樂清以北登陸臺風(fēng)“利奇馬”和“阿貝”造成溫州強(qiáng)降水差異的環(huán)境場特征分析

萬小雁 何萍 陳瑩 朱寧寧 鄭峰,3

(1 蒼南縣氣象局，浙江 溫州 325800；2 溫州市氣象局，浙江 溫州 325000；3 中國氣象局上海臺風(fēng)研究所 溫州預(yù)報技術(shù)應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗室,浙江 溫州 325000)

引 言

臺風(fēng)是華東、華南沿海的主要災(zāi)害性天氣，每年夏、秋季，伴隨臺風(fēng)往往會帶來的大暴雨、強(qiáng)風(fēng)和臺風(fēng)引發(fā)的山洪、泥石流、風(fēng)暴潮、龍卷等自然災(zāi)害，給沿海地區(qū)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。許浩恩[1]利用1949—2007年的臺風(fēng)資料統(tǒng)計分析指出，年均受臺風(fēng)影響次數(shù)最多的是浙江東部沿海地區(qū)，東南部沿海地區(qū)受降水影響最明顯。溫州地處浙江東南沿海，臺風(fēng)是造成溫州區(qū)域性暴雨的重要影響系統(tǒng)。據(jù)溫州近40 a氣象資料統(tǒng)計，溫州市平均每年受到1.4次臺風(fēng)的嚴(yán)重影響[2]。但在東南沿海地區(qū)夏秋干旱季節(jié)， 臺風(fēng)暴雨又能起到解除或緩解旱情的作用。因此，對于臺風(fēng)預(yù)報方法的研究一直是浙閩臺站的重要課題。許映龍等[3]指出，在臺風(fēng)風(fēng)雨預(yù)報中方面，中國尚無有效的客觀預(yù)報方法供業(yè)務(wù)應(yīng)用。在臺站預(yù)報服務(wù)過程中，往往利用相似預(yù)報是比較常用的方法。陳劍等[4]指出相似預(yù)報法在臺風(fēng)暴雨的預(yù)報業(yè)務(wù)中是最為常用的方法之一，但實(shí)際上在路徑相似的臺風(fēng)個例中，暴雨分布有時會有很大差異，這是由于影響登陸臺風(fēng)暴雨的關(guān)鍵因子存在個體差異[5-6]，其中，對臺風(fēng)暴雨中的極端降水預(yù)報難度更大，因此，非常有必要對相似路徑的臺風(fēng)暴雨成因進(jìn)行對比分析和探討，利用該路徑的相似臺風(fēng)研究臺風(fēng)暴雨影響臺站的環(huán)境場特征配置情況[7]，通過個例分析該路徑的預(yù)報情況，這有助于提高對臺風(fēng)暴雨發(fā)生機(jī)制的認(rèn)識和預(yù)報，也有助于預(yù)報員更加合理地選擇重點(diǎn)關(guān)注的因子。其中登陸福建臺風(fēng)對溫州產(chǎn)生的影響已陸續(xù)開展相關(guān)研究[8-9]，對于溫州以北登陸型臺風(fēng)影響溫州地區(qū)降水情況研究涉及較少。2019年第9號超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”，是登陸華東地區(qū)第三強(qiáng)的臺風(fēng)，在陸上滯留44 h，11個省受影響，登陸臺風(fēng)降水浙江第二?！袄骜R”給溫州北部縣市帶來極端降水，造成了重大災(zāi)情，強(qiáng)降水導(dǎo)致山洪爆發(fā)，山體滑坡。

據(jù)資料分析，建國以來，與1909號超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”移動路徑、登陸點(diǎn)及登陸后移動路徑相似的臺風(fēng)共有4個?？紤]到樂清以北登陸的臺風(fēng)對溫州產(chǎn)生的降水具有區(qū)域差異特征，但不同強(qiáng)度臺風(fēng)產(chǎn)生的降水量級差異需要再深入探討。選取與“利奇馬”移動路徑和登陸點(diǎn)相似、強(qiáng)度不同，影響時間較接近的臺風(fēng)“阿貝”(9015)進(jìn)行對比分析。采用中國氣象局(CMA)熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集、歐洲氣象資料中心EMWCF資料(空間分辨率為0.125°×0.125°，時間分辨率為 6 h)、常規(guī)地面觀測資料、加密自動站資料等資料，探討該路徑下造成溫州降水分布的環(huán)境場特征及“利奇馬”造成溫州北部極端降水的原因。“利奇馬”資料時間段為2019年8月9日08時—10日20時(北京時，下同)?！鞍⒇悺辟Y料時間段為2015年8月30日08時—31日20時。

