2023年臺風(fēng)“杜蘇芮”對東北地區(qū)暴雨影響的分析

摘 要：分析了2023年8月初東北地區(qū)出現(xiàn)的極端強降水天氣過程成因，通過環(huán)流分析發(fā)現(xiàn)：此次過程是一次典型的臺風(fēng)受異常偏強副高影響，登陸后一邊圍繞西伸副高外圍沿偏西路徑北上，一邊變性減弱為低壓環(huán)流，再配合中西伯利亞高原高脊前南下的冷空氣，在東北地區(qū)中部產(chǎn)生大范圍極端暴雨天氣過程；降水同時包括連續(xù)性降水和對流性降水，持續(xù)時間長，小時雨強大；地形抬升作用也對強降水過程增幅明顯。

關(guān)鍵詞：暴雨；臺風(fēng)環(huán)流；冷空氣

中圖分類號：P444 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

臺風(fēng)是源于熱帶海洋的強風(fēng)暴，具有極強的破壞力和不可預(yù)測性。每年夏季，臺風(fēng)都會對亞洲地區(qū)產(chǎn)生不同程度的影響。中國是受臺風(fēng)影響最為嚴重的國家之一，不僅東南沿海地區(qū)經(jīng)常受臺風(fēng)直擊產(chǎn)生大范圍的狂風(fēng)暴雨天氣，而且臺風(fēng)登陸減弱后的低壓系統(tǒng)北上深入內(nèi)陸也常給內(nèi)陸地區(qū)造成極端暴雨天氣。東北地區(qū)尤其是中國最北部的黑龍江省受臺風(fēng)影響次數(shù)較少，平均每年不足1次，但隨著全球氣候變化加劇，近年來受臺風(fēng)影響次數(shù)呈增加趨勢[1-2]。2023年8月初，超強臺風(fēng)“杜蘇芮”殘余環(huán)流給東北地區(qū)帶來了大范圍大風(fēng)和暴雨，引發(fā)了一系列嚴重的洪澇地質(zhì)災(zāi)害。通過分析此次臺風(fēng)暴雨過程，以期提高類似天氣過程的預(yù)報質(zhì)量和服務(wù)水平。

1 降水實況及其特征分析

2023年8月1—5日東北大部地區(qū)累計降水量超過50 mm，其中黑龍江省齊齊哈爾、綏化、哈爾濱、牡丹江，吉林省松原、長春、四平、吉林，遼寧省撫順、大連等地降水量在150～330 mm之間，吉林舒蘭局地501 mm（圖1）。其中2日，內(nèi)蒙古（呼倫貝爾鄂溫克族自治旗87.3 mm）、黑龍江（牡丹江海林106.1 mm）、吉林（四平孤家子144.9 mm）共3個國家級氣象觀測站日降雨量突破歷史極值。小時雨強＞100 mm有2站：吉林長嶺新一108.8 mm（2日16：00～17：00）與榆樹長發(fā)

101.2 mm（2日16：00～17：00）。在舒蘭永勝林場（圖2）和尚志珍珠山（圖3）實況時序圖中可以看出，在此次過程中前者體現(xiàn)為更集中的降水時段和更強的極端性，后者體現(xiàn)為長時間的持續(xù)性降水。此外，在紅外云圖中可以觀測到多個時段有中尺度對流云團的特征（圖4），對流性降水特征明顯。

2 環(huán)流演變特征與臺風(fēng)結(jié)構(gòu)演變

如圖5所示，7月28日超強臺風(fēng)“杜蘇芮”在福建登陸前，歐亞大陸中高緯環(huán)流形勢呈兩槽兩脊型，烏山以西與中西伯利亞高原分別有2個強大高脊，烏山以東額爾齊斯河流域與內(nèi)蒙古東部分別有2個低槽，副高強盛北抬。臺風(fēng)“杜蘇芮”登陸后，沿副高外圍偏南氣流北上，受地面摩擦和暖心結(jié)構(gòu)破損影響強度減弱，最終在29日安徽境內(nèi)變性為溫帶氣旋并停編；隨后副高西伸北抬，覆蓋蒙古高原的東部，“杜蘇芮”殘余低壓環(huán)流北上受副高阻擋，在華北地區(qū)停留數(shù)日并產(chǎn)生了極端暴雨，直到8月1日副高減弱南落，“杜蘇芮”殘余低壓環(huán)流沿副高北緣在偏西氣流引導(dǎo)下東移影響東北地區(qū)，同時中西伯利亞高原脊前偏北氣流引導(dǎo)冷空氣在貝加爾湖北部堆積，受副高減弱南落影響，橫槽轉(zhuǎn)豎東移，冷空氣侵入東北地區(qū)與地面臺風(fēng)低壓倒槽交匯，進而產(chǎn)生了8月1—5日東北地區(qū)的大范圍暴雨。在臺風(fēng)環(huán)流活動期間，副高強度多次變化是導(dǎo)致其路徑變動的主要原因。

