臺風“暹芭”造成商丘暴雨過程的成因分析

尚玥　康莊

摘要 2022年7月5—6日，受臺風“暹芭”影響，商丘地區出現暴雨、大暴雨天氣，多處遭受洪澇災害。利用常規觀測資料、MICAPS資料、ERA5再分析資料和FY4A衛星云圖等，對此次過程進行了成因分析。結果表明：前期大陸高壓和西太平洋副熱帶高壓不斷加強，西南急流引導臺風低壓向北偏東方向移動，商丘處于低空急流出口區左側，水汽條件充足。后期受西風槽和臺風倒槽共同影響，商丘低空偏南偏東急流加強，處于低槽底部與臺風倒槽頂部相結合區域，中西部水汽輻合加強，熱力不穩定條件更加有利。“暹芭”臺風從兩廣北上，急流長時間維持，后隨低槽東移配合臺風倒槽繼續東北向移動，持續為商丘帶來降水。

關鍵詞 臺風暴雨；天氣形勢；臺風路徑

中圖分類號：P458 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0097-04

臺風是發生在熱帶或副熱帶洋面上的低壓渦旋，是一種強大而深厚的熱帶天氣系統。它是一個低緯度系統，但在一定的環流條件下，臺風可以北上影響我國沿海和內地，伴隨雷暴大風、強降水等災害性天氣的出現，可能導致衍生災害的發生，危害人們的生命財產安全[1]。為此，眾多學者[2-8]對臺風暴雨天氣過程進行了相關研究。

商丘地處四省交界，是全國性的綜合交通樞紐，主要處于黃河沖積平原，農業人口比重大。近年來，數次臺風影響商丘地區并發生暴雨天氣[9-12]。受2022

年第3號臺風“暹芭”影響，商丘市出現暴雨、大暴雨，此次過程降水范圍廣，持續時間長，各市（區、縣）均出現短時強降水，造成多個區縣遭受城市內澇、農田漬澇、房屋倒塌、設施農業受損等。以往影響商丘的臺風系統（如“溫比亞”“利奇馬”“煙花”）均在閩、浙登陸，后沿西北路徑深入，但此次“暹芭”臺風從兩廣北上，后隨低槽東移配合臺風倒槽繼續向東北移動。因此，商丘地區臺風暴雨天氣過程變得更加復雜，此次研究對提高氣象預報預警服務水平具有重要意義。

1 天氣概況及災情

受臺風“暹芭”影響，2022年7月5日08：00—6日10：00，商丘市出現暴雨、大暴雨，并伴有短時強降水。據統計，全市平均降水量124.1 mm，100～250 mm的站點有144個，50～100 mm的站點有43個。最大降水量出現在夏邑太平235.6 mm，最大小時雨強出現在夏邑太平69.6 mm。

此次過程降水范圍廣，持續時間長，各市（區、縣）均出現短時強降水（最大小時雨強均＞25 mm）。降水白天集中在中東部，夜間集中在中西部。

此次暴雨過程導致商丘市柘城、夏邑、睢縣、梁園區、永城市、睢陽區6個縣區遭受洪澇災害。經匯總統計：全市共9 355人受災，緊急避險人員580人，緊急轉移安置458人（采取投親靠友的方式），造成農作物玉米、辣椒、高粱、西瓜、桃子、梨子、菊花等受災面積為886.33 hm2，其中成災201.2 hm2，絕收103.07 hm2，家畜（羊）死亡2頭，房屋嚴重倒塌7間，一般損壞1間。經濟損失共計約1 899.73萬元。

