受臺風“溫比亞”影響丹東地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨天氣過程總結(jié)

羅箭宇，宋麗麗，李慧琳，徐璐璐，李瑞晗

（丹東市氣象臺，遼寧丹東118000）

臺風是我國主要的氣象災害之一，也是預報工作中的重點和難點。盡管每年影響北方的臺風次數(shù)不多，但臺風仍然是造成北方暴雨的重要天氣，特別是在125°E以西登陸北上的臺風，往往會給北方帶來大風和強降水天氣。Foley等在臺風研究中發(fā)現(xiàn)：在冷空氣作用下維持的臺風系統(tǒng)，經(jīng)常造成中高緯度的災害性天氣，如大風、特大降水等。臺風所引發(fā)災害的等級和登陸后的演變趨勢存在一定差異，是臺風預報工作中的難點。本文對2018年第18號臺風在影響遼寧省時造成遼寧東南部地區(qū)區(qū)域性大暴雨降水過程進行分析?！皽乇葋啞庇?7日4時在上海浦東登陸，登陸時強度為熱帶風暴級（中心氣壓985hpa，23m/s，9級）。8月19日夜間從魯西南進入山東?。ㄖ行臍鈮?95hpa，26m/s，7級），受其影響，山東省出現(xiàn)大到暴雨，局部大暴雨天氣過程。隨后外圍云系開始影響遼寧地區(qū)，2018年8月19日11時至20日14時,遼寧南部地區(qū)出現(xiàn)強降水，大連地區(qū)平均降水量達155毫米。最大降水量出現(xiàn)在大連旅順口區(qū)董砣子村，為346.6毫米；最大小時降水量出現(xiàn)在大連金州區(qū)松木島化工園區(qū)，為89.7毫米。20日早從山東省東營再次入海進入渤海灣（中心氣壓995hpa，18m/s，8級），受其影響，19日夜間至20日夜間丹東地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨降水過程，主要降水時段在8月20日白天至夜間。8月20日14時臺風中心大連南側(cè)（中心氣壓990hpa，20m/s，8級）至20日23時溫比亞停編。

1 天氣實況

受第18號臺風“溫比亞”影響8月19日11時～21日8時遼寧東南部出現(xiàn)強降水。全省1587個氣象觀測站中，平均降水量為51.9毫米；最大降水量346.6毫米，出現(xiàn)在大連旅順口區(qū)董砣子村；1小時最大降水量89.7毫米，出現(xiàn)在大連金州區(qū)松木島化工園區(qū)。最大風力12級（33米/秒），出現(xiàn)在大連旅順蛇島。其中，19日夜間至20日夜間丹東地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨降水過程，主要降水時段在8月20日白天至夜間。丹東地區(qū)過程平均降水量131.2毫米，丹東、東港、鳳城、寬甸4個常規(guī)站降水量分別為133.8毫米、158.3毫米、134.1毫米和95.1毫米，有8個自動站出現(xiàn)暴雨，76個自動站出現(xiàn)大暴雨，最大降水量出現(xiàn)在東港市大孤山站為195.0毫米（見圖1）。此外，丹東南部地區(qū)出現(xiàn)7級以上大風。

圖1 過程降水量

圖2 20日08時500hpa分析

2 環(huán)流背景

臺風“溫比亞”大暴雨天氣過程是在熱帶、副熱帶、西風帶系統(tǒng)共同作用下出現(xiàn)的（見圖2），西太平洋副熱帶高壓相對穩(wěn)定，副高外圍同時存在2個臺風（18號臺風“溫比亞”以及19號臺風“蘇力”，西風帶中有弱短波槽東移。

熱帶氣旋運動主要來自大尺度引導氣流和氣旋環(huán)流與其環(huán)境相互作用。對一個特定的熱帶氣旋，各種影響因子的相對重要性是不確定的，強度變化可能是多個因子影響的綜合結(jié)果。在臺風“溫比亞”活動期間，歐亞地區(qū)中高緯度為兩槽一脊的形勢，高壓脊位于俄羅斯貝加爾湖地區(qū)，俄羅斯東部成阻塞高壓和切斷低壓成對出現(xiàn)的高空形勢。鄂霍茨克海西側(cè)阻塞高壓的維持，使歐亞中高緯度環(huán)流形勢較穩(wěn)定。由于從貝加爾湖西北側(cè)不斷有冷空氣東移補充南下，使華北地區(qū)有短波槽穩(wěn)定維持，有效地阻擋了位于日本附近的副熱帶高壓向黃海西進，有利于臺風“溫比亞”在槽前沿著副熱帶高壓邊緣渤沿海灣北上。

