朝陽(yáng)地區(qū)一次臺(tái)風(fēng)并入高空槽的強(qiáng)降水過程分析

郭佰匯，王曉霞，于芳健，王宏超，徐一丹，劉丹丹

（朝陽(yáng)市氣象局，遼寧 朝陽(yáng) 122000）

2018年第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“安比”于7月18日晚上8時(shí)在西北太平洋洋面上生成，于7月22日12時(shí)30分在上海市崇明島沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力有10級(jí)（28米/秒），中心最低氣壓為982hpa。7月24日17時(shí)前后移入遼寧省凌源市境內(nèi)，外圍最大風(fēng)力8級(jí)（18米/秒），中心最低氣壓為990hpa。24日夜間在內(nèi)蒙古東南部減弱變性為溫帶氣旋，之后其強(qiáng)度持續(xù)減弱，25日2時(shí)對(duì)其停止編號(hào)。

“安比”是有氣象記錄以來，中心經(jīng)過朝陽(yáng)地區(qū)的第一個(gè)臺(tái)風(fēng)。“安比”一路北上的過程中頂前部的偏南氣流帶來了充沛的水汽。由于“安比”自上海登陸后，經(jīng)由多省受地面摩擦的作用進(jìn)入遼寧朝陽(yáng)境內(nèi)時(shí)強(qiáng)度以有所減弱。但仍給朝陽(yáng)地區(qū)帶來了較強(qiáng)降水，并伴隨著大風(fēng)天氣，對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)各地也帶來不同程度的損失。因此本文利用2018年7月24～26日的天氣資料對(duì)此次臺(tái)風(fēng)并入高空槽的天氣過程進(jìn)行分析。

1 天氣過程概況

2018年7月24日4時(shí)～26日5時(shí)，朝陽(yáng)地區(qū)先后受減弱的臺(tái)風(fēng)“安比”及高空槽和低空切變線系統(tǒng)影響，部分地區(qū)降大到暴雨，局部地區(qū)降大暴雨。24日4時(shí)～25日4時(shí)受減弱臺(tái)風(fēng)影響降水分布如圖1a，降水主要集中在朝陽(yáng)偏西地區(qū)，最大降水區(qū)域出現(xiàn)在凌源市南部，其時(shí)段內(nèi)最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在凌源三道河子29.5毫米/小時(shí)，最大風(fēng)速出現(xiàn)在喀左縣國(guó)家氣象觀測(cè)站19.0米/秒（8級(jí)）。25日5時(shí)至26日5時(shí)受低空切變線影響降水分布如圖1b，降水主要集中在朝陽(yáng)東南部，最大降水區(qū)域位于朝陽(yáng)縣東部，其時(shí)段內(nèi)最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在朝陽(yáng)縣六家子68.5毫米/小時(shí)。兩時(shí)段內(nèi)降水均存在降水落區(qū)分布不均勻，局部雨量偏大的特點(diǎn)。兩段降水落區(qū)差異較大，受臺(tái)風(fēng)影響降水小時(shí)雨強(qiáng)要小于后一時(shí)段受切變線產(chǎn)生的降水。

圖1 朝陽(yáng)地區(qū)降水實(shí)況圖

2 天氣形勢(shì)過程分析

2.1 副熱帶高壓

500hpa西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱副高）588hpa等值線演變可以看出，22日08時(shí)～20時(shí)副高呈帶狀，脊線呈東西向，臺(tái)風(fēng)在東南氣流的引導(dǎo)下向西北偏北方向移動(dòng)。23日08時(shí)在臺(tái)風(fēng)的擠壓下，副高順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，脊線旋轉(zhuǎn)為西北—東南向，臺(tái)風(fēng)頂部還存留副高一角，阻礙臺(tái)風(fēng)北抬，臺(tái)風(fēng)仍呈西北偏西走向。24日8時(shí)高空槽東移至貝加爾湖以東至河套地區(qū)一線，對(duì)北部的副熱帶高壓有向東推進(jìn)作用，在與臺(tái)風(fēng)的共同作用下，副高繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，脊線呈東北—西南向，臺(tái)風(fēng)北部徹底沒有阻礙，在副高西側(cè)西南氣流的引導(dǎo)下，臺(tái)風(fēng)移向發(fā)生東北方向轉(zhuǎn)折，向朝陽(yáng)地區(qū)移動(dòng)。24日20時(shí)臺(tái)風(fēng)進(jìn)入朝陽(yáng)西北部建平，并開始向高空槽內(nèi)合并（見圖2）。25日8時(shí)臺(tái)風(fēng)減弱變性完全并入高空槽內(nèi)，至26日5時(shí)，朝陽(yáng)地區(qū)一直受合并后的高空槽及低空切變共同影響，高空槽攜帶的冷空氣與臺(tái)風(fēng)北上帶來的水汽在朝陽(yáng)地區(qū)東南部結(jié)合，產(chǎn)生較強(qiáng)降水。

