中緯度臺(tái)風(fēng)特大暴雨成因分析

單磊 姚昌雷 蔡雄輝 劉江

摘 要 對(duì)兩次發(fā)生在中緯度的臺(tái)風(fēng)特大暴雨進(jìn)行分析，結(jié)果表明：在兩次過(guò)程中，臺(tái)風(fēng)向中緯度地區(qū)的移動(dòng)都是沿著副熱帶高壓的西側(cè)移動(dòng)，在降水區(qū)域減弱為低槽;同時(shí)，在北方有西風(fēng)槽配合，副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)殘留低槽之間的急流，對(duì)暖濕氣流輸送作用增大。水汽的輸送主要是沿著副熱帶高壓西側(cè)。副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)殘留系統(tǒng)之間存在較大的氣壓梯度，向降水區(qū)域輸送了充沛的水汽是形成強(qiáng)降水的重要條件。冷空氣的來(lái)源為西風(fēng)槽在中高層的輸送。北方冷空氣的初期侵襲對(duì)降水區(qū)域上空的大氣不穩(wěn)定起到了增強(qiáng)作用，從而維持并增強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了降水的增強(qiáng)。在中緯度臺(tái)風(fēng)特大暴雨中，臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)本身的降水并不是主要原因，臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)或其殘留系統(tǒng)與西風(fēng)槽、副熱帶高壓的相互作用才是產(chǎn)生特大暴雨的重要原因。

關(guān)鍵詞 臺(tái)風(fēng);特大暴雨;中緯度

中圖分類號(hào)：P444 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）27--02

1 兩次過(guò)程概況

2008年7月31日-8月2日，在安徽江淮地區(qū)東部和江蘇交界出現(xiàn)強(qiáng)降水，安徽省滁州市12 h降水量達(dá)到307 mm，24 h降水量為428 mm，過(guò)程降水量為497 mm。降水造成嚴(yán)重城市內(nèi)澇和農(nóng)田被淹。2008年過(guò)程強(qiáng)降水又可以分為2個(gè)階段，分別是7月31日12：00-8月1日00：00，8月1日06：00-18：00。

2012年8月3-4日，在環(huán)渤海北部地區(qū)出現(xiàn)大范圍暴雨，過(guò)程雨量普遍在100 mm以上，最大過(guò)程降水量為營(yíng)口地區(qū)的398 mm，是當(dāng)?shù)刈?975年以來(lái)降水量最大的一次，在北方地區(qū)十分罕見。

2 環(huán)流形勢(shì)分析

在2008年過(guò)程中，7月30日06：00-8月1日00：00，臺(tái)風(fēng)殘留系統(tǒng)繼續(xù)向西北偏北緩慢移動(dòng)并逐漸減弱，并最終在8月1日00：00蛻變?yōu)橐坏筒?同時(shí)，西部低槽迅速東移加深，此時(shí)強(qiáng)降水開始出現(xiàn)。隨著西風(fēng)槽的進(jìn)一步東移，8月1日12：00，強(qiáng)降水中心一方面處于臺(tái)風(fēng)殘留低槽中，另一方面處于西風(fēng)槽槽前，此時(shí)為此次降水最強(qiáng)時(shí)段。到8月2日00：00，臺(tái)風(fēng)殘留系統(tǒng)低槽消失，同時(shí)西風(fēng)槽東移加之副熱帶高壓西伸，降水區(qū)域上空轉(zhuǎn)為槽后西北氣流，降水停止。

2012年過(guò)程中，2012年10號(hào)臺(tái)風(fēng)“達(dá)維”于2012年8月2日13：00在江蘇響水登陸以后不久，8月3日00：00，11號(hào)臺(tái)風(fēng)“海葵”又在西北太平洋生成，這樣加上此時(shí)在東南海上的9號(hào)臺(tái)風(fēng)“蘇拉”，此時(shí)在東亞及西北太平洋上有3個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流共同影響。此時(shí)，在中高緯度為兩槽兩脊型，在東北到內(nèi)蒙西部為兩高之間的寬廣槽區(qū)，環(huán)流平直。副熱帶高壓主題位于28°N以北、119°E以東，成東西帶狀分布，“達(dá)維”在副高西側(cè)氣流影響下向西北以東，并逐漸減弱為熱帶風(fēng)暴。在8月4日00：00，“達(dá)維”在渤海北部減弱為熱帶低壓，在500hPa位勢(shì)高度圖上已經(jīng)蛻變?yōu)橐粋€(gè)低槽，此時(shí)營(yíng)口處于槽前。此時(shí)“蘇拉”在減弱為熱帶低壓后繼續(xù)在江西境內(nèi)向西移動(dòng)，隨著“蘇拉”的西移減弱和“達(dá)維”殘留系統(tǒng)的減弱，副熱帶高壓西伸，環(huán)渤海北部處于低槽和副熱帶高壓西北的西南氣流當(dāng)中，此時(shí)是降水強(qiáng)度最強(qiáng)階段。

在兩次過(guò)程中臺(tái)風(fēng)向中緯度地區(qū)的移動(dòng)都是沿著副熱帶高壓的西側(cè)移動(dòng)，在降水區(qū)域減弱為低槽;同時(shí)，在北方有西風(fēng)槽配合，這樣在副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)殘留低槽之間形成急流，對(duì)暖濕氣流輸送作用增大。

