2014年09號(hào)臺(tái)風(fēng)威馬遜對(duì)廣東省降水的影響及特征分析

王海燕 張鶴 李永剛

摘要：本文利用氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)（MICAPS）實(shí)況資料，衛(wèi)星云圖，歐洲中心中期預(yù)報(bào)（ECMWF）的2.5o×2.5o風(fēng)場(chǎng)、氣壓場(chǎng)、散度場(chǎng)等資料，以及美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）的再分析資料，對(duì)2014年7月的第09號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”的特點(diǎn)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：“威馬遜”發(fā)展初期受西太平洋副熱帶高壓外圍偏東引導(dǎo)氣流牽引，以偏西移動(dòng)為主。登陸后受到強(qiáng)勁西南季風(fēng)的影響，路徑有轉(zhuǎn)向西北方向趨勢(shì);“威馬遜”在海上迅速增強(qiáng)主要原因是生成地距離陸地遠(yuǎn)，水汽充足;“威馬遜”降水過(guò)程得到強(qiáng)勁西南季風(fēng)帶來(lái)的充足水汽，加上高空輻散，具備強(qiáng)而深厚的上升運(yùn)動(dòng)等條件，使“威馬遜”登陸后給廣東省帶來(lái)降水量大、點(diǎn)多、面廣的極端暴雨。

關(guān)鍵詞：“威馬遜” ;臺(tái)風(fēng)路徑;暴雨

中圖分類(lèi)號(hào)： P458 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號(hào)： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.070

2014年09號(hào)“威馬遜”臺(tái)風(fēng)屬于超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。受“威馬遜”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)烈西南季風(fēng)接連影響，海南、廣東、廣西沿海地區(qū)出現(xiàn)了狂風(fēng)大浪和持續(xù)性特大暴雨過(guò)程，造成的災(zāi)害性天氣嚴(yán)重，因此，分析研究“威馬遜”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的變化特點(diǎn)，有助于日后對(duì)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的變化特點(diǎn)。

1 概況

7 月18 日至19 日受臺(tái)風(fēng)“威馬遜”影響，海南省以及廣東省西南部湛江、茂名以及南部汕尾一帶出現(xiàn)強(qiáng)降水。18 日早晨，受到臺(tái)風(fēng)影響的海南陵水以及廣東揭陽(yáng)、汕頭一帶出現(xiàn)每小時(shí)40mm 以上的強(qiáng)降水。18 日下午，海南全省以及廣東南部多地每小時(shí)降水量超過(guò)40mm，其中，海南文昌市每小時(shí)降雨量達(dá)到69.1mm，其風(fēng)力高達(dá)160km/h。晚上8點(diǎn)，海南文昌、昌江、樂(lè)東等地均出現(xiàn)1小時(shí)50mm 以上強(qiáng)降水。受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)影響廣東湛江以及海南文昌市等地普遍風(fēng)力也達(dá)到150km/h 以上，最大風(fēng)速為廣東湛江徐聞，風(fēng)力達(dá)215km/h。

19 日早晨，“威馬遜”再次以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別在廣西防城港光坡鎮(zhèn)沿海登陸，登陸風(fēng)速超過(guò)200km/h，每小時(shí)降雨量超過(guò)60mm。廣西西部以及廣東西南部強(qiáng)降雨仍然持續(xù)。

2 環(huán)流形式分析

2.1低層西南水汽輸送

根據(jù)850hPa 風(fēng)場(chǎng)以及水汽通量圖（見(jiàn)圖1）可以看出低層有強(qiáng)盛的西南季風(fēng)，且攜帶大量水汽形成西南水汽通道，為臺(tái)風(fēng)提供源源不斷的水汽供應(yīng)，低空急流為暴雨的形成提供有利條件，是暴雨區(qū)的主要水汽通道和能量通道。作為一條強(qiáng)水汽輸送帶，為暴雨提供源源不斷的水汽;西南季風(fēng)急流把海洋上暖濕氣流輸送到陸地造成位勢(shì)層結(jié)不穩(wěn)定;急流軸前方有水汽和質(zhì)量的輻合，利于強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)的維持;低空急流軸的左前和右后方出現(xiàn)正渦度，利于輻合上升，暖濕水汽在高空凝結(jié)釋放潛熱，形成暖心結(jié)構(gòu)，使登陸后臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度減弱趨勢(shì)減緩。

隨著低層急流不斷加強(qiáng)，急流軸左前方氣旋性曲率增大，正渦度平流增大，進(jìn)一步使臺(tái)風(fēng)中心增強(qiáng)，兩者相互影響形成正反饋?zhàn)饔?，從而在海南、廣東西南部以及廣西南部形成強(qiáng)降水過(guò)程。

2.2 中層副熱帶高壓影響

通過(guò)對(duì)500hPa 高度場(chǎng)分析，中緯度地區(qū)受北太平洋副熱帶高壓控制。臺(tái)風(fēng)登陸前副熱帶高壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，受副高影響，臺(tái)風(fēng)路徑向西北方向移動(dòng)。從500hPa 高度場(chǎng)圖（見(jiàn)圖2、圖3），副高加強(qiáng)維持，阻止臺(tái)風(fēng)繼續(xù)北上，此時(shí)由于臺(tái)風(fēng)東側(cè)與副熱帶高壓形成極大的氣壓梯度差，故環(huán)流進(jìn)一步加強(qiáng)，又由于此時(shí)西南氣流源源不斷地水汽輸送，于是，臺(tái)風(fēng)在海南和廣東西南部以及廣西南部區(qū)域造成巨大影響。