19日20時位于山東省中部的臺風“溫比亞”中心附近的風速很大，強度強。此時，其北部的東南和偏東急流有利于東海海面上的水汽向遼寧南部地區(qū)輸送，臺風東北側(cè)的外圍云系給遼寧南部地區(qū)（大連地區(qū)）帶來了成片的暴雨。臺風再次入海以后向北偏東方向移動，移速加快，強度開始略有加強后迅速減弱。20日02～14時，由于19號臺風“蘇力”阻擋副高南伸，造成丹東地區(qū)強降水期間副高較穩(wěn)定。但“蘇力”與“溫比亞”間低空急流沒有連接，此時“溫比亞”的能量和水汽來自東海，“溫比亞”低層臺風系統(tǒng)對應500hPa高度短波槽，并位于高空槽前西南急流引導氣流里，引導向東北方向移動?！皽乇葋啞钡呐瘽窠Y(jié)構(gòu)與冷空氣相互作用是形成丹東20日強降水的主要原因（見圖3）。

3 高、低空急流配置

臺風“溫比亞”高空急流分布情況類似基本呈東—西向，位于遼寧中部以北地區(qū)。遼寧位于“溫比亞”低空急流頂部，20日02至08時丹東地區(qū)強降水落區(qū)位于高空急流右后方輻散與低層東南急流左前方輻合耦合區(qū)。20日08至20時，臺風“溫比亞”環(huán)流主體位于渤海灣灣口處，強度維持。東側(cè)偏南風急流向北移動到遼寧東南部，因此20日白天丹東地區(qū)依舊出現(xiàn)強降水。21日08時以前，“溫比亞”一直沿副熱帶高壓西側(cè)向北、向東移動，移動路徑在我國東部海上，移動緩慢。21日08時，減弱的臺風北移到黑龍江東南部，其西北部為冷平流，冷空氣的進入使其暖心結(jié)構(gòu)遭到被壞，低渦環(huán)流減弱，迅速減弱合并短波槽成為西風帶中的一個冷槽。

在“溫比亞”影響期間，對流層上層40～50°N為帶狀急流區(qū)，最大急流核位于東北地區(qū)上空。8月19日20時，高空急流較上一個時次有所發(fā)展，中心風力由36m/s增強至42m/s，臺風移至高空槽和反氣旋環(huán)流的過渡地帶，200hPa引導氣流風速變大，溫比亞移動速度加快。隨著溫比亞的迅速北上，8月20日02時，溫比亞進入高空急流的右后方，與槽前西南氣流疊加，此后的18小時內(nèi)，溫比亞一直處在高空槽前的正渦度區(qū)內(nèi)，對流層上層輻散場的配合促使溫比亞入海后發(fā)展加強為強熱帶風暴。8月21日02時，溫比亞北上進入急流內(nèi)部，與高空急流的耦合作用促使其變性后仍維持較強的強度繼續(xù)北上。溫比亞與高空槽的耦合作用特別明顯，槽前正渦度及輻散場的配合使得溫比亞變性后明顯發(fā)展。

圖3 19日20時至20日20時500hpa實況分析

4 物理量分析

4.1 水汽條件

從整層水汽通量散度和水汽通量空間分布情況，分析水汽的輸送和源、匯特征?！皽乇葋啞迸_風影響遼寧期間，雖然副高南側(cè)存在臺風“蘇力”，但“蘇力”與“溫比亞”距離遠，且有副高西側(cè)阻擋，兩個臺風之間水汽通量非常小，水汽輸送作用小，而“溫比亞”水汽來源其東側(cè)與副高間東南急流從東海輸送的水汽，遼寧的水汽來源于“溫比亞”北上攜帶的東海、渤海水汽在遼寧東南匯聚。水汽的不持續(xù)行造成溫比亞降水時間較短。

