2006～2015年浙江臺(tái)風(fēng)暴雨物理量分析

潘欽財(cái)

摘?要：選取浙江省國(guó)家級(jí)地面氣象站逐日降水觀測(cè)資料，對(duì)近十年（2006～2015年）浙江省的臺(tái)風(fēng)暴雨進(jìn)行分級(jí)，并對(duì)相應(yīng)的影響臺(tái)風(fēng)進(jìn)行分類(lèi)對(duì)比分析。分析結(jié)果表明：臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的嚴(yán)重暴雨主要分布在浙江沿海一帶，自海岸線往西180公里范圍內(nèi)，呈帶狀，有兩個(gè)強(qiáng)降水中心;嚴(yán)重暴雨通常出現(xiàn)在低層水汽通量輻合、水汽飽和、低層輻合高層輻散、位勢(shì)不穩(wěn)定θse為正值的區(qū)域。

關(guān)鍵詞：臺(tái)風(fēng);暴雨分布特征;物理量分析

1 資料和方法

選取2006～2015年十年間影響浙江的所有臺(tái)風(fēng)，以臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)日為界，取前3天后2天共6天為臺(tái)風(fēng)影響期，統(tǒng)計(jì)浙江省共71個(gè)基本站的日降水量，選取有一個(gè)站點(diǎn)以上的日降水量達(dá)到暴雨強(qiáng)度的臺(tái)風(fēng)作為研究對(duì)象，共選取了33個(gè)臺(tái)風(fēng)個(gè)例，以影響期間的降水最強(qiáng)的那天作為分析日和對(duì)比分析時(shí)間。

日降水量采用浙江省所屬氣象站的逐日地面站降水量資料（12UTC-12UTC），環(huán)境形勢(shì)場(chǎng)分析和物理量分析采用NCEP最后分析資料（final analysis，F(xiàn)NL），水平分辨率為1°×1°。

文中分析時(shí)刻：T0、T1和T2時(shí)刻。T0指分析日日降水量的起計(jì)時(shí)刻（前日12UTC）;T1指日降水量的中間時(shí)刻（當(dāng)日00UTC）;T2指日降水量的結(jié)束時(shí)刻（當(dāng)日12UTC）。

2 臺(tái)風(fēng)暴雨及其影響臺(tái)風(fēng)分類(lèi)

為有利于對(duì)比分析，根據(jù)臺(tái)風(fēng)影響期間全省出現(xiàn)日降水量達(dá)到暴雨強(qiáng)度的站數(shù)，將全省降水強(qiáng)度及其影響臺(tái)風(fēng)分為三類(lèi)：（1）強(qiáng)影響臺(tái)風(fēng)（以下簡(jiǎn)稱STC），全省10個(gè)站以上達(dá)到暴雨強(qiáng)度，降水強(qiáng)度稱之為嚴(yán)重暴雨，共計(jì)16個(gè);（2）一般影響臺(tái)風(fēng)（以下簡(jiǎn)稱NTC），全省5-9個(gè)站達(dá)到暴雨強(qiáng)度，降水強(qiáng)度稱之為常規(guī)暴雨，共計(jì)9個(gè);（3）弱影響臺(tái)風(fēng)（以下簡(jiǎn)稱WTC），全省4個(gè)站以下達(dá)到暴雨強(qiáng)度，降水強(qiáng)度稱之為一般降水，共計(jì)8個(gè)。

3 分類(lèi)臺(tái)風(fēng)的降水分布特征

臺(tái)風(fēng)平均降水分布和STC的嚴(yán)重暴雨分布，分布范圍和特征向相一致，主要分布在浙江沿海一帶，自海岸線往西陸地180公里范圍內(nèi)，呈帶狀，有兩個(gè)強(qiáng)降水中心，分別位于浙南地區(qū)和浙中沿海（三門(mén)灣沿岸），尤以浙南地區(qū)降水強(qiáng)度大、范圍廣，其中浙南地區(qū)的文成、泰順、平陽(yáng)和蒼南四縣降水強(qiáng)度為最強(qiáng)，平均日降水達(dá)到100毫米以上。NTC的常規(guī)暴雨和WTC的一般降水的落區(qū)雖然主要也集中在浙江中南部沿海地區(qū)，但降水強(qiáng)度較弱。

通過(guò)對(duì)臺(tái)風(fēng)行進(jìn)路徑和暴雨落區(qū)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)，STC的嚴(yán)重暴雨落區(qū)主要分布在臺(tái)風(fēng)行進(jìn)路徑的左側(cè)約150公里、路徑右側(cè)約380公里范圍內(nèi)，NTC由于強(qiáng)度較弱，其暴雨落區(qū)雖然分布很廣，在臺(tái)風(fēng)行進(jìn)路徑的左側(cè)100-500公里范圍內(nèi)，但降水強(qiáng)度不強(qiáng)，落區(qū)也較少成片，WTC由于臺(tái)風(fēng)距離浙江較遠(yuǎn)或強(qiáng)度較弱，其浙江境內(nèi)的暴雨落區(qū)大多遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)行進(jìn)路徑，而且比較零散強(qiáng)度較弱。