1 “利奇馬”和“阿貝”臺風(fēng)影響概況

“利奇馬”于2019年8月4日14時在菲律賓東北部洋面上生成， 7日23時加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng)，超強(qiáng)臺風(fēng)強(qiáng)度維持時間長達(dá)51 h。于10日01時45分在浙江省溫嶺市城南鎮(zhèn)登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力有16級(52 m·s-1)，中心最低氣壓930 hPa(圖1a)。受“利奇馬”影響，8日晚上開始溫州各地開始出現(xiàn)降水，9日04—10時，出現(xiàn)第一階段集中降水，第二階段降水出現(xiàn)在9日14時以后，南部地區(qū)在臺風(fēng)登陸前2～3 h降水逐漸停止，溫州北部降水在臺風(fēng)登陸6 h后逐漸停止(圖2a)。全市過程面雨量117.0 mm，北部140～345 mm，單站>500 mm；南部30～70 mm，單站>100 mm(圖1b)?！袄骜R”造成樂清和永嘉的極端降水創(chuàng)歷史記錄(圖2b)。

圖1 臺風(fēng)路徑圖(a)及(b)“利奇馬”和(c)“阿貝”過程降水落區(qū)分布(單位: mm) Fig.1 (a) Track and precipitation distribution of typhoon “Lekima” (b; unit: mm) and “Abe” (c; unit: mm)

“阿貝”于1990年8月25日08時在菲律賓以西洋面上生成，30日02時加強(qiáng)為強(qiáng)臺風(fēng)，強(qiáng)臺風(fēng)強(qiáng)度維持時間近24 h。于31日08時在浙江省臺州市椒江登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力有13級(40 m·s-1)，中心最低氣壓965 hPa。受“阿貝”影響，30日下午開始溫州各地開始出現(xiàn)降水，第一階段集中降水出現(xiàn)在30日13時—31日06時，第二階段出現(xiàn)在31日11—17時，南部地區(qū)在臺風(fēng)登陸前3～4 h降水逐漸停止，登陸后5 h后又有弱降水，北部降水在臺風(fēng)登陸10 h后停止(圖2c)。北部過程面雨量150～250 mm，單站大于300 mm；南部20～60 mm，中部有60～100 mm(圖1c)。

兩個臺風(fēng)在影響溫州期間有以下相似點(diǎn)和不同點(diǎn)：兩者均在菲律賓以東洋面上生成，在生成時間上“利奇馬”比“阿貝”早20 d。生成后穩(wěn)定向西北方向移動，都沒有經(jīng)過臺灣島。登陸前，“利奇馬”生成后強(qiáng)度增強(qiáng)，超強(qiáng)臺風(fēng)強(qiáng)度維持時間長，登陸時為超強(qiáng)臺風(fēng)級，登陸后強(qiáng)度逐漸減弱，向西北偏北行?！鞍⒇悺钡顷憰r為臺風(fēng)級，登陸后也是向西北偏北方向移動，強(qiáng)度逐漸減弱。兩者登陸點(diǎn)相距25 km左右。兩者對溫州產(chǎn)生的降水分布特征一致，南部暴雨量級，北部大暴雨特大暴雨量級。兩者有差異原因可能在于：一是利奇馬登陸點(diǎn)相對于“阿貝”更靠近溫州北部，“利奇馬”登陸后又進(jìn)入樂清境內(nèi)1個多小時，對北部的影響更大；二是利奇馬登陸時強(qiáng)度比“阿貝”大兩個等級。

