青島機場一次臺風外圍暴雨天氣分析

劉 曦，劉 源，賀曉霞

中國民用航空 青島空中交通管理站，山東青島 266300

臺風外圍暴雨是臺風暴雨的主要形式之一，孫建華等[1]研究表明，臺風與西風槽遠距離相互作用產生的大暴雨約占華北大暴雨的32.2%。楊曉霞等[2]研究表明，在華南沿海登陸和活動的熱帶氣旋與西風帶環流系統和副熱帶高壓相互作用，在山東造成的暴雨年均2.5次，且暴雨的范圍廣、強度大。叢春華等[3]利用多年中國地面基準站日降水資料和NCEP/NCAR再分析等資料統計顯示，環渤海地區和川陜交界處為中國熱帶氣旋遠距離暴雨高發區。當臺風外圍環流或倒槽遇上急流、西風槽等西風帶系統時，往往會出現暴雨天氣[4-5]。此類暴雨一般比臺風本身環流的降水大得多。另外，冷空氣也是產生臺風外圍暴雨的重要因素，有時臺風與西風帶系統結合并不明顯，但若有小股冷空氣配合也可以產生暴雨天氣[6]。

2020年的8號臺風“巴威”沿我國東部洋面北上，8月26日受臺風倒槽影響，青島地區出現局地暴雨天氣過程，以多普勒天氣雷達資料為主，結合葵花8衛星云圖、常規天氣資料，結合青島地形因素，分析了此次出現在青島機場的臺風外圍暴雨天氣過程。

1 天氣過程概述

2020年8月25日12:00（協調世界時，下同）山東半島沿海地區開始有分散性的弱對流云團生成發展并向偏北方向移動，青島機場受其影響出現小雨，短時中雨天氣；14:00半島西南部沿海開始有東北—西南向帶狀對流云系生成發展并向偏北方向移動，移動過程中逐漸加強，從青島機場以西10 km處移過，本場于15:46聞雷直至17:45，但對流回波未覆蓋本場；21:30臺風外圍的主雨帶已經移至青島管制區西北部，青島地區又開始有分散性的對流云團生成發展并向西北方向移動；25日22:00青島嶗山山區北部開始出現較強的局地對流回波并向西北方向移動，青島機場北部出現短時強降水天氣，26日00:00后青島嶗山山區東南部迎風坡開始出現強對流回波并向西北方向青島機場移動，受其影響，本場00:15開始出現降水，00:28開始雨勢明顯加強，以中到大雨為主，一直持續至04:19才完全轉為小雨；06:30青島嶗山東部迎風坡又開始出現中等強度的對流回波并向偏西方向移動，移動過程中逐漸加強；07:27本場受其影響又出現中到大雨的降水，直至09:22完全轉為小雨天氣；10:11臺風外圍雨帶徹底移出本場，青島機場此次暴雨降水過程結束（雷達回波圖詳見圖1）。25日青島機場降水量7.9 mm，26日本場降水量119.3 mm，達到大暴雨量級。26日01:00～02:00小時降水量40.7 mm，00:00～03:00降水量高達74.8 mm。

圖1 8月25日22:00～26日06:30雷達圖

2 天氣形勢分析

2.1 大尺度環流形勢分析

25日12:00 500 hPa天氣圖顯示2020年第8號臺風“巴威”（強臺風級）中心位于上海以東洋面，未來臺風緩慢向偏北方向移動，副高588線在臺風北上的擠壓下退至日韓地區，我國中部地區有一寬廣的冷槽維持，山東半島地區處于584線西側的西南氣流控制，700 hPa和850 hPa天氣形勢類似，臺風外圍環流已經控制華東中部沿海地區，自華北地區移至山東半島地區的冷槽由于受到臺風環流的阻擋作用，開始向倒槽轉變。由此可見，25日夜間隨著臺風的持續北上，山東半島南部開始逐漸處于臺風外圍環流控制，臺風外圍環流帶來的暖濕空氣與山東半島地區低層冷槽帶來的弱冷空氣交匯，于半島南部沿海形成了帶狀對流回波，并在臺風外圍環流的引導下，向偏北方向移動，給本場帶來了1次雷雨天氣過程。

26日00:00 500 hPa天氣圖顯示2020年第8號臺風“巴威”（強臺風級）中心位于江蘇南部以東洋面，未來臺風仍緩慢向偏北方向移動，副高588線變化不大，我國中部地區冷槽依舊維持，584線東退至山東半島以東洋面，700 hPa和850 hPa天氣形勢類似，臺風外圍環流開始控制山東南部沿海地區，山東半島的臺風倒槽始終維持在山東半島南部，略有西移。由此可見，26日白天臺風外圍環流的暖濕空氣和高層冷槽帶來的冷空氣交匯于山東中部地區，形成大范圍長時間的臺風外圍主雨帶。青島地區主要出于臺風外圍環流控制，受臺風倒槽影響，26日上午在青島沿海地區持續生成對流云團，向西北方向移動，并在移動過程中發展加強，本場受此影響，26日白天將出現持續性的強降水天氣過程。