4 物理量分析

4.1 850hpa水汽通量散度分析

水汽通量散度是指單位時(shí)間內(nèi)，大氣單位體積內(nèi)輻合進(jìn)來(lái)或輻散出去的水汽量，單位為10?-5 kg/（hpa*s*m2），計(jì)算公式：F=1gSymbolQC@

h·（q·V→），其中，g是重力加速度，V是風(fēng)的水平向量，q是比濕。

如果F>0，則水汽通量是輻散的，表示該體積內(nèi)水汽減小;如果F<0，則水汽通量是輻合的，表示水汽量增加。全部33個(gè)個(gè)例中，暴雨當(dāng)日F<0的29個(gè)，占87.9%。其中，STC中，F(xiàn)<0占87.5%，其中F<-10（水汽通量輻合較強(qiáng)）占62.5%;NTC中，F(xiàn)<0占100%，但其中F<-10只占11.1%。WTC中，F(xiàn)<0占75%，未出現(xiàn)F<-10;此外F>0占25%。

以上分析可見(jiàn)，大氣低層水汽通量輻合（F<0）是形成暴雨的重要條件，暴雨的平均強(qiáng)度和低層水汽通量輻合值呈正相關(guān)，輻合越強(qiáng)（F<-10）暴雨也越強(qiáng)。

4.2 850hpa濕區(qū)分析

溫度露點(diǎn)差（T-Td）是表示空氣水汽飽和程度的物理量，差值越小表示空氣中水汽越飽和，通常T-Td≤2～3℃時(shí)認(rèn)為是飽和濕區(qū)，以下是850hpa的濕區(qū)分析。

通過(guò)分類(lèi)臺(tái)風(fēng)的濕區(qū)的對(duì)比分析，STC與NTC臺(tái)風(fēng)暴雨落區(qū)T-Td≤2℃，WTC臺(tái)風(fēng)暴雨落區(qū)T-Td≤3℃，暴雨落區(qū)與飽和濕區(qū)相一致，水汽越飽和，暴雨強(qiáng)度也越強(qiáng)。

4.3 850hpa垂直速度和水平散度分析

垂直速度（ω）是速度在鉛直方向的分量，單位為10?-3 hpa/s，一般情況下，大氣是不可壓的，垂直速度和水平散度是相對(duì)應(yīng)的，二者的結(jié)果基本吻合。STC中，所有個(gè)例都有上升運(yùn)動(dòng)，其中87.5%的個(gè)例（14個(gè)）有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，ω≥10*10-3 hpa/s，并出現(xiàn)明顯的輻散;NTC中，只有22.2%（2個(gè)）的個(gè)例有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，ω≥10*10-3 hpa/s;66.7%（6個(gè)）的個(gè)例沒(méi)有明顯的上升運(yùn)動(dòng)，ω<5*10-3 hpa/s;WTC中，則只有12.5%（1個(gè)）的個(gè)例有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，ω≥10*10-3 hpa/s以上，而87.5%（7個(gè)）的個(gè)例都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的上升運(yùn)動(dòng)，ω<5*10-3 hpa/s。

分析可見(jiàn)，高層輻散或低層輻合是臺(tái)風(fēng)嚴(yán)重暴雨發(fā)生的重要條件，發(fā)生臺(tái)風(fēng)嚴(yán)重暴雨時(shí)，在低層常常伴有較強(qiáng)的垂直速度，在散度場(chǎng)上，常有低層輻合、高層輻散的散度場(chǎng)相配合，低層輻合在925～850hpa表現(xiàn)明顯，高層輻散一般在300～200hpa，而常規(guī)暴雨和一般降水則很少或未出現(xiàn)這種散度場(chǎng)的配合。

4.4 位勢(shì)不穩(wěn)定分析

由于中小尺度的對(duì)流系統(tǒng)是臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降水的主角，因此穩(wěn)定度的分析很有必要，本文分析了500hpa與850hpa假相當(dāng)位溫θse的差值，定義θse=θse（500hpa）-θse（850hpa），θse>0表示位勢(shì)不穩(wěn)定，正值越大，位勢(shì)不穩(wěn)定越強(qiáng)。

嚴(yán)重暴雨（STC）87.5%發(fā)生在θse為正值的區(qū)域;普通暴雨（NTC）和一般降水（WTC）則大部或全部發(fā)生在負(fù)值的區(qū)域;普通暴雨77.8%發(fā)生在負(fù)值區(qū);一般降水100%發(fā)生在負(fù)值區(qū)。

以上分析表明，θse與臺(tái)風(fēng)暴雨強(qiáng)度具有較強(qiáng)的正相關(guān)性，θse越大，暴雨強(qiáng)度越強(qiáng)。臺(tái)風(fēng)嚴(yán)重暴雨發(fā)生期間，θse為正值，特大暴雨時(shí)為5～10K，甚至達(dá)到10～20K。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉子祥.臺(tái)站臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)服務(wù)方法和思路.氣象出版社，2013.

[2]朱乾根，等.天氣學(xué)原理.氣象出版社，2007.