“盧碧”與“海貝思”臺風特點及其暴雨過程對比分析

摘 要：利用常規觀測資料、美國國家環境預報中心（NCEP）1°×1°再分析資料、區域自動站和新一代天氣雷達等資料，從路徑、環流背景、雷達回波特征、渦度與垂直速度條件、假相當位溫條件和水汽條件等方面，對“盧碧”和“海貝思”臺風特點及其造成的暴雨過程進行對比分析，充分認識臺風暴雨天氣影響系統發展演變規律，為做好臺風暴雨預報提供參考。

關鍵詞：臺風；暴雨；低空急流；渦度；假相當位溫

中圖分類號：P426.62 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–0-03

臺風路徑和暴雨預報是我國臺風預報中的重要研究內容，臺風嚴重威脅我國國民經濟和人民生命財產安全。福建省山地多、平原少，臺風暴雨常衍生出山體滑坡、泥石流等次生災害[1]。近年來，國內外氣象工作者逐步加強對臺風預報技術的研究，并取得了諸多研究成果，但對于近海生成的臺風暴雨，尤其是因福建省西高東低的特殊地形所帶來的極端降水研究較少。南海北部洋面生成的臺風，因其移速緩慢，防御難度大，造成降水的強度和落區常存在很大的差異。因此，利用常規觀測資料、NCEP 1°×1°再分析資料、區域自動站和新一代天氣雷達等資料，針對2021年第9號臺風“盧碧”和2014年第7號臺風“海貝思”，從路徑、環流背景、雷達回波特征、渦度與垂直速度條件、假相當位溫條件和水汽條件等方面，對比分析“盧碧”和“海貝思”臺風特點及其造成暴雨過程，為今后近海生成的臺風暴雨短期預報和訂正提供相關理論基礎和參考依據。

1 兩次臺風過程概況

“盧碧”和“海貝思”都屬于近海生成臺風，兩者均移速緩慢，路徑相似，且強度較弱（均以熱帶風暴級為主），但所造成的強降水落區和特點存在明顯的差異。

1.1 “盧碧”概況

“盧碧”于2021年8月4日08：00在南海北部洋面生成，屬近海生成臺風，防御難度大，移速緩慢，生命史中出現數次停滯不動，受副高偏遠、多臺風等因素的影響，前期路徑曲折，后期總體以東北行為主，強度較弱（熱帶風暴級為主）。8月5日11：20登陸廣東省南澳縣沿海，同日16：50再次登陸福建省東山沿海。

8月7日11：00近中國臺灣島時減弱為熱帶低壓，隨后與誘生低壓產生中心替換，換心后合并北上。“盧碧”臺風過程具有影響時間長、累積雨量大、降水極端性強的特點，長樂區江田鎮的過程降水量達652.4 mm，24 h降水極值達477.0 mm；平潭縣南海鄉3 h雨強極值達150.9 mm，1h雨強極值達67.4 mm。平潭縣日降水量破1961年以來歷史極值，主要強降水落區集中在福建省東部沿海地區[2]。

1.2 “海貝思”概況

“海貝思”于2014年6月14日14：00在南海東北部海面生成，屬南海近海生成臺風，移速慢，生成后一直穩定向偏北方移動，登陸后以東北行為主，強度較弱（熱帶風暴級為主）。6月15日16：50在廣東省汕頭市濠江區附近沿海登陸，并于6月15日20：00減弱為熱帶低壓。6月17日早晨移入東海海面后，再次于17日

14：00加強為熱帶風暴，夜間逐漸轉化為溫帶氣旋。

“海貝思”臺風過程具有影響時間長、雨強小、雨強分布均勻的特點，其中24 h降水極值詔安汾水關達378.3 mm；1 h雨強極值晉江英林達46.3 mm，主要強降水落區集中在福建省南部地區。

2 環流背景對比分析

基于200 hPa高空，“盧碧”影響期間，南亞高壓中心位于100°E以西、30°N附近的高原上空，福建省東部沿海處于偏北風與偏西風急流分流區。2021年8月5日福建省整體處于南亞高壓脊線以北，高層輻散抽吸作用，于福建省上空形成次級環流上升支，當與低層輻合上升運動疊加，有利于整層上升運動深厚并加強，使得8月5日降水過程以對流性質為主，因此也出現了降水極端性強、短時強降水明顯的特征。8月6日隨著臺風環流的北上，南亞高壓略有西退，降水以臺風本體和螺旋雨帶降水為主，小時雨強有所減弱[60lhGeNjj5DOtHAeesTrCw==3]。