2 環(huán)流背景分析

圖3a—c為 “利奇馬”登陸前20 h、登陸前6 h、登陸后6 h這3個階段的500 hPa環(huán)流形勢場。臺風(fēng)移動路徑主要受大尺度環(huán)流背景引導(dǎo)[10-11]，8月9日500 hPa副熱帶高壓脊中心位于125°E，588線西端位于125°E左右，臺風(fēng)在副高西側(cè)東南氣流和10號臺風(fēng)“羅莎”的西北氣流共同影響，“利奇馬”以西北方向路徑為主緩慢移動?！鞍⒇悺迸_風(fēng)影響期間500 hPa上8月30日08時(圖3d)副熱帶高壓強(qiáng)度比“利奇馬”環(huán)流強(qiáng)，35°N左右588線呈東西走向的高壓壩形勢，平均副高脊線位于30°N左右,阻擋了中高緯西風(fēng)槽向南發(fā)展，到30日20時(圖3e)，隨著臺風(fēng)北上，高壓壩斷裂，北風(fēng)分量加大。

“利奇馬”和“阿貝”在登陸前12 h，臺風(fēng)主體以北環(huán)流形勢接近，以南和以東方向，“利奇馬”受熱帶低壓互旋影響，移動速度緩慢，導(dǎo)致降水強(qiáng)度和降水效率在溫州北部有明顯增強(qiáng)。對比發(fā)現(xiàn)，樂清以北登陸的夏季臺風(fēng)環(huán)流背景中，副熱帶高壓偏強(qiáng)，脊線緯度在35°N維持，西伸脊點(diǎn)東退至125°E左右，中高緯的西風(fēng)環(huán)流距離較遠(yuǎn)，冷槽底部未向南滲透。兩個臺風(fēng)都未登陸過臺灣島，直面向溫臺交界移動。登陸后臺風(fēng)東側(cè)環(huán)流與西風(fēng)帶西南氣流打通形成連續(xù)環(huán)流，也是導(dǎo)致臺風(fēng)登陸后北上降水增強(qiáng)的原因。

3 環(huán)境場特征分析

3.1 兩個臺風(fēng)登陸前后動力結(jié)構(gòu)對比

圖2 逐小時降雨量分布(單位：mm): (a)“利奇馬”; (b)北雁蕩; (b)“阿貝”Fig.2 The accumulated precipitation distribution (unit:mm): (a)“Lekima”；(b)Beiyandang station；(c)“Abe”

圖3 “利奇馬”(a—c)和“阿貝”(d—f)500 hPa位勢高度(藍(lán)色實(shí)線，單位：10 dagpm)、溫度(紅色實(shí)線，單位：℃)和風(fēng)場(單位：m·s-1)分布:(a)8月9日08時;(b)8月9日20時;(c)8月10日08時;(d)8月30日08時；(e)8月30日20時；(f)8月31日08時Fig.3 The geopotential height(blue solid line,unit:10 dagpm)and temperature(red solid line,unit: ℃) and wind(unit:m·s-1) of (a-c) “Lekima”and “Abe” (d-f) at: (a)08∶00 BST on 9 August; (b)20∶00 BST on 9 August; (c) 08∶00 BST on 10 August; (d) 08∶00 BST on 30 August; (e)20∶00 BST on 30 August; (f)08∶00 BST on 31 August

對比分析“利奇馬”和“阿貝”影響溫州南北降水差異的動力結(jié)構(gòu)，從200 hPa散度場來看，9日08時“利奇馬”登陸前20 h(圖4a)，溫州地區(qū)高層輻散值為-2×10-5s-1的輻合場，9日20時高空轉(zhuǎn)為輻散場，強(qiáng)度為1.4×10-5s-1，溫州北部比南部強(qiáng)度大；登陸后，南部高空輻散強(qiáng)度迅速減弱，南部的降水減弱?！鞍⒇悺?00 hPa散度場(圖4b)看，其登陸前24 h(30日08時)，高層輻散值為2×10-5s-1， 登陸前轉(zhuǎn)為弱輻合形勢，登陸后研究區(qū)輻散形勢迅速減弱。200 hPa高空散度場兩者總體相近，輻散形勢維持持久短，“利奇馬”比“阿貝”輻散形勢明顯。

圖4 散度在120.5°E的緯向—時間演變(填色單位：s-1): (a)“利奇馬”; (b)“阿貝”Fig.4 Evolution of divergence of latitude with time at 120.5°E (shaded, unit： s-1): (a)“Lekima”; (b)“Abe”

