秋季台风“彩虹”引发的清远暴雨过程分析

许艾米， 陆德辉， 邓小良

(1.清远市气象局，广东清远　511500； 2.翁源县气象局， 广东韶关　512600)



秋季台风“彩虹”引发的清远暴雨过程分析

许艾米1， 陆德辉1， 邓小良2

(1.清远市气象局，广东清远511500； 2.翁源县气象局， 广东韶关512600)

摘要：为研究1522号台风“彩虹”影响过程中清远地区的暴雨产生机制，利用高空常规气象资料、FY2E红外云图、区域加密自动气象站等资料，应用天气动力学诊断分析方法，对台风“彩虹”的移动路径、环流形势、物理量场和卫星云图特征进行分析。结果表明：该次暴雨过程，副高和低空急流的作用十分显著。低空急流生成于热带气旋右侧，不断将低层高能暖湿空气向暴雨区输送，是暴雨区低空不稳定层结的建立者和维持者，再加上多支低层气流辐合，为暴雨的产生提供了充足的水汽条件和不稳定条件。另外，台风牵引西南季风北上，螺旋云系源源不断北上影响同一区域是暴雨产生的重要原因。

关键词：天气学； 台风“彩虹”； 暴雨； 低空急流； 西南季风； 物理量场； 清远市

热带气旋是造成广东暴雨的主要天气系统之一[1]。1951—2013年登陆广东的热带气旋每年平均有3.6个，并以7—9月份为最多。登陆的热带气旋对清远产生的影响主要是台风前的高温炎热天气和台风带来的大风、强降水天气。清远市作为广东省3大暴雨中心之一，暴雨预报一直是天气预报中最棘手的问题之一[2-5]。夏季西南季风盛行，副热带高压逐渐强盛，天气炎热，是热带气旋活动的繁盛期。秋季是夏冬2季的过渡季节，高层南亚高压迅速撤离，冷高压南下，汛期结束，但有时仍受热带气旋影响。当热带气旋登陆广东并与南下的北方冷空气相遇，会在清远境内产生强风骤雨天气。本研究拟对秋季台风“彩虹”造成的暴雨进行天气动力学诊断分析，了解台风暴雨形成的机理，为台风暴雨预报提供依据[6-8]。

1“彩虹”暴雨过程概述

2015年第22号热带风暴“彩虹”于10月2日凌晨02：00(北京时，下同)在菲律宾附近的洋面上生成。生成后，快速加强并向西北方向移动，2日20：00加强为强热带风暴，3日14：00加强为台风，3日23：00又加强为强台风，并于4日14：10在湛江市坡头区沿海登陆，登陆时中心附近最大风力50 m/s(15级)，中心最低气压940 hPa百帕。登陆后“彩虹”继续向西北方向移动，于4日18：00从湛江廉江市移入广西博白县境内，并减弱为台风，22：00减弱为强热带风暴；5日03：00减弱为热带风暴，09：00减弱为热带低压，且中央气象台对其停止编号，其路径如图1所示。

图1　2015年第22号强台风“彩虹”和1995年第15号强台风移动路径

受“彩虹”影响，3日20：00—7日08：00，清远地区的清城、清新、连山、连南、英德西部、阳山西部出现暴雨到大暴雨，其余地区出现中到大雨局部暴雨。据自动气象站雨量资料统计(图2)，全市平均累计雨量148 mm，共有90个站点录得100 mm以上的累计雨量(占67%)，超过250 mm累计雨量的站点有19个(占14%)，其中清新三坑录得全市最大累计降雨412 mm。

图2　2015年10月3日20：00—7日08：00清远地区累计降雨量分布(单位：mm)

该次降水可以分为2个阶段：第1个阶段从台风登陆到减弱为低压区，为主要降水的阶段(10月4—5日)，主要出现在西部，尤其是西南部的清远、清新地区；第2个阶段为低压槽东移(10月6—7日)，主要出现在南部的英德地区。10月4—7日的累计降水量是历史同期的最大降水量；也是近年来10月份雨量较大的一次台风过程，在国庆后半段诱发这么大降水的台风还要追溯到1995年的第15号强台风“雪贝儿”(见图1)。

2暴雨过程分析

2.1环流形势

“彩虹”于10月2日诞生于菲律宾附近的洋面，处于西北太平洋副高的西南侧。“彩虹”在其偏东南气流引导下，几乎笔直沿偏西北方向逐渐向粤西沿海靠近。与此同时，副高向南伸展发展成方头副高，并加强西伸。在5日08：00左右副高达到最强，592 dagpm线压到清远东部(图3a)。此时“彩虹”中心位于广西中部，低压系统深厚，从低层到高层都存在着明显的气旋式闭合中心。清远市处于“彩虹”与副高2个系统之间的急流区之中，700、850 hPa的风速均大于20 m/s。从925 hPa上看，广西中部到粤北一带存在明显的暖式切变，在切变的南侧，有3股分别来源于孟加拉湾、南海、西太平洋的气流在珠江口附近汇合，气流强烈辐合抬升(图3b)。

图3　10月5日08：00 500(a)和925 hPa(b)天气图

另外，200 hPa 上呈反气旋式的气流，辐散场(图4)表明华南上空200 hPa处于辐散区。低层辐合、高层辐散，且风切变大，有利于对流的建立与维持，在这个阶段对应着主要的降水阶段。

图4　10月5日08：00 200 hPa辐散场(单位：×10-5 s-1)