分析本次過程丹東地區(qū)降水中心水汽通量、水汽通量散度、比濕和比濕垂直差分情況。定量診斷水汽特征，“溫比亞”臺風影響期間，水汽主要源自副高外圍的水汽輸送以及自身攜帶的水汽，19日20時，水汽通量的大值區(qū)已經(jīng)移動到大連地區(qū)，低層增濕明顯，東部達70kg/m2，且水汽通道好。對應的大連地區(qū)降水量級也比較大；20日08時，水汽通量散度的輻合中心移至丹東地區(qū)，隨后的6～12 h，水汽通量及水汽輻合迅速增強，丹東地區(qū)地區(qū)的降水強度明顯加大，20日14時達到過程的最強階段，水汽通量達 30 ×kg·m-1·s-1，水汽通量散度達 -180×10-6kg·m-2·s-1，強度較強，“溫比亞”過程遼寧強降水中心上空比濕垂直差分小，20日02～20時700hPa以下數(shù)值在2 g/kg以下，說明水汽基本隨高度等比濕?！皽乇葋啞迸_風水汽輸送和輻合時間短，但強度強。

4.2 散度場

從散度場的變化上看，本次暴雨過程，輻合層較低，大多在700 hPa以下，這種輻合作用加強了對流層低層水汽輻合，也是本次過程降水強度較大的原因之一。同時與之配合的高空槽東移緩慢，冷空氣補充，低層切變系統(tǒng)在東南部，上下層系統(tǒng)配合好，中低層南、北風風力較強，高層輻散區(qū)和低層輻合區(qū)在大連到丹東一帶配合，散度場在丹東地區(qū)剖面圖上的輻合中心位于邊界層中，有利邊界層中的水汽輻合，對降水有加強作用；其高層有輻散中心與之配合。

4.3 熱力條件

隨著臺風“溫比亞”的向東向北移動，其攜帶的高能高濕的空氣也隨之北上，19日20時到 20日 20時，假相當位溫大值區(qū)在遼寧東南部70℃～80℃，配合系統(tǒng)有利于遼寧東部短時強降水。同時丹東地區(qū)假相當位溫變化顯示：暖濕氣團逐漸向東向北推進850 hPa θse≥340 K 的等值線向北伸展到遼寧省中部，增強了大氣的濕度和不穩(wěn)定性，有利于降水的發(fā)生。

5 云圖

20日08時，云圖上可以清晰看到臺風以及不對稱的云系分布，較強的降水主要發(fā)生在渦旋中心的東北方向部。遼寧省東南部地區(qū)省位于云系北部，以中高云為主，降水已經(jīng)開始（見圖4）。在以后的演變過程中，臺風的螺旋結(jié)構(gòu)逐漸變得松散，最終并入西風槽中，遼寧省的降水也逐步結(jié)束。

6 歐洲中心連續(xù)3個預報時次預報訂正

20日實況，全地區(qū)普降大暴雨，82個自動站里，達暴雨站的有10個，其余均為大暴雨，平均降水量127mm，最大降水量出現(xiàn)在東港南部的孤山鎮(zhèn)，為187mm。對于EC連續(xù)3個時次對20日的降水預報，19日08時預報整體量級偏大，平均降水量在180mm左右，并且降水極值區(qū)域預報偏北，預報在鳳城地區(qū)，最大降水量預報接近250mm，偏大，寬甸地區(qū)預報效果較好。19日20時預報調(diào)整較大，整體平均降水量級減少60～80mm，降水極值地區(qū)依舊偏北，預報在鳳城地區(qū)。20日08時預報效果最好，不僅預報出降水極值地區(qū)在東港南部，同時預報全市平均降水量在100～120之間，且降水弱區(qū)也有體現(xiàn)，雖然預報范圍偏大偏南，但是存在未達大暴雨的預報指示（見圖5）。綜上所述，EC在24小時內(nèi)的3次預報，每一次調(diào)整都更加接近實況，并且對本次預報效果較好。

7 結(jié)語

由于臺風“溫比亞”移動路徑，與其相配合的高空槽東移緩慢，冷空氣補充充足，低層切變系統(tǒng)在遼寧省東南部維持，上下層系統(tǒng)配合好，同時高層輻散、低層輻合在遼寧省東南部配合，造成強降水天氣過程。

本次降水低層增濕明顯，東南部達70kg/m2，且水汽通道好；大值區(qū)在遼寧東南部假相當位溫70℃～80℃，配合系統(tǒng)有利于遼寧東南部出現(xiàn)短時強降水。

對于本次臺風的預報EC在24小時內(nèi)的3次預報，每次調(diào)整都更加接近實況，并且對于本次預報的效果較好。

圖4 20日08時可見光云圖

圖5 19日08時至20日08時3個時次對20日降水量的預報與實況