2.2 高、低空急流

高、低空急流是影響熱帶氣旋暴雨的重要因子[1]。低空急流有利于在暴雨區(qū)低空形成高能高濕區(qū)，從而建立和維持暴雨區(qū)低空的對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)，并且低空急流左側(cè)有強(qiáng)的氣旋性切變，能觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放產(chǎn)生小尺度的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)。丁一匯等的研究也表明[2]，低空急流作為一種動(dòng)量、熱量和水汽的集中帶，被認(rèn)為是給中緯度暴雨提供水汽和動(dòng)量最重要的機(jī)制。高空急流附近具有強(qiáng)的水平風(fēng)切變和垂直風(fēng)切變，為降水提供動(dòng)力條件。

24日8時(shí)，隨臺(tái)風(fēng)北上，渤海上空低空西南急流建立，朝陽(yáng)地區(qū)位于急流出口處，使朝陽(yáng)地區(qū)與海上的建立起一條水汽輸送通道，源源不斷地提供水汽。24日20時(shí)，低空急流減弱，至25日8時(shí)消失。24日20時(shí)，朝陽(yáng)200hpa上空存在一條20米/秒的西南強(qiáng)風(fēng)速帶，隨著高空槽的東移，強(qiáng)風(fēng)速帶不斷增強(qiáng)，25日20時(shí)強(qiáng)度增強(qiáng)達(dá)到最強(qiáng)28米/秒。

因此，分析此次降水過程，高低空急流沒有一個(gè)很好的配合。24日8時(shí)～24日20時(shí)低空急流盛行時(shí)，高空強(qiáng)風(fēng)速帶還未建立。25日8時(shí)高空強(qiáng)風(fēng)速帶開始增強(qiáng)時(shí)，低空急流消失。前期臺(tái)風(fēng)影響下的降水有充沛的水汽，但動(dòng)力條件不足。后期高空槽影響下的降水，擁有前期的水汽積累和良好的動(dòng)力條件，但缺少水汽的供應(yīng)。

圖3 2018年7月23日20時(shí)-25日20時(shí)朝陽(yáng)建平（41.9°N,119.6°E）溫度垂直剖面圖

圖4 850hpa、200hpa散度疊加圖，紅色虛線為850hpa，黑色實(shí)線為200hpa（a.24日20時(shí)；b.25日8時(shí)）

3 臺(tái)風(fēng)變性分析

臺(tái)風(fēng)“安比”北上過程中由于陸地摩擦作用不斷減弱，7月24日17時(shí)前后移入遼寧省凌源市境內(nèi)，外圍最大風(fēng)力減弱至8級(jí)（18米/秒），中心最低氣壓為990hpa。24日21時(shí)，臺(tái)風(fēng)“安比”移至朝陽(yáng)建平（41.9°N，119.6E），對(duì)該點(diǎn)做溫度垂直剖面發(fā)現(xiàn)（圖3），24日20時(shí)，“安比”僅700hpa以下高度維持暖心結(jié)構(gòu)，同時(shí)850hpa內(nèi)蒙古東部至山西一帶的高空冷槽逐漸侵入臺(tái)風(fēng)中，其暖心結(jié)構(gòu)逐漸消亡，至25日8時(shí)開始逐漸轉(zhuǎn)為中層冷心結(jié)構(gòu)，并入高空槽內(nèi)繼續(xù)影響朝陽(yáng)地區(qū)。