圖5 臺風(fēng)“利奇馬”(a—d)和“阿貝”(e—h)沿120.5°E渦度、散度、垂直速度經(jīng)向剖面:(a)9日08時;(b)9日20時;(c)10日02時;(d)10日08時;(e)30日08時;(f)30日20時;(g)31日08時;(h)31日20時Fig.5 Meridiona cross section of vorticity, divergence and vertical velocity of (a-d) “Lekima” and (e-h) “Abe” at: (a)08∶00 BST on 9; (b)20∶00 BST on 9; (c)02∶00 BST on 10; (d)08∶00 BST on 10; (e)08∶00 BST on 30;(f)20∶00 BST on 30; (g)08∶00 BST on 31; (h)20∶00 BST on 31

散度、渦度、垂直速度在120.5°E的緯向—高度隨時間變化的剖面(圖5)上可以看出，溫州北部和南部三個動力參數(shù)配置在不同時刻有差異，對應(yīng)溫州南北部降水分布情況。登陸前18 h(圖5a、e)，“利奇馬”臺風(fēng)在垂直方向上，500 hPa散度場存在大值區(qū)，中心值為-8×10-5s-1，850～600 hPa為正值，850 hPa以下渦度<-4×10-5s-1響垂直速度在27°N以南<4 Pa·s-1,以北>5 Pa·s-1，底層弱垂直向上；“阿貝”臺風(fēng)在600 hPa散度出現(xiàn)大值中心-4×10-5s-1，700 hPa以下為正輻散區(qū)，700 hPa以上渦度>2×10-5s-1，呈南大北小的特征，底層弱上升氣流。登陸前6 h(圖5b、f)，兩者散度場大值區(qū)在700 hPa 以上，27°N以北中心值“利奇馬”大于“阿貝”，正渦度“利奇馬”在850 hPa 以上，中心值大于2×10-5s-1，“阿貝”在850 hPa 以下，均表現(xiàn)為以南下沉，以北上升的垂直速度場。登陸時(圖5c、e)，北部地區(qū)的垂直上升運(yùn)動條件明顯優(yōu)于南部地區(qū)，從而為北部地區(qū)的暴雨增幅提供了動力條件，“利奇馬”北部渦度值增強(qiáng)至20×10-5s-1，中心700 hPa 以上，輻散場中心值-6×10-5s-1，這種變化迅速的動力條件是“利奇馬”登陸前后使溫州北部產(chǎn)生極端降水的原因之一?！鞍⒇悺睂?yīng)的三者動力值均較“利奇馬”弱。登陸后6 h(圖5d、e)，溫州地區(qū)三者動力條件配置均迅速減弱，降水逐漸停止。

3.2 兩個臺風(fēng)登陸前后熱力結(jié)構(gòu)對比

林小紅等[11]和陳久康等[12]分析指出:臺風(fēng)暴雨與臺風(fēng)流場和熱力場的不對稱結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，特別是當(dāng)溫度場表現(xiàn)出顯著的西冷東暖特征時，極大地加強(qiáng)了高層的熱成風(fēng)，增強(qiáng)了低層的輻合和上升運(yùn)動，導(dǎo)致暴雨增幅。

假相當(dāng)位溫是重要的溫濕特征參數(shù)。9日08時，“利奇馬”臺風(fēng)850 hPaθse分布(圖6a—c)上看出，登陸前(圖6a、b)，溫州位于假相當(dāng)位溫中心值達(dá)365 K，配合θse冷平流，平流值達(dá)-8×10-5℃·s-1，以東洋面上有θse暖平流，平流值達(dá)8×10-5℃·s-1，θse平流呈東暖西冷的不對稱結(jié)構(gòu)。登陸后(圖6c)，θse變化梯度較小，但θse平流分布開始發(fā)生變化。西側(cè)的θse冷平流區(qū)域北移，θse平流趨于0?！鞍⒇悺迸_風(fēng)登陸前(圖6d、e)，溫州北部位于θse閉合中心355 K高值區(qū)內(nèi)，有θse冷平流，東側(cè)洋面有弱θse冷平流。臺風(fēng)登陸后(圖6f)，θse和θse平流情況與利奇馬類似。

