臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)湖南的風(fēng)雨影響分析

肖詩(shī)堯　李志強(qiáng)　黃卓禹

摘? ?要：根據(jù)micaps實(shí)況資料、湖南省氣象局內(nèi)網(wǎng)資料、多普勒雷達(dá)資料，以天氣學(xué)原理為指導(dǎo)，對(duì)2018年第22號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)湖南的風(fēng)雨影響進(jìn)行了分析，通過(guò)觀察強(qiáng)降水落區(qū)與臺(tái)風(fēng)降水總體分布之間的差異和大風(fēng)天氣產(chǎn)生的天氣背景，發(fā)現(xiàn)湖南不同的地形對(duì)臺(tái)風(fēng)外圍云系的降水有著截然不同的影響，臺(tái)風(fēng)如果受到副高的壓迫，那么臺(tái)風(fēng)與副高之間容易出現(xiàn)大范圍的大風(fēng)天氣。

關(guān)鍵詞：臺(tái)風(fēng)? 強(qiáng)降水? 大風(fēng)? 地形? 副高

中圖分類號(hào)：P4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0130-06

臺(tái)風(fēng)是一種影響嚴(yán)重的自然災(zāi)害，中國(guó)每年大約有8次臺(tái)風(fēng)登陸，造成400余人死亡，逾260億人民幣的經(jīng)濟(jì)損失[1]，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的損失愈發(fā)嚴(yán)重。湖南是受臺(tái)風(fēng)影響最嚴(yán)重的3個(gè)內(nèi)陸省份之一，臺(tái)風(fēng)和臺(tái)風(fēng)低壓入境頻次數(shù)僅次于江西省[2]，湖南受臺(tái)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)低壓影響時(shí)極易出現(xiàn)暴雨和大風(fēng)災(zāi)害，給人民生命及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)重大威脅。然而每當(dāng)臺(tái)風(fēng)給湖南造成降水影響的時(shí)候往往不是簡(jiǎn)單的表現(xiàn)為離臺(tái)風(fēng)中心近降水就更多，在一些遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)中心的區(qū)域也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)降水，另一些靠近臺(tái)風(fēng)中心的區(qū)域降水反而偏弱，如果不搞清楚這些問(wèn)題，就會(huì)降低氣象服務(wù)的質(zhì)量，尤其是氣象決策服務(wù)，而且“山竹”對(duì)湖南省造成的全省性大風(fēng)也超過(guò)了預(yù)計(jì)，本文通過(guò)對(duì)臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)湖南造成的風(fēng)雨影響進(jìn)行分析，找出了此次臺(tái)風(fēng)過(guò)程中湖南省強(qiáng)降水出現(xiàn)的范圍特點(diǎn)及全省性大風(fēng)天氣出現(xiàn)的成因，為今后預(yù)防臺(tái)風(fēng)災(zāi)害工作的有效開(kāi)展提供依據(jù)。

1? 天氣實(shí)況

臺(tái)風(fēng)“山竹”于2018年9月16日下午5時(shí)前后在廣東江門市臺(tái)山沿海登陸，登陸時(shí)中心氣壓957hPa左右，附近最大風(fēng)速達(dá)45m/s，并向西北方向移動(dòng)，17日下午在廣西西部減弱為熱帶低壓，此后繼續(xù)向西偏北方向移動(dòng)，強(qiáng)度進(jìn)一步減弱，17時(shí)以后很難確定其環(huán)流中心，中央氣象臺(tái)17日晚上8時(shí)停止對(duì)其編號(hào)。

臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)湖南的影響主要表現(xiàn)為大風(fēng)及強(qiáng)降水。湖南受“山竹”影響主要是在其登陸后，不僅出現(xiàn)了大范圍的大風(fēng)天氣，而且有多地出現(xiàn)暴雨，永州出現(xiàn)大暴雨，此次過(guò)程的暴雨大部分出現(xiàn)在湖南省湘西和湘南靠近臺(tái)風(fēng)中心的區(qū)域，而大風(fēng)天氣則在湘西北以外都有出現(xiàn)，一直持續(xù)到臺(tái)風(fēng)消亡。

過(guò)程最大降水量出現(xiàn)在永州市南端的藍(lán)山縣新寨196.3mm（如圖3），最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在永州市冷水灘區(qū)49.5mm。

2? 形勢(shì)背景

這次臺(tái)風(fēng)過(guò)程的天氣形勢(shì)非常簡(jiǎn)單，天氣系統(tǒng)只有臺(tái)風(fēng)和副高。由于西北面沒(méi)有明顯的系統(tǒng)影響，臺(tái)風(fēng)在副高的引導(dǎo)下向西北方向移動(dòng)（如圖4），登陸后繞開(kāi)南嶺繼續(xù)朝西北方向移動(dòng)直至消失，整個(gè)過(guò)程中湖南始終位于其東北方向。

整個(gè)過(guò)程中湖南省的大氣層結(jié)不利于對(duì)流性降水和對(duì)流性大風(fēng)的產(chǎn)生。首先湖南省的不穩(wěn)定能量普遍太低（如圖5）。