“海貝思”影響期間，南亞高壓偏東偏南，中心位于120°E以西、25°N附近，強分流區主要位于長江中下游地區，福建省中南部處南亞高壓脊線附近，高層抽吸作用條件比“盧碧”弱，整層上升運動不深厚，因此總降水量比“盧碧”期間降水量少。

分析500 hPa環流可知，“盧碧”與“海貝思”影響期間的環流形勢相差不大，副高偏東偏南，整體受偏西氣流引導向東北移動，同時高空槽槽底位置偏北，引導氣流較弱，移動緩慢。兩者不同點是，“盧碧”前期受季風槽影響，西南引導氣流較“海貝思”更明顯，前期東北分量更顯著。受“雙臺風效應”影響，東部海面“銀河”臺風對“盧碧”存在強拉弱影響，因此前期偏東移動分量明顯。此外，受南段副高不斷調整且距離較遠的影響，登陸前偏北分量存在較大的不確定性，因此各種模式預報路徑均存在明顯偏差，從而導致降水落區預報出現失誤的現象。

850 hPa流場上，暴雨落區與該層低空急流位置和強度對應較好，“盧碧”登陸前，福建省整個東部沿海地區都處于偏南風急流和偏東風急流輻合區，且在前期造成低層很強的暖濕空氣平流，加強層結不穩定度，假相當位溫大值區對應高溫、高濕區，使得低層擾動加強，觸發不穩定能量釋放，并且造成了較低抬升凝結高度，暖云較厚使得降水效率較高，因此整個過程前期以對流性降水為主[4]。后期隨著“盧碧”北上靠近影響，以螺旋雨帶和本體降水為主，造成影響時間較長、累計雨量較大，降水極端性較強的特點。“海貝思”登陸前，環流系統較小，僅在福建省南部存在偏東風急流輻合，以臺風本體降水和螺旋雨帶降水為主，雨強分布較為均勻，與高溫、高濕區相對應，結合地形強迫抬升共同影響，在南部也出現了較強累計雨量。

3 雷達回波對比分析

從“盧碧”雷達組合反射率（圖1a、圖1b、圖1c）可見，“盧碧”登陸福建省前，臺風眼區清晰，中心略空但有一定強度，低層環流結構清晰。由于受南亞高壓偏北風急流的影響，西部垂直風切較大，使得其不對稱結構明顯，主要強降水回波位于臺風環流東側和南側，同時較強的垂直風切，也使福建北部形成較強中尺度對流云團。“盧碧”登陸福建后，臺風眼區松散，中心強度減弱，但仍維持較強的東南風急流，伴隨著季風云團水汽的不斷輸送，結合臺風倒槽共同作用，由此在整個福建省東部沿海地區形成持續的降水。

從“海貝思”雷達組合反射率（圖1d、圖1e、圖1f）可見，“海貝思”登陸前后，臺風眼區都較清晰，螺旋雨帶明顯，強降水區主要集中在臺風中心右側及螺旋雨帶所在位置，其后部的螺旋雨帶隨臺風環流旋轉北上，形成列車效應；且前期與季風云系相聯系，有水汽不斷補充，使得南部地區降水維持時間較長，累計雨量較大。后期伴隨著季風云系的減弱，臺風暴雨趨于結束。由此可見，“海貝思”季風云系強度比“盧碧”弱，維持時間短。

4 物理量場對比分析

4.1 渦度與垂直速度條件

分析850 hPa渦度可知，“盧碧”登陸前后，在福建省沿海地區從閩南地區擴展到閩東北地區始終維持較強正渦度區。隨著臺風逐漸北上，正渦度大值中心沿海岸線北移，對應500 hPa的垂直速度，2021年8月6日08：00，強上升運動區在閩東地區明顯增強，這也與北方冷空氣滲透南下帶來強迫抬升有關，有利于對流發生發展。從渦度場和速度場可看出，“盧碧”影響期間整層上升運動深厚，因此雨強較大，降水極端性也較強。

“海貝思”登陸前后，正渦度區從廣東東部沿海地區逐漸向福建南部的閩南一帶沿海靠近，維持時間與暴雨持續時間相一致，落區也較為吻合。分析500 hPa垂直速度可知，“海貝思”登陸前，在廣東東部和南部有深厚的上升運動區，隨著臺風北上，僅在閩南地區有較弱的上升運動中心。截至2014年6月15日20：00，500 hPa已看不出明顯上升運動中心，說明整層上升運動減弱，降水效率明顯下降。