3 各系統(tǒng)對(duì)水汽輸送及輻合的作用

2008年過(guò)程中，強(qiáng)降水開始于2012年8月1日00：00前后，此時(shí)的水汽通量中心位于安徽西南部到江蘇東北部。此后一直到降水結(jié)束，降水區(qū)域上空的水汽通量矢量方向逐漸由西南方向轉(zhuǎn)為西北，大的水汽通量中心也在降水過(guò)程中逐漸向東北移動(dòng)。水汽是由副熱帶高壓南側(cè)的南海上空沿副熱帶高壓環(huán)流輸送到降水區(qū)域。隨著“鳳凰”臺(tái)風(fēng)殘留低槽逐漸消失，500 hPa上逐漸轉(zhuǎn)為平直氣流，副熱帶高壓也隨之加強(qiáng)西伸切斷了水汽輸送的通道，降水隨之結(jié)束。

在2012年過(guò)程中，在降水開始時(shí)由于“達(dá)維”與“蘇拉”距離較近兩者的環(huán)流形成一個(gè)大的氣旋性環(huán)流，兩者的環(huán)流與東側(cè)的副熱帶高壓之間形成較強(qiáng)的南風(fēng)，水汽直接從東南部海面輸送到降水區(qū)域;隨著“蘇拉”向西部移動(dòng)和“達(dá)維”繼續(xù)向渤海移動(dòng)并且在西北太平洋上又生成了2012年11日臺(tái)風(fēng)“?？?，受“?？杯h(huán)流的擠壓，副熱帶高壓進(jìn)一步向北收縮成塊狀，其與“達(dá)維”之間的水汽輸送方向轉(zhuǎn)為南北向。之后隨著“達(dá)維”殘留系統(tǒng)的進(jìn)一步減弱，副熱帶高壓明顯西伸，降水區(qū)域上空的水汽雖仍由東部海面上輸送而來(lái)，

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但已經(jīng)為沿著副高西側(cè)轉(zhuǎn)為西南東北方向。到2012年8月4日18：00，由于西風(fēng)槽已經(jīng)東移到東北，降水區(qū)域轉(zhuǎn)為槽后，由海洋上的水汽輸送中斷，降水結(jié)束。

4 各系統(tǒng)對(duì)熱力動(dòng)力條件的作用

當(dāng)降水發(fā)生時(shí)，在降水區(qū)域上空的假相當(dāng)位溫垂直配置轉(zhuǎn)變?yōu)?00 hPa以下高，700～400 hPa為一個(gè)低值中心，是一種的垂直配置，這種配置下氣塊為不穩(wěn)定對(duì)流狀態(tài)，這種狀態(tài)維持了強(qiáng)降水產(chǎn)生所需的上升運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，在北方的中層有低值中心向南傳播，說(shuō)明在降水區(qū)域的北方有冷空氣向南侵襲。到2008年8月1日12：00，第二階段強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)，北方的低值中心已經(jīng)和降水區(qū)域上空的低值中心連通，說(shuō)明中層的冷空氣已經(jīng)侵襲到降水區(qū)域上空，冷空氣的侵襲加大了下層暖濕上層干冷的配置，降水區(qū)域上空的配置進(jìn)一步加強(qiáng)，降水強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。結(jié)合2008年的降水時(shí)強(qiáng)，當(dāng)冷空氣侵襲到降水區(qū)域上空后的小時(shí)降水強(qiáng)度是冷空氣侵襲前的近2倍，說(shuō)明冷空氣的侵襲對(duì)降水起到加強(qiáng)作用。8月2日12：00降水停止后，低值區(qū)已經(jīng)完全占據(jù)了降水區(qū)域及其以北的低層到高層，垂直配置恢復(fù)到，大氣垂直結(jié)構(gòu)恢復(fù)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，上升運(yùn)動(dòng)無(wú)法維持。

通過(guò)以上的分析可以得出：北方冷空氣的初期侵襲對(duì)降水區(qū)域上空的大氣不穩(wěn)定起到了增強(qiáng)作用，從而維持并增強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了降水的增強(qiáng)。結(jié)合大氣環(huán)流，在北方的系統(tǒng)為西風(fēng)槽，由此可以得出，冷空氣的來(lái)源為西風(fēng)槽在中高層的輸送。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)2008年和2012年2次中緯度臺(tái)風(fēng)特大暴雨的分析可以得出以下結(jié)論。第一，在2次過(guò)程中臺(tái)風(fēng)向中緯度地區(qū)的移動(dòng)都是沿著副熱帶高壓的西側(cè)移動(dòng)，在降水區(qū)域減弱為低槽;同時(shí)，在北方有西風(fēng)槽配合，這樣在副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)殘留低槽之間形成急流，對(duì)暖濕氣流輸送作用增大。第二，副熱帶高壓對(duì)水汽輸送起到重要作用，水汽的輸送主要是沿著副熱帶高壓西側(cè)。副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)殘留系統(tǒng)之間存在較大的氣壓梯度，向降水區(qū)域輸送了充沛的水汽是形成強(qiáng)降水的重要條件。第三，北方冷空氣的初期侵襲對(duì)降水區(qū)域上空的大氣不穩(wěn)定起到了增強(qiáng)作用，從而維持并增強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了降水的增強(qiáng)，冷空氣的來(lái)源為西風(fēng)槽在中高層的輸送。第四，在中緯度臺(tái)風(fēng)特大暴雨中，臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)本身的降水并不是主要原因，臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)或其殘留系統(tǒng)與西風(fēng)槽、副熱帶高壓的相互作用才是產(chǎn)生特大暴雨的重要原因。

（責(zé)任編輯：劉昀）