受“利奇馬”臺風(fēng)影響時，溫州地區(qū)θse大且θse平流呈東暖西冷的不對稱結(jié)構(gòu)，大氣較不穩(wěn)定，故過程降水量大。而“阿貝”臺風(fēng)登陸前，溫州周圍地區(qū)都處在θse冷平流區(qū)域，且受θse暖平流控制的區(qū)域緯度較高，東暖西冷的不對稱結(jié)構(gòu)較“利奇馬”不顯著，對應(yīng)過程降水量少。

3.3 兩個臺風(fēng)登陸前后水汽條件對比

“利奇馬”在溫州北部產(chǎn)生極端強(qiáng)降水離不開充沛的水汽條件。通過分析“利奇馬”850 hPa水汽通量散度場可以看出，登陸前20 h，9日08時(圖7a)，浙南處于強(qiáng)水汽通量輻合區(qū)(-4～-12×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1)，與第一階段的強(qiáng)降水對應(yīng)。到登陸前6 h(圖7b)，水汽通量散度減弱為-4×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，對降水的貢獻(xiàn)變小，與小時降水強(qiáng)度變化相對應(yīng)。登陸時(圖7c)，水汽通量散度增強(qiáng)到-4～-12×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，呈現(xiàn)北大南小特征。北部第二階段強(qiáng)降水開始?！鞍⒇悺迸_風(fēng)在登陸前20 h，溫州處于強(qiáng)水汽通量輻合中心區(qū)(-12×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1)，強(qiáng)輻合形勢一直維持到臺風(fēng)登陸后6 h(圖略)。

對比發(fā)現(xiàn)，850 hPa 水汽通量散度強(qiáng)度大于-4×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1的區(qū)域與暴雨落區(qū)的形態(tài)和位置對應(yīng)良好，且強(qiáng)度的變化對降水量多少有一定指示意義，在今后臺風(fēng)降水預(yù)報中可進(jìn)行參考。

3.4 兩個臺風(fēng)登陸前后Q矢量對比

Q矢量大小表示垂直方向上的速度大小。有關(guān)研究[13]指出，中低層Q矢量的輻合區(qū)和大暴雨的發(fā)生有著很好對應(yīng)關(guān)系，一般來說，Q矢量的輻合區(qū)在暴雨發(fā)生前幾小時生成，有時和暴雨同時發(fā)生。近地層的強(qiáng)輻合有利于中低層上升運(yùn)動的發(fā)展，Q矢量散度可定性估算垂直速度的分布。從850 hPa臺風(fēng)登陸前后Q矢量分布表明，“利奇馬”臺風(fēng)影響時(圖8a)，登陸前溫州地區(qū)出現(xiàn)Q矢量輻合中心，隨著臺風(fēng)移近，Q矢量輻合中心范圍加大，強(qiáng)度增強(qiáng)，中心值達(dá)3×10-15hPa-1·s-3。到臺風(fēng)登陸時，高值中心主體向北移動，溫州北部比南部強(qiáng)度強(qiáng)，登陸后6 hQ矢量接近0。與暴雨中心位置和降水演變情況基本一致?！鞍⒇悺迸_風(fēng)Q矢量演變過程與“利奇馬”相近，但是大值區(qū)的強(qiáng)度和范圍較“利奇馬”小的多，中心值為2.5×10-15hPa-1·s-3，對應(yīng)的降水量級也小(圖8b)。對比發(fā)現(xiàn)，樂清以北登陸的臺風(fēng)，中心強(qiáng)度不同，但850 hPaQ矢量的強(qiáng)度和范圍演變與雨量的分布有較強(qiáng)的對應(yīng)關(guān)系。

4 樂清以北登陸臺風(fēng)降水與空間要素關(guān)系分析

圖6 “利奇馬”(a—c)和“阿貝”(d—f)850 hPa假相當(dāng)位溫θse和θse平流變化(等值線單位：K；陰影單位：℃·s -1): (a)9日08時;(b)9日20時;(c)10日02時;(d)30日08時;(e)30日20時;(f)31日08時Fig.6 θse and θse advection change with time at 850 hPa of (a-c) “Lekima” and (d-f) “Abe” (isometric line unit: K;shaded unit: ℃·s -1) at : (a)08∶00 BST on 9; (b)20∶00 BST on 9; (c)02∶00 BST on 10; (d)08∶00 BST on 30; (e)20∶00 BST on 30; (f)08∶00 BST on 31