2.2 衛星云圖分析

圖2、圖3為26日00:00和02:00 True Color可見光全波段合成影像圖。從圖中可以看到2020年第8號臺風“巴威”中心位于東海上空，00:00臺風最外圍的螺旋云帶已經移動到山東半島南部沿海地區，并且在臺風持續北上的過程中向西北方向移動，即將影響青島機場。02:00臺風外圍的螺旋云帶已經開始覆蓋青島北部地區（包括青島流亭機場），此時正是青島機場出現強降水天氣的時段。26日下午臺風中心開始進入黃海海域，從衛星云圖上來看，青島地區上空臺風外圍云系轉為向偏西方向移動，對青島地區的影響基本結束。總體而言，從衛星云圖上可以到今2020年的8號臺風“巴威”的外圍云系是青島機場26日白天出現強降水天氣的主要因素。

圖2 08月26日00:00可見光衛星云圖

圖3 08月26日02:00可見光衛星云圖

2.3 物理量診斷分析

8月25日12:00青島站（54857）的溫度對數壓力圖（圖4）顯示青島地區對流有效位能CAPE值為531 J/kg，濕層較厚，K指數40，SI指數-1.65。這在一定程度上有利于強對流天氣的發生，這也是25日夜間在青島管制區西南部帶狀對流回波生成后，在北移過程中強度維持，青島機場25日15:46出現近2 h的干雷天氣。

圖4 8月25日12:00青島溫度對數壓力圖

8月26日00:00青島站（54857）溫度對數壓力圖（圖5）顯示青島地區對流有效位能CAPE為725 J/kg，低層濕層顯著，K指數29，SI指數1.45，相較于前一日來看26日白天出現雷暴的可能性較小，但由于對流有效位能還是較大，有利于出現短時強降水天氣。

對比分析一下25日12:00和26日00:00山東地區的水汽狀況，25日12:00青島地區比濕達到16 g/kg，但水汽通量[4 g/（cm2·s）]和水汽通量散度[-6 g/（cm2·hPa·s）]不佳。這表明青島地區本地水汽較好，但水汽輸送條件不佳，不利于出現持續性的降水天氣；而到26日00:00青島地區比濕雖略有下降（13 g/kg），但水汽通量[10 g/（cm2·s）]和水汽通量散度[-26 g/（cm2·hPa·s）]都表明：由于受海上臺風環流的影響，低層水汽源源不斷地從黃海向青島地區輸送并輻合，十分有利于青島地區出現強降水天氣。

2.4 地形抬升作用

25日12:00至26日12:00，青島市除平度市由于受到臺風外圍主雨帶的影響，全市普降暴雨至大暴雨，青島其他地區降雨分布局地性明顯，青島市區大多自動站降雨量級為小雨，個別達到中雨級別，而嶗山區、城陽區和即墨區降水差異極大，尤其是即墨區的南泉鎮（351.5 mm）和大信鎮（287.2 mm）都達到特大暴雨級別，城陽區降雨量最大的站點世紀公園（166.7 mm）是距離青島流亭機場最近的站點。

青島自動站逐時降雨量顯示在青島機場出現短時強降雨的時段（26日01:00～02:00，02:00～03:00，07:00～08:00），距離青島流亭機場最近的站點世紀公園也分別出現64.5、39.1和18.8 mm的短時強降雨天氣，而且在前一個時次分別在嶗山中部和嶗山東北部出現局部的降雨量大值站點。通過逐時降雨量，并結合雷達圖分析來看，26日青島即墨區和城陽區局地（包括流亭機場）出現的大暴雨至特大暴雨天氣與嶗山地形對于臺風環流的抬升是密不可分的。26日上午青島地區處于臺風外圍東南環流的控制，水汽在嶗山東南部迎風坡凝結成云并向西北方向發展移動；26日下午隨著臺風北上，青島低層處于臺風外圍偏東環流的控制，水汽在嶗山東北部迎風坡凝結成云并向偏西方向發展移動；26日夜間青島地區轉為臺風外圍東北氣流，嶗山地形抬升作用消失，青島地區的降水也基本結束。

3 結束語

2020年8月25—26日青島機場出現的暴雨天氣過程，事后總結分析應重點關注以下3點。

（1）臺風外圍環流背景是青島機場出現此次暴雨天氣的主要因素。雖然臺風外圍環流帶來的暖濕空氣和冷空氣交匯于山東中部地區，形成大范圍長時間的主雨帶，但青島地區受臺風倒槽的影響，持續有對流云團生成，并且在向西北方向移動的過程中加強發展。尤其是由于青島嶗山山區地形造成的迎風坡效應，使得包括青島機場在內的青島城陽區和即墨區局地出現大暴雨，甚至特大暴雨天氣。事前預報員對嶗山特殊的地形作用認識不夠深入和全面。

（2）25日夜間青島地區水汽含量條件較好，但水汽輸送和水汽輻合條件一般，因此26日夜間青島機場降雨量只有7.9 mm；26日早上青島地區水汽含量略有下降，但仍有13 g/kg，水汽輸送和水汽輻合明顯加強，尤其是水汽通量散度達到-26 g/（cm2·hPa·s），均有利于青島地區出現持續性的強降水天氣，最后26日青島機場降雨量高達119.3 mm。

（3）航空氣象預報員要善于利用氣象局自動站觀測資料，及時掌握上游測站的降水情況，以便進一步修訂預報結論。此次暴雨天氣過程中，本場出現中到大雨天氣前，上游測站降水量已經有一定的表現，進而對本場的降水強度預報有一定的指導意義。