綜上，“海貝思”影響期間，暴雨落區范圍較小，雨強相比“盧碧”更弱，雨強分布也相對更均勻。從兩個臺風對比分析可知，正渦度中心與暴雨落區對應一致，上升運動中心強度與暴雨強度相吻合。

4.2 假相當位溫條件

假相當位溫作為反映大氣的溫濕特征量，其大值區與強垂直上升運動中心相聯系，與低空急流暖濕性質相對應[5]。分析“盧碧”臺風影響期間假相當位溫剖面可知，2021年8月5日20：00，福建省中北部沿海存在較強高能、高濕區，高能一直擴展到北部閩東地區（27°N），這時也是暴雨增強階段，對流性質明顯，850 hPa水汽通量散度上，沿海地區存在偏東風和偏南風共同作用下帶來的水汽通量輻合，說明能量、濕度條件均和暴雨落區相一致。截至8月6日08：00，可見27°N附近從850 hPa到400 hPa附近存在一高能鋒區，且空間剖面等值線呈“漏斗狀”分布，說明北部有干冷空氣南下，與暖濕氣流在此交匯，抬升加強并維持，能量繼續釋放，暴雨維持，后期隨著干冷空氣層次加厚；臺風逐漸遠離，原有位勢不穩定層結被破壞，低層水汽供應被切斷，暴雨天氣趨于結束，尤其在8月6日20：00后降水明顯減弱。

分析“海貝思”臺風影響期間的假相當位溫剖面，強的高溫、高濕區主要集中在閩中南地區，前期有明顯的高能舌向北擴展，但在北部地區持續時間較短，＞360 K的高值區主要集中在閩南地區，其假相當位溫高值中心與強上升運動、低空南風急流所帶來的水汽通量輻合區相對應。隨著時間推移，假相當位溫高值中心范圍逐漸南縮，與暴雨落區主要集中在閩南地區相一致。因此，假相當位溫的高值區和其移動趨勢對暴雨落區具有較好的指示意義。

4.3 水汽條件

從850 hPa風場和水汽通量散度場疊加可知，“盧碧”臺風影響期間，從南海北部到福建省沿海一帶存在強勁偏南風急流，從閩南擴展至閩東北沿海，從南部地區20 m/s到中北部地區16 m/s，一直維持較強偏南風和偏東風急流輻合，這兩支急流為沿海地區源源不斷輸送水汽，其中8月5日20：00水汽通量散度最大值達-120.0 g/（hPa·cm2·s），與該時段閩中北地區強降水相一致。

“海貝思”臺風影響期間，也可以看到在閩南地區維持一支風速達22 m/s的偏南風急流和一支風速達18 m/s的偏東風急流，但是到中部地區明顯減弱，尤其到北部地區東風風速僅有6～8 m/s，已達不到急流強度，因此強降水區僅出現在閩南地區。與此相對應的，水汽通量散度在整個福建省中北部地區也相對均勻且較弱，其最大值僅出現在中南部地區達-80.0g/（hPa·cm2·s）。可見，水汽輻合區強度、中心及其出現時段與強降水相吻合。

5 結論

（1）“盧碧”臺風過程具有影響時間長、累積雨量大、降水極端性強的特點，“海貝思”臺風過程具有影響時間長、雨強小、雨強分布均勻的特點。

（2）200 hPa南亞高壓中心位置及其所形成的次級環流上升支，與其所建立的條件對稱不穩定對強降水落區有指示作用，500 hPa副高和西風槽的位置對臺風路徑有重要影響，850 hPa低空急流不僅輸送水汽，還加強了層結的不穩定度，高溫、高濕使得低層擾動加強，觸發不穩定能量的釋放。

（3）中尺度對流雨團增強了“盧碧”登陸前后降水的極端性，而季風云團水汽的不斷輸送，使得臺風暴雨維持較長時間。

（4）強上升運動區在閩東地區明顯加強與北方冷空氣滲透南下帶來的強迫抬升有關，有利于對流的發生發展。對比兩個臺風暴雨過程可知，正渦度中心與暴雨落區對應一致，上升運動中心強度與暴雨強度相吻合。

（5）假相當位溫高值中心所在地與強上升運動、低空南風急流所帶來的水汽通量輻合區相對應，假相當位溫高值區對應較強高能、高濕區，移動趨勢對暴雨落區具有較好的指示意義。

參考文獻

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