圖7 臺風(fēng)“利奇馬” 850 hPa水汽通量散度分布圖(單位：10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1):(a)8月9日08時；(b)8月9日20時；(c)8月10日02時Fig.7 Distribution of water vapor flux divergence at 850 hPa of “Lekima” (unit: 10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1) at:(a)08∶00 BST on 9 August; (b)20∶00 BST on 9 August; (c)02∶00 BST on 10 August

圖8 Q矢量分布圖(陰影,單位：10-10 hPa-1·s-3): (a)“利奇馬”；(b)“阿貝”Fig.8 Distribution of Q vector (shaded, unit：10-10 hPa-1·s-3)：(a)“Lekima”; (b)“Abe”

為探討樂清以北登陸型臺風(fēng)對溫州地區(qū)產(chǎn)生降水差異的因素，以上是超強(qiáng)臺風(fēng)和強(qiáng)臺風(fēng)在物理量場上的演變情況，動力、熱力和水汽條件演變趨勢和配置相似，在探討物理量之外，還考慮了地形等因素對強(qiáng)降水的影響，以超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”為例，通過分析“利奇馬”過程累積降水量和臺風(fēng)移動過程中中尺度區(qū)域自動站與臺風(fēng)中心移動過程中的最短距離、臺站海拔高度兩個要素進(jìn)行空間插值擬合(圖9a)，模擬結(jié)果顯示，決定系數(shù)R2=0.844 1，說明回歸分析中臺站與臺風(fēng)中心最短距離、臺站高程對臺風(fēng)累積降水量的解釋效果較好，其中和方差接近0，也表明模型擬合比較成功，因此認(rèn)為這兩個因素與臺風(fēng)降雨量有顯著關(guān)系。

圖9 “利奇馬”過程累積雨量與觀測站離臺風(fēng)移動路徑最短距離、站點(diǎn)高程的擬合效果圖(陰影，過程累積雨量；單位：mm)：(a)三維；(b)溫州北部；(c)溫州南部；(d)全市Fig.9 Imitative diagram of accumulated rainfall of “Lekima” process with the shortest distance from the observing station to thetyphoon moving path and station elevation (shaded, process accumulated rainfall; unit:mm):(a) 3D imitative effect; (b) the north of Wenzhou; (c) the south of Wenzhou; (d) Wenzhou

選取interporlant差值方法對“利奇馬”影響溫州北部和南部進(jìn)行模擬對比分析，圖9d為全區(qū)的模擬效果，決定系數(shù)R2=0.999 8，方差接近0,擬合效果較好。圖9b為全市各監(jiān)測站點(diǎn)過程累積雨量與兩個影響要素之間的關(guān)系，可以看出，北部出現(xiàn)極端降水的站點(diǎn)處在高程為200～300 m、中心最短距離為40 km左右的區(qū)域。插值出來的效果看，過程雨量大于600 mm(極端降水)的站點(diǎn)分布在高程為200～350 m、中心35～45 km的區(qū)域內(nèi)。過程累積雨量大于250 mm(特大暴雨量級)的站點(diǎn)表現(xiàn)出中心最短距離在65 km以內(nèi)，高程在90 m以上，高度越高，雨量增幅越顯著，高程在90 m以下的，地形對雨量的增幅表現(xiàn)不顯著。中心最短距離大于75 km的站點(diǎn)顯示，距離越近，雨量越大，雨量在100 mm以下。圖9c為擬合的溫州南部過程降水量與選定兩個變量之間的關(guān)系模擬圖，表明南部的過程累積雨量明顯低于北部，出現(xiàn)100 mm以上的站點(diǎn)只有少數(shù)，中心最短距離在90 km以內(nèi)，高程在50 m以下。中心最短距離在90 km以上，隨著高程增加雨量出現(xiàn)增幅，但增幅幅度不大。