3 臺風(fēng)環(huán)流暴雨產(chǎn)生的原因

3.1 動力條件

由8月2日20：00動力條件綜合圖（圖6）可以看出，

東北地區(qū)中部低層有明顯輻合上升，地面上位于低壓南部，850 hPa有1條東西向切變線，疊加垂直速度負大值區(qū)，有較強上升運動，且東北地區(qū)中部位于200 hPa急流出口區(qū)的左側(cè)，高空有強輻散；低層輻合，高層輻散，高低空耦合，構(gòu)成了暴雨產(chǎn)生的良好動力條件。

3.2 水汽條件

由8月2日20：00水汽條件綜合圖（圖7）可以看出，

850 hPa位勢高度上，東北地區(qū)全境比濕均＞12 g/kg，

吉林中部達17 g/kg；在850 hPa水汽通量散度場中東北地區(qū)中部存在負大值區(qū)，達-40×10-6 g/cm2，有水汽的強輻合，暴雨分布與水汽強輻合區(qū)的形態(tài)比較一致，說明低空急流和超低空急流向暴雨區(qū)上空輸送了充足的水汽和能量，對東北中部暴雨的產(chǎn)生起到了重要的組織和促進作用。

3.3 熱力條件

從3日08：00和20：00長春探空曲線圖（圖8）可以看出，3日08：00長春上空低層和高層都趨于飽和，抬升凝結(jié)高度238 m，自由對流高度256 m，濕層厚度達8 205 m，整層可降水量極高；0～6 km垂直風(fēng)切變只有3 m/s，但對流有效位能值僅有782 J/kg，深厚的濕層和弱的垂直風(fēng)切變符合中國大多數(shù)極端強降水的環(huán)境條件[3]。3日20：00，0～6 km垂直風(fēng)切變增加到17 m/s，達到中等以上強度，500 hPa以上高層有冷平流，且相對偏干，同時低層暖濕，上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)建立，對流有效位能值顯著增強，達2 136 J/kg，2個時次的對流有效位能值區(qū)域都保持著狹長的范圍特點，即兼?zhèn)涞偷淖杂蓪α鞲叨群透叩钠胶飧叨龋陨蠗l件均有利于對流風(fēng)暴強降水的出現(xiàn)，前后的層結(jié)結(jié)構(gòu)演變最終導(dǎo)致東北地區(qū)中部混合型暴雨。

3.4 地形條件

8月1—5日東北地區(qū)累計降水量前20站點中有12個站在張廣才嶺西側(cè)迎風(fēng)坡（圖9），包括降水量最大站點舒林站（501 mm）。地形抬升對暴雨增幅作用明顯，在山前由地形作用使低層擾動增強，有利于中尺度對流渦旋的產(chǎn)生。松遼平原廣闊的平原地帶為西南—東北向順暢的水汽通道也提供了良好的地形條件。

4 結(jié)論

（1）臺風(fēng)“杜蘇芮”在偏強副高外圍偏南氣流引導(dǎo)下先北上減弱變性為溫帶氣旋，隨后繞著副高北緣東移沿蒙古高原進入東北地區(qū)，與此同時，貝加爾湖冷空氣南下與之相互配合產(chǎn)生了此次極端暴雨天氣過程。

（2）從降水實況和熱力條件分析可以看出，此次暴雨過程的降水類型既有連續(xù)的穩(wěn)定性降水又有短時集中的對流性降水，強度大，極端性強，多個站點突破歷史極值。

（3）張廣才嶺地形抬升和松遼平原順暢的水汽通道2個方面地形條件為暴雨產(chǎn)生提供了有利條件。

參考文獻

[1] 任麗，王承偉，張桂華，等.臺風(fēng)布拉萬（1215）深入內(nèi)陸所致的大暴雨成因分析[J].氣象，2013，39（12）：1561-1569.

[2] 任麗，王曉雪，張桂華.近60年黑龍江省臺風(fēng)暴雨統(tǒng)計及環(huán)流特征分析[J].熱帶氣象學(xué)報，2023，39（2）：159-170.

[3] 丁一匯.暴雨和中尺度氣象學(xué)問題[J].氣象學(xué)報，1994（3）： 274-284.

收稿日期：2024-03-11

作者簡介：孫亮（1989—），男，黑龍江綏化人，工程師，主要從事氣象工作。