2 臺風暴雨成因分析

2.1 環境場分析

從實況環境場（圖1）來看，4日08：00大陸高壓和西太平洋副熱帶高壓較弱，大陸高壓東脊點位于90°E附近，西太平洋副熱帶高壓位于130°E以東。4日08：00—5日08：00，大陸高壓和西太平洋副熱帶高壓不斷加強，并分別東移、西伸。副熱帶高壓前部西南急流加強，引導臺風低壓向北偏東方向移動。5日08：00～20：00期間，大陸高壓繼續加強東移，副熱帶高壓維持，商丘市處于低空西南急流出口區左側，水汽條件充足。5日20：00臺風低壓已達河南省南側，商丘市受臺風倒槽和西風槽共同影響，環流呈準經向分布，西風帶有短波槽活動，副熱帶高壓呈東西帶狀，在西脊點120°E附近移動，臺風倒槽北伸至30°N～40°N。商丘市處在低空偏南偏東急流左前方2～3°經緯距內。隨著低槽東移和臺風低壓東北向移動，商丘市基本處于850 hPa T-Td ≤4 ℃500 hPa低槽底部與臺風倒槽頂部相結合區域的偏東2°經距內的暴雨區內。6日08：00 700 hPa臺風倒槽頂部深入24 h負變溫區，倒槽與西風槽合并，全市降水趨于結束。

2.2 探空分析

從阜陽站5日08：00的環境條件來看，250 hPa以下相對濕度較大，水汽飽和層深厚。近地面層到600 hPa條件不穩定特征明顯，自由對流高度（LFC）很低而平衡高度（EL）幾乎達對流層頂，CAPE值為1 382 J/kg，對流有效位能較強。中低空風速風向隨高度變化較小，無明顯的垂直風切變，僅高空風向隨高度升高有一定的順轉。水汽、大氣不穩定條件好，動力條件一般。

2.3 物理量場分析

從水汽條件來看（圖2），此次過程中商丘地區水汽充足。水汽輸送主要集中于對流層的下半部，其中最大輸送量出現在700～850 hPa高度，水汽輸送通常用水汽通量和水汽通量散度描述，水汽通量是流經該地區的水汽量大小，水汽通量散度是衡量該地區水汽量的集中程度。5日白天至夜間，大部分地區850 hPa水汽通量>12 g/（cm2·hPa·s）、700 hPa水汽通量>6 g/（cm·hPa·s），夜間部分地區分別>18和15 g/（cm·hPa·s）。但全市大部水汽幅合一般，850 hPa水汽通量散度>?0.6×10-7g/（cm2·hPa·s），700 hPa水汽通量散度> ?0.3×10-7g/（cm2·hPa·s），夜間中西部地區稍明顯。

此次降水過程的水汽通量分布存在明顯的不對稱結構，臺風低壓主體東南部水汽通量明顯大于其他方位。從熱力不穩定條件來看（圖3），5日白天至夜間，全市K指數持續>35 ℃，夜間20：00>40 ℃。可見，白天強盛的西南急流為商丘提供了充足的水汽，且存在有利的熱力條件，但動力條件一般，夜間隨著西風槽東移和臺風低壓東北移，商丘中西部水汽輻合加強，熱力不穩定條件更加有利，與商丘降水時空分布相吻合。

2.4 衛星云圖分析

從衛星云圖（圖4）來看，臺風低壓北上過程中，渦旋云系非對稱結構逐漸明顯，螺旋結構不斷松散至消亡。5日08：00臺風低壓外圍西南急流出口區左側云帶逐漸生成并北移，影響商丘地區。5日20：00臺風低壓已達河南省信陽南側，受臺風倒槽和西風槽共同影響，商丘地區處在500 hPa低槽底部與臺風倒槽頂部相結合區域東側和低空偏南偏東急流左前方，暴雨云團不斷生成并東北方向移動，云團分布不均，云頂溫度較低。

2.5 雷達回波分析

此次降水過程中，層積云和積云狀降水回波主要從商丘南部持續往北偏東方向移動，影響時間商丘地區時間長。商丘地區3個主要短時強降水時段為：5日11：00～13：00，5日18：00～19：00，

6日05：00～08：00。這3個時段的雷達回波特征與之對應，雷達回波強中心的基本反射率達55～60 dBz，質心高度維持在較低高度，回波頂高達9～10 km，且5日11：00～13：00回波移動具有“列車效應”，6日05：00～08：00速度場有輻合，符合短時強降水的指標。