對比南、北部降水差異，在中心最短距離大于90 km時，由于臺站與臺風(fēng)中心的距離過大，海拔高度對總體降水量的影響較小。在最短距離小于90 km時，過程總降水量大致與最短距離呈負(fù)相關(guān)，與海拔高度呈正相關(guān)關(guān)系，最短距離越小，臺站海拔高度越大，過程總降水量越大。由圖9d可見，最短距離為30～50 km在海拔高度為100～300 m對應(yīng)的點(diǎn)是樂清市與永嘉縣北部，此處海拔高度高且為北雁蕩山迎風(fēng)坡處，在最短距離時，它們位于10級風(fēng)圈之內(nèi)，受到地形的影響，“利奇馬”臺風(fēng)造成該處出現(xiàn)極端降水現(xiàn)象。

以臺風(fēng)“阿貝”代入模型驗證得到，海拔高度為60.8 m的樂清站與臺風(fēng)中心最短距離為49.35 km，過程總雨量為134.2 mm，海拔高度為39.7 m的瑞安臺站與臺風(fēng)中心最短距離為93.71 km，過程總雨量為58.3 mm。與前文結(jié)論相一致。

5 結(jié)論

本文分析了樂清以北登陸的超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”和臺風(fēng)“阿貝”造成溫州南北地區(qū)降水差異，得出以下結(jié)論：

(1)該路徑下，溫州南部大部分區(qū)域出現(xiàn)100 mm以下的暴雨，北部出現(xiàn)大暴雨、特大暴雨，北部比南部大1～2個量級，北部易出現(xiàn)極端降水。

(2)環(huán)流背景上，副熱帶高壓偏強(qiáng)，脊線緯度在35°N維持，西伸脊點(diǎn)東退至125°E左右。登陸前12 h，兩個臺風(fēng)主體以北環(huán)流形勢接近。兩者臺風(fēng)主體均沒有和冷空氣結(jié)合，降水由臺風(fēng)螺旋雨帶造成。

(3)物理量配置上，在登陸前，兩個臺風(fēng)的中高層為弱輻合、低層弱輻散的配置，這種配置均不利于強(qiáng)降水的維持，尤其是溫州南比溫州北的動力條件更差，溫州南在臺風(fēng)登陸后2～4 h，溫州北在臺風(fēng)登陸后6 h降水逐漸停止；熱力條件看，兩個臺風(fēng)造成強(qiáng)降水時θse在360 K以上，“利奇馬”影響期間θse平流特征顯示西冷東暖的結(jié)構(gòu)有利于強(qiáng)降水的維持，而“阿貝”影響期間θse平流特征維持時間短，對應(yīng)的強(qiáng)降水維持時間短；從500 hPa 水汽通量輻合強(qiáng)度變化可以看出，大于12×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1的區(qū)域與暴雨落區(qū)的形態(tài)和位置對應(yīng)良好；中低層Q矢量的輻合區(qū)和大暴雨的發(fā)生有著很好對應(yīng)關(guān)系。從物理量場上分析，200 hPa均表現(xiàn)出，登陸前20 h研究區(qū)域為輻合場，輻散場維持時間僅為登陸前后的幾小時。兩者在登陸前20 h研究區(qū)高空為輻合形勢，不利于對流發(fā)展，登陸前轉(zhuǎn)為輻散場配置，但是維持時間不長。

(4)利用lowess和interporland方法較好地擬合出臺風(fēng)過程累積雨量與監(jiān)測站點(diǎn)離臺風(fēng)中心最短距離及地形高度的關(guān)系，與兩個要素具有顯著相關(guān)關(guān)系。區(qū)分溫州北部和南部過程累積降水量與兩者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)距離越近、高度越高，北部降水增幅比南部大，其特征對判斷樂清以北登陸臺風(fēng)強(qiáng)降水增幅具有一定的指導(dǎo)意義。

(5)考慮到中尺度區(qū)域自動站建站時間較短，沒有其他歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合結(jié)果對比，本文只對臺風(fēng)“阿貝”影響時，樂清和瑞安2個站點(diǎn)進(jìn)行模式驗證，對區(qū)域內(nèi)的適用性仍有待驗證。