預報雖然未報出14日20：00至15日08：00贛西地區強降水，但對15日08：00～20：00贛東北的降水進行了很好的預報，預報員必須連續跟蹤和監測實況天氣圖、數值預報模式變化并不斷訂正模式誤差才有可能對暴雨天氣作出較準確預報判斷。

8 結論

（1）“蘇力”登陸后降水特征主要是強降水顯著偏于中心南側或前進方向的左側，低壓中心移過的地區降水很弱，這主要與垂直速度、散度、水汽通量和水汽通量散度等有密切關系。

（2）后期強降水向東偏北方向移動，主要與高空低槽東移、副熱帶高壓西伸及低空急流的日變化有關。

（3）EC模式預報的副高強度偏弱，導致臺風路徑預報偏東，模式輸出的較強降水的位置也與實況有較大的出入。因此，在實際預報工作中預報員必須連續跟蹤和監測實況天氣圖、數值預報模式的變化，并不斷訂正模式誤差才有可能對這些暴雨天氣做出較準確預報的判斷。

參考文獻

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理與方法[M].北京：氣象出版社， 2007.

[2] 蘇源，倪悅.臺風“蘇力”（1307）異常路徑和降水成因分析[C]//中國氣象學會.第32屆中國氣象學會年會S1災害天氣監測、分析與預報.北京， 2015.

責任編輯：黃艷飛

Abstract Based on the actual data， satellite observation data， radar observation data， numerical prediction data and NCEP / NCAR data， the rainstorm of "Suli" typhoon from July 13 to 15， 2013 is analyzed and studied. The results show that the heavy precipitation after "Suli" landing is significantly biased to the south of the center or to the left of the forward direction， and the precipitation in the area where the low-pressure center moves is very weak， which is related to the vertical velocity， divergence Water vapor flux is closely related to water vapor flux divergence; In the later stage， the heavy precipitation moved east to the north， which was mainly related to the eastward movement of the upper and lower trough， the westward extension of the subtropical high and the diurnal variation of the low-level jet; The weak intensity of the subtropical high predicted by the EC model leads to the east of the typhoon track forecast， and the strong precipitation position output by the model is also quite different from the actual situation. In the actual forecast， the forecasters need to continuously track and monitor the changes of the actual weather map and numerical forecast model， and constantly correct the model error before they can make a more accurate forecast judgment on these rainstorms.

Key words Typhoon; Asymmetry; Patt-ern checking