3 預報模式偏差分析

對比分析各模式預報結果發現，CMA-GD和CMA-BJ較好，EC和CMA-MESO量級偏小，CMA-GFS和CMA-SH9量級落區均有偏差。中尺度模式可靠性較強。在模式穩定性上，CMA-SH9、CMA-GFS和EC較為穩定，降水量總體不同程度偏小；CMA-GD模式調整較大，臨近時次調整效果最好。

商丘市氣象臺參考了EC預報的形勢場和低壓中心移動路徑，從結果來看，EC預報低壓中心移動路徑較好，略偏西，本地訂正考慮到低空急流持續時間較長，將為全市提供充足水汽，臺風倒槽東北移過程中渦度平流提供有利的抬升觸發條件，故將大暴雨落區向東延伸。從EC預報的物理量場考慮，水汽條件很好，850 hPa比濕>16 10-3 g/kg，整層可降水量> 75 mm，850 hPa和700 hPa水汽通量散度范圍分別為≤-2和-2～0 10-7g/（cm2·hPa·s），但也考慮到相同量級暴雨下商丘水汽量通常大于同省其他地區；從垂直速度和散度預報來看，動力條件較差；K指數好。從落區來看，后半夜商丘西部條件更有利，這與實際情況相一致。但EC是大尺度模式，其參數化方案的局限性使得其對強降水預報偏弱，因而整體降水量級和暴雨極值偏小。

4 結論

（1）此次天氣過程中，前期大陸高壓和西太平洋副熱帶高壓不斷加強，西南急流引導臺風低壓向北偏東方向移動。商丘處于低空西南急流出口區左側，水汽條件充足，且存在有利的熱力條件。

（2）后期隨著西風槽東移和臺風低壓東北移，商丘低空偏南偏東急流加強，基本處于低槽底部與臺風倒槽頂部相結合區域的偏東2°經距內。受此影響，商丘中西部水汽輻合加強，熱力不穩定條件更加有利，與商丘此次降水時空分布相吻合。

（3）與以往影響商丘的從閩、浙登陸的臺風系統不同，“暹芭”臺風從兩廣北上，低壓外圍螺旋云系帶來降水，急流長時間維持，隨低槽東移配合臺風倒槽繼續東北向移動，持續影響商丘。

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責任編輯：黃艷飛

Cause Analysis of A Rainstorm Process in Shangqiu Caused by Typhoon “Chaba”

Shang Yue et al（Shangqiu Bureau of Meteorology， Shangqiu， Henan 476000）

Abstract Affected by Typhoon “Chaba” on July 5-6， 2022， heavy rainstorm weather occurred in Shangqiu area， and many places suffered floods. Based on conventional observation data， MICAPS data， ERA5 reanalysis data， FY4A satellite cloud images and so on， the causes of this process were analyzed. The results show that Continental High and West Pacific Subtropical High continuously strengthened in the early stage， and the southwest jet guided the typhoon low to move north by east. Shangqiu was in the left side of the low-level jet export area， with sufficient water vapor conditions. In the later period， under the influence of westerly trough and inverted trough， low-level southern and eastern jet strengthened in Shangqiu， and Shangqiu was located in the combined area of the bottom of the pressure trough and the top of the inverted trough. Water vapor convergence strengthened and thermal conditions of instability were more favorable in Midwest. Unlike the typhoon systems that affected Shangqiu from Fujian and Zhejiang in the past， Typhoon “Chaba” came from Guangdong and Guangxi， and the jet maintained for a long time. Later， with the pressure trough moving east， the inverted trough continued to move northeast and continuously brought precipitation to Shangqiu.

Key words Typhoon rainstorm; Weather situation; Typhoon track

基金項目 商丘市氣象局面上項目（SQ202303）。

作者簡介 尚玥（1995—），男，江蘇徐州人，助理工程師，主要從事氣象研究。*通信作者：康莊（1989—），男，河南商丘人，工程師，主要從事氣象研究，E-mail：sqksj@126.com。

收稿日期 2023-03-28