4 物理量診斷分析

4.1 動(dòng)力條件

散度能表征流體的水平輻合、輻散程度。高層散度和低層散度差越大，越有利于降水的維持和發(fā)展。從850hpa和200hpa散度場(chǎng)的疊加圖（圖4a）可以看出，在850hpa高度上內(nèi)蒙古東南部有一散度負(fù)值區(qū)，其中心值為-2×10-5s-1，表征著低層有弱的輻合；對(duì)應(yīng)200hpa高度散度值為正，表征高空的輻散。朝陽(yáng)地區(qū)位于輻合輻散中心的外圍，抽吸作用對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)較弱。

25日8時(shí)（圖4b），朝陽(yáng)地區(qū)低層仍然處于輻合中心的外圍，高層位于輻散中心內(nèi)，抽吸作用對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)。表明臺(tái)風(fēng)并入高空槽后降水的動(dòng)力條件要優(yōu)于并入前。整個(gè)降水過程中散度場(chǎng)的垂直分布具有低層輻合上升、高層輻散抽吸的配置形勢(shì)形成了降水區(qū)上空上升運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)。

4.2 熱力條件

假相當(dāng)位溫是表征大氣溫度、壓力、濕度的綜合特征量，表示了大氣的溫濕特征和垂直運(yùn)動(dòng)。分析24～26日850hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在此次過程中，從24日8時(shí)開始，30°～40°N 850hpa假相當(dāng)位溫在72℃～76℃，沿經(jīng)向分布，江淮沿海一帶有高能舌向遼西地區(qū)伸展，24日20時(shí)～25日8時(shí)隨西南氣流輸送的暖濕空氣的加強(qiáng)，高能舌明顯向北擴(kuò)張，遼西地區(qū)位于高能區(qū)里，25日20時(shí)，高能區(qū)開始不斷東北移，移過朝陽(yáng)上空，說明此次降水落區(qū)與假相當(dāng)位溫高能區(qū)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4.3 水汽條件

對(duì)24日5時(shí)～25日5時(shí)和25日5時(shí)～26日5時(shí)兩時(shí)段的降水大值區(qū)凌源南部和朝陽(yáng)縣東南部作比濕的垂直剖面可發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)降水時(shí)段兩個(gè)區(qū)域的比濕差別不大，水汽均集中在500hpa高度以下，850hpa以下大氣的比濕一直維持在12克/公斤以上。

分析24日8時(shí)～26日8時(shí)850hpa水汽通量可知，24日8時(shí)～20時(shí)鏈接渤海至朝陽(yáng)地區(qū)上空有一條較強(qiáng)的水汽輸送帶，25日8時(shí)之后此輸送帶向東北移，朝陽(yáng)地區(qū)的缺少持續(xù)的水汽供應(yīng)。

5 結(jié)語

此次過程臺(tái)風(fēng)先受副高外圍引導(dǎo)氣流作用西北上至河北一帶，由于西來高空槽的推動(dòng)作用發(fā)生東北向轉(zhuǎn)折，于24日17時(shí)移至朝陽(yáng)凌源市。

此次降水過程中高低空急流沒有一個(gè)很好的配合。前期低空急流盛行時(shí)，高空強(qiáng)風(fēng)速帶還未建立。后期高空強(qiáng)風(fēng)速帶開始增強(qiáng)時(shí)，低空急流消失。

臺(tái)風(fēng)北上過程中由于陸地摩擦作用不斷減弱，至朝陽(yáng)境內(nèi)僅700hpa以下維持暖心結(jié)構(gòu)，伴隨著高空槽帶來冷空氣的侵入，在24日夜間臺(tái)風(fēng)“安比”變性并入高空槽內(nèi)繼續(xù)影響朝陽(yáng)地區(qū)。

降水過程中，臺(tái)風(fēng)前部西南急流給朝陽(yáng)地區(qū)帶來了充沛的水汽和能量，由于動(dòng)力條件不是很有利，僅給朝陽(yáng)西南部帶來大到暴雨。臺(tái)風(fēng)合并入高空槽后水汽通道被切斷，高空槽帶來了相對(duì)較好的動(dòng)力條件，又有臺(tái)風(fēng)過境本地留存的水汽，給朝陽(yáng)東南部大片區(qū)域帶來暴雨天氣。