其次是沒(méi)有抬升條件（16日20時(shí)郴州市為例如圖6），而且存在一定的對(duì)流抑制能量，不利于自發(fā)性的對(duì)流性降水產(chǎn)生，也不利于對(duì)流性大風(fēng)的產(chǎn)生。

3? 山竹對(duì)湖南造成的降水影響

3.1 過(guò)程降水的總體分布

臺(tái)風(fēng)“山竹”登陸江門市9h之前其外圍云系就進(jìn)入了湖南省，如圖7（a），這些云系帶來(lái)的降水十分分散，降水量接近于零，幾乎沒(méi)有什么影響。直到臺(tái)風(fēng)登陸前1h，湖南省南端才真正開(kāi)始出現(xiàn)一些區(qū)域性的較明顯降水?！吧街瘛钡穆菪茙щm然寬廣，但是臺(tái)風(fēng)中心近端的螺旋云帶與遠(yuǎn)端的螺旋云帶帶來(lái)的降水差異十分顯著，24h降水量超過(guò)50mm的區(qū)域幾乎全部集中在臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)的路徑上如圖 7（b）。

臺(tái)風(fēng)登陸后，由于受到地面摩擦的影響，其緊湊的結(jié)構(gòu)逐漸變得分散，其螺旋云帶的寬度迅速減小，隨著臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)和西移，原本位于臺(tái)風(fēng)不同方位的外圍云系先后進(jìn)入湖南，造成了湖南的絕大部分降水，隨著臺(tái)風(fēng)向西北移動(dòng)減弱，我省降水也逐漸減弱，17日18時(shí)后，只剩下微量降水。

3.2 湖南省強(qiáng)降水分布特點(diǎn)

從第二部分的形勢(shì)背景分析可以知道，這次過(guò)程影響湖南的天氣系統(tǒng)比較單一且大氣層結(jié)不利于對(duì)流的生成發(fā)展，那么外來(lái)云團(tuán)帶來(lái)的降水大體應(yīng)該是上游大于下游，靠近臺(tái)風(fēng)中心區(qū)域的降水量大于遠(yuǎn)離臺(tái)風(fēng)中心的區(qū)域，而從圖2降水量實(shí)況可以看出，實(shí)際出現(xiàn)的降水大體是這樣分布，同時(shí)也有例外，懷化靠近臺(tái)風(fēng)中心降水卻特別少，益陽(yáng)西部、婁底的西南部、邵陽(yáng)的南部和永州北部出現(xiàn)了較上游更強(qiáng)的降水中心;首先分析懷化，從圖8可以看出，懷化地處武陵山脈和雪峰山脈之間，是湘中丘陵向云貴高原的過(guò)度地帶，雪峰山脈中南段地勢(shì)較高，降水云團(tuán)從湘東南向湘西北方向移動(dòng)，途徑雪峰山脈，必將受其影響。

從此次過(guò)程雷達(dá)圖可以看出（如圖9），當(dāng)強(qiáng)降水回波在靠近雪峰山脈后其范圍迅速減小，在經(jīng)過(guò)雪峰山脈后強(qiáng)度迅速減弱甚至消失，說(shuō)明雪峰山脈對(duì)臺(tái)風(fēng)外圍云系有明顯的阻擋作用，與此同時(shí)由于雪峰山脈北段被資水沖散，逐漸轉(zhuǎn)為低矮的山地和丘陵，不能有效阻擋臺(tái)風(fēng)外圍云系，所以中雨以上量級(jí)的降水一直擴(kuò)展到了湘西北。

婁底的西南部、益陽(yáng)西部、邵陽(yáng)南部和永州北部這幾個(gè)地區(qū)都出現(xiàn)了較上游更強(qiáng)的降水，觀察這些地區(qū)的地形發(fā)現(xiàn)它們剛好都對(duì)應(yīng)著低矮的山地和丘陵，比如邵陽(yáng)南部的強(qiáng)降水中心剛好對(duì)應(yīng)著越城嶺;再以永州北部降水中心為例，（如圖10虛線為山區(qū)位置）臺(tái)風(fēng)外圍降水云團(tuán)正向西西北方向移動(dòng)，在經(jīng)過(guò)永州城區(qū)東南方向的低矮山區(qū)時(shí)，降水云團(tuán)在山體迎風(fēng)坡被迫抬升，上升氣流的加強(qiáng)使得云體變得更為旺盛，從而雨強(qiáng)加大，最終使得這些地區(qū)及其迎風(fēng)區(qū)的后方形成一個(gè)暴雨中心。上述四個(gè)地區(qū)剛好都對(duì)應(yīng)著低矮的山地，因此可以判定低矮的山地和丘陵對(duì)于臺(tái)風(fēng)外圍云系降水有著促進(jìn)云體發(fā)展從而使降水加強(qiáng)的作用。