3 動(dòng)力因素分析

3.1高低層風(fēng)切變小，利于“暖心”結(jié)構(gòu)維持

高低空風(fēng)切變小，利于“暖心”結(jié)構(gòu)的形成和維持，使得地面氣壓繼續(xù)下降，從而使氣旋環(huán)流維持，維持強(qiáng)盛上升運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)本體帶來(lái)的降水（見(jiàn)圖4）。

3.2高層輻散低層輻合

高層輻散，低層輻合，低層不斷流入，高層不斷流出，利于強(qiáng)盛上升運(yùn)動(dòng)的維持。根據(jù)高空200hPa 散度場(chǎng)（見(jiàn)圖5），處于臺(tái)風(fēng)位置的高空有強(qiáng)大輻散場(chǎng)，作用像“抽氣機(jī)”抽離垂直上身的氣流，利于新的氣流繼續(xù)上升。低空850hPa 風(fēng)場(chǎng)（見(jiàn)圖6），低層的氣旋式輻合場(chǎng)使周?chē)諝庋杆佥椇仙仙?。高低層輻散輻合氣流?chǎng)的配置維持臺(tái)風(fēng)體強(qiáng)盛的上升運(yùn)動(dòng)。

3.3 垂直速度及渦度分析

水汽的上升運(yùn)動(dòng)可以把集中于低層的水汽向高層輸送，使高層水汽增多、濕潤(rùn)大氣層增厚。垂直速度與水汽輸送是相輔相成的。水汽補(bǔ)給不足或者水汽通路被中斷，則強(qiáng)大的上升運(yùn)動(dòng)通常導(dǎo)致強(qiáng)對(duì)流，而非強(qiáng)降水;而有時(shí)即使上升運(yùn)動(dòng)不太強(qiáng)，但輔以強(qiáng)盛持續(xù)供應(yīng)的水汽，亦有可能導(dǎo)致較強(qiáng)的降水。前文分析了此次“威馬遜”臺(tái)風(fēng)的環(huán)流條件，直接從海洋獲取的水汽以及西南季風(fēng)輸送過(guò)來(lái)的水汽，為強(qiáng)降水提供相當(dāng)有利的條件，因此，對(duì)垂直速度的診斷，更有利于分析此次極端降水的原因。

從穿過(guò)臺(tái)風(fēng)中心的渦度垂直剖面（見(jiàn)圖7）可以看出，直到19 日20 時(shí)，即臺(tái)風(fēng)登陸13 個(gè)小時(shí)后，臺(tái)風(fēng)的垂直結(jié)構(gòu)仍十分完整，正渦度一直伸展到200hPa 附近，臺(tái)風(fēng)為一深厚的柱狀正渦度區(qū)，渦度的大值中心在700hPa 附近，200hPa以上才出現(xiàn)負(fù)渦度，正渦度中心強(qiáng)，700hPa 附近的正渦度中心，達(dá)到60×10-7 S-1，正渦度中心減弱較慢，正渦度區(qū)的高度有所降低，但仍維持低層為正、高層為負(fù)的形勢(shì)，說(shuō)明“威馬遜”氣旋性的環(huán)流仍較完整，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱緩慢。

從登陸后穿過(guò)臺(tái)風(fēng)中心的垂直速度剖面圖可看出，垂直速度的垂直分布與散度的垂直分布是相對(duì)應(yīng)的。由于在臺(tái)風(fēng)區(qū)高層輻散、低層輻合，所以到100hPa以上是上升運(yùn)動(dòng)，上升速度大值中心在850～700hPa 附近，垂直速度大值中心強(qiáng)度大，上升速度大值中心為-30×10-3S-1，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)有利積云對(duì)流的發(fā)展和暴雨的發(fā)生，降水釋放的凝結(jié)潛熱反過(guò)來(lái)又有利于臺(tái)風(fēng)暖心結(jié)構(gòu)的維持。

4 結(jié)論

低層西南季風(fēng)水汽通道，為臺(tái)風(fēng)“威馬遜”提供源源不斷的水汽補(bǔ)充，使得臺(tái)風(fēng)得以維持和加強(qiáng)。

臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑與500hPa 高度場(chǎng)上副熱帶高壓的分布有關(guān)。在副高強(qiáng)度穩(wěn)定的情況下，當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心逐漸接近副高時(shí)，臺(tái)風(fēng)與副高之間的氣壓梯度會(huì)加大，從而使得臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)。

高層輻合低層輻散結(jié)構(gòu)維持、加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)體內(nèi)的上升運(yùn)動(dòng)，高層風(fēng)切變小利于臺(tái)風(fēng)“暖心”結(jié)構(gòu)的維持，從而加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

作者簡(jiǎn)介：王海燕，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：氣象自動(dòng)化。