在“彩虹”减弱为低压区后，低压槽与高原东侧的西风槽合并逐渐东移。在这个阶段，闭合环流消失，副高减弱，急流风速减小，低层暖式切变换成冷式切变，不仅动力条件比第一阶段弱，降水强度也弱。7日低压槽引导低层冷式切变东移南压过清远市后，降水趋于结束。

2.2 物理量分析

1)能量分析。

该次暴雨过程具有较好热力与动力条件。θse(假相当位温)是反映大气温湿条件和能量的物理量[9-10]。低层(700 hPa以下)的温湿条件是决定某一降水区域中降水量多少的重要条件。当处于高温高湿状态时更易出现强降水，否则，即使高低层的天气系统配合很好，也不能形成强降水。本研究选取850 hPa的θse850作分析。10月3—4日08：00，清远地区θse850高达72 ℃；此后降水逐渐明显，θse850也相应有所减小；但南部一直维持在较高水平，5日08：00(图5a)清远市θse850仍然高达69 ℃，处于一个高温高湿的状态。另外，在彩虹登陆前1 d(3日)，华南地区最高气温普遍在30 ℃以上，清远地区更是达到31 ℃以上，为后续的强降水积蓄了比较好的热力条件。

动力条件在环流分析中已有所表述，在这里只作简单的补充。涡度场上，与“彩虹”环流相对应的是正涡度，与副高对应的为负涡度。在图5b中可以看到，5日08：00 850 hPa的涡度场上，清远西部处于正涡度区，降雨较大，而位于负涡度区的东部则降水相对较弱。

2)水汽分析。

从850 hPa的比湿场(图5c)可以看到，华南上空位于高比湿区，清远上空的比湿达到13 g/kg，且处于水汽平流场中的正值区(图略)，表明不断有水汽输入。同时，从全风速场(图略)可以看到，从南海到粤北附近存在低空急流，有利于不稳定能量和水汽向华南地区的输送。

图5　10月5日08：00 850 hPa的θse(单位：℃)(a)、涡度场(单位：×10-5 s-1)(b)和比湿场(单位：g/kg)(c)

3卫星云图特征

卫星云图能够比较直观地监测到强降水云团的发生发展。从红外卫星云图(图略)上可以看到，“彩虹”登陆前近海加强，眼区清晰，台风本体云系结构密实，此时，降水主要影响粤西沿海，外围云系对清远的影响较弱。“彩虹”登陆后，眼区迅速被填塞，台风本体云系逐渐变松散；但螺旋云线反而变得更加的清晰。另外，季风云系也比较旺盛，被台风的螺旋云系牵引。在条件性不稳定层结情况下，西南低空急流有利于中尺度对流系统的爆发[11]，从图6可见，西南低空急流上有中尺度对流云团发展，并随着引导气流北上影响广东中西部地区。10月4日12：32(UTC)，急流上的云团发展旺盛，在粤西近海为一白亮的云带，该云带向西北方向移动，给清远市带来强降水。

图6　东亚地区2015年10月4日12：32(UTC)红外云图

4结论

1)在该次台风暴雨天气过程中，副高和低空急流的作用十分显著。副高强盛，对处于副高边缘的地区，不仅提供了不稳定能量，且加强了中低层急流风速带，从而促使了对流的发展和暴雨的产生。

2)低空急流生成于热带气旋右侧，不断将低层高能暖湿空气向暴雨区输送，是暴雨区低空不稳定层结的建立者和维持者，再配合多支低层气流的辐合，为暴雨的产生提供了充足的水汽条件和不稳定条件。

3)台风牵引西南季风北上，该次暴雨天气过程主要由螺旋云系源源不断北上影响同一区域造成的。

参考文献:

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收稿日期：2015-11-20

作者简介：许艾米(1989年生)，女，本科，主要从事天气预报工作。E-mail：amy1989047@qq.com

中图分类号：P44

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1007-6190.2016.02.003

Analysis of the Process of a Heavy Rain inQingyuan Induced by Autumn Typhoon Mujigae

XUAi-mi1,LUDe-hui1,DENGXiao-liang2

(1. Meteorological Bureau of Qingyuan City, Qingyuan, 511500; 2. MeteorologicalBureau of Wengyuan County, Shaoguan 512600)

Abstract：To study the mechanism responsible for the generation of a heavy rain in the Qingyuan area induced by Typhoon Mujigai (coded 1522), we analyzed the moving track, circulation patterns, physical quantities field and satellite imagery associated with the typhoon using the conventional upper-level data, FY2E ultra-infrared cloud imagery, data from intensive regional automatic weather stations together with diagnostic synoptic dynamics. The results shows that the heavy rain was accompanied with significant effect of the subtropical high and a low-level jet stream. Forming to the right of Mujigae, the jet stream kept transporting high-energy warm and humid air to the area of heavy rain from the low level to provide sufficient conditions of water vapor and instability for the generation of the heavy rain. In addition to it, with Mujigae channeling the Southwest Monsoon to the north, spiral clouds kept moving towards the north to affect the same area. It is one of the important reasons for the generation of the heavy rain.

Key words：synoptics; typhoon Mujigai; heavy rain; low-level jet stream; Southwest Monsoon; physical quantities field; Qingyuan City

许艾米， 陆德辉， 邓小良.秋季台风“彩虹”引发的清远暴雨过程分析[J].广东气象，2016,38(2)：11-14.