4? “山竹”對(duì)湖南造成的大風(fēng)天氣

臺(tái)風(fēng)引起的我國(guó)境內(nèi)大風(fēng)主要出現(xiàn)在東南沿海，向內(nèi)陸急劇減小，引起的大風(fēng)風(fēng)速的大值區(qū)與登陸地段較為一致[3]，像“山竹”這樣引起湖南大范圍大風(fēng)的個(gè)例比較少見(jiàn)。由于登岸風(fēng)和離岸風(fēng)的差異，一般來(lái)說(shuō)，在臺(tái)風(fēng)前進(jìn)方向的右前方風(fēng)力最為強(qiáng)大，從整個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸過(guò)程來(lái)看，各省大風(fēng)幾乎全部出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)中心的第1和第4象限，其中湖南正好位于臺(tái)風(fēng)“山竹”前進(jìn)方向的右前方，所以此次過(guò)程中湖南是容易出現(xiàn)大風(fēng)的區(qū)域，然而實(shí)況中湖南省絕大部分地區(qū)都有大風(fēng)出現(xiàn)，而且其出現(xiàn)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)臺(tái)風(fēng)“山竹”應(yīng)有的影響力，比如說(shuō)臺(tái)風(fēng)“山竹”登陸廣東之前，7級(jí)風(fēng)圈半徑就已經(jīng)減少到250～400km，“山竹”登陸后以400km計(jì)算其半徑只能覆蓋到永州和郴州南部，而湘東北距離臺(tái)風(fēng)中心距離一直在600km以上，而且臺(tái)風(fēng)登陸后強(qiáng)度減弱非常迅速，所以單獨(dú)臺(tái)風(fēng)“山竹”的影響力很難導(dǎo)致湖南省出現(xiàn)大范圍的大風(fēng)天氣。

風(fēng)就是空氣的流動(dòng)，一個(gè)空氣團(tuán)的水平移向，除了受到本身的慣性影響外還受到地形作用和水平氣壓梯度力的影響，由于沒(méi)有局地對(duì)流性大風(fēng)的干擾，大風(fēng)天氣的出現(xiàn)只和天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的作用有關(guān)。湖南省的山體多為東北西南走向，且多平原，而這次臺(tái)風(fēng)過(guò)程中湖南省各地風(fēng)向基本上都是東北風(fēng)及偏北風(fēng)，所以地形對(duì)風(fēng)力風(fēng)向的影響并不明顯;觀察各個(gè)時(shí)次的風(fēng)力風(fēng)向發(fā)現(xiàn)，在臺(tái)風(fēng)“山竹”登陸之前，湘東北的風(fēng)速已經(jīng)明顯加大，一些地方已經(jīng)超過(guò)12m/s，超過(guò)臺(tái)風(fēng)“山竹”應(yīng)有的影響力，從圖4可以知道，臺(tái)風(fēng)“山竹”登陸前后一直受到副高的壓迫，臺(tái)風(fēng)周圍等壓線密集、氣壓梯度很大，特別在副熱帶高壓一側(cè)氣壓梯度更大[4]，在氣壓梯度力作用下湘東北出現(xiàn)了明顯的偏北風(fēng)，而臺(tái)風(fēng)向湘西南及湘中輸送的東南氣流也在氣壓梯度力的影響下加強(qiáng)轉(zhuǎn)向，出現(xiàn)了大范圍的東北大風(fēng)，臺(tái)風(fēng)在登陸后的一段時(shí)間與副高之間的地面氣壓梯度會(huì)繼續(xù)增大，從而使得這段時(shí)間內(nèi)湖南省出現(xiàn)了大面積的大風(fēng)天氣，所以說(shuō)這次過(guò)程中，湖南省大面積的大風(fēng)天氣是由于臺(tái)風(fēng)與副高共同作用產(chǎn)生的。

5? 結(jié)論與討論

在通過(guò)對(duì)臺(tái)風(fēng)“山竹”對(duì)湖南的風(fēng)雨影響分析后可以得出以下結(jié)論：

（1）這次過(guò)程中，湖南強(qiáng)降水的落區(qū)與地形有著密切關(guān)系。湖南省的地勢(shì)西高東低，不同的山脈或丘陵因其高度的不同對(duì)臺(tái)風(fēng)外圍云系降水有截然不同的影響，較高的山脈可以使降水云團(tuán)迅速減弱消亡，而較低的山體或丘陵不僅無(wú)法有效阻擋降水云團(tuán)的移動(dòng)，還會(huì)幫助其發(fā)展加強(qiáng)。

（2）湖南這次出現(xiàn)全省性的大風(fēng)與副高的壓迫有關(guān)。臺(tái)風(fēng)在登陸之后，如果受到副高壓迫，那么在臺(tái)風(fēng)與副高之間容易出現(xiàn)大范圍的大風(fēng)天氣。

參考文獻(xiàn)

[1] 王軍，許世遠(yuǎn)，石純，等.基于多源遙感影像的臺(tái)風(fēng)災(zāi)情動(dòng)態(tài)評(píng)估研究進(jìn)展[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2008，17（3）：22-28.

[2] 陳聯(lián)壽.西太平洋臺(tái)風(fēng)概論[M].北京：科學(xué)出版社，1979.

[3] 趙凱，沈樹(shù)勤，孫燕.登陸臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生江蘇大風(fēng)的動(dòng)力學(xué)診斷[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（20）：9553-9557.

[4] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，2007.