“苏迪罗”(201513)台风引发浙南特大暴雨成因分析

王忠东 曹楚 程瀛

(1.洞头区气象局，浙江 洞头 325700；2.温州市气象局，浙江 温州 325025；3.永嘉县气象局，浙江 永嘉 325100)

“苏迪罗”(201513)台风引发浙南特大暴雨成因分析

王忠东1曹楚2程瀛3

(1.洞头区气象局，浙江 洞头 325700；2.温州市气象局，浙江 温州 325025；3.永嘉县气象局，浙江 永嘉 325100)

利用常规气象资料和卫星、雷达、区域自动站等资料和NCEP再分析资料，对2015年 “苏迪罗”台风给浙南造成的特大暴雨成因做了初步分析，结果表明， “苏迪罗”影响期间，浙南降水主要是由台风本体螺旋雨带造成，前期局部强降水是由台风外围云系造成，后期降水则由其残留云系引起；温州南部持续强降水是由台风本体的持续强回波导致列车效应而造成的。通过对物理量的分析发现，“苏迪罗”台风水汽主要来自南海和西北太平洋，而强的水汽输送和水汽辐合配合低层强辐合、强上升运动以及中高层的强辐散导致浙南地区暴雨的发生；地形对暴雨的形成有一定的增幅。

热带气旋；列车效应；水汽通量；散度；地形

0 引 言

台风暴雨常常引发山洪、泥石流等重大灾害，长期以来一直是人们关注的焦点，也是台风研究和气象部门面向政府决策服务的重点。近年来随着观测资料的丰富，很多学者和业务人员从不同方面对台风暴雨进行了大量研究，认为台风暴雨的强度与水汽辐合、位势不稳定层结、边界层辐合和垂直运动等有关[1-4]，台风暴雨落区与台风结构、台风路径、地形等密切相关[5-8]。但由于造成台风暴雨的天气系统除台风环流本身外，还经常涉及到台风与西风带系统[9]或热带系统共同作用以及地形等因素的影响，因而对台风暴雨强度和落区的预报仍十分困难[10]。2015年“苏迪罗”台风在福建省莆田登陆，却给浙江南部地区造成了强降水，特别是温州南部县(市)降水集中，小时雨量打破了温州历史台风雨强记录。本文利用常规观测资料，自动站加密资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、卫星云图、多普勒雷达等资料，分析和探讨台风引发浙南特大暴雨成因，以期为业务台风暴雨预报提供参考。

1 “苏迪罗”台风概况和降水时空特征

1.1 “苏迪罗”台风概况

2015年第13号台风“苏迪罗”于7月30日20时(北京时)在西北太平洋洋面上生成，生成后向西偏北方向移动，强度逐渐加强，8月3日14时加强为超强台风，之后继续向西偏北方向移动，8日4：40在台湾花莲登陆，登陆时强度为强台风等级；之后受台湾地形影响折向西南方向移动，8日10时左右进入台湾海峡，强度减弱为台风级别，8日22：10再次在福建莆田秀屿区登陆，登陆时近中心最大风力13级(38 m·s-1)，近中心气压970 hPa。登陆后向西北方向移动，强度逐渐减弱，穿过福建、江西、安徽等地后于10日17时停止编报(图1)。

图1 “苏迪罗”台风移动路径

1.2 降水时空特征

“苏迪罗”台风8月8日22：10在福建莆田秀屿区登陆，受其影响 8月7日08时—10日20时浙江省平均面雨量131 mm，其中温州261 mm，丽水190 mm，台州177 mm；文成珊溪镇仰山1 h雨强达124 mm(破温州历史台风的小时雨强记录)，24 h雨强达690 mm(8月8日7时—9日7时)；单站过程最大降水出现在文成珊溪镇桂山，雨量达到了806 mm。从雨量分布图可以看到，“苏迪罗”影响期间浙江省300 mm以上降水主要集中在浙南地区(图2a)；从自动站逐小时降水资料知道，此次过程降水时段集中，强降水主要出现在8月8日后半夜到9日上午。选取过程雨量最大站点文成桂山站进行逐小时降水时间序列分析(图2b)，可以看到文成桂山站降水主要集中在2个时段，分别为8月8日08—10时和8日14—9日07时，其中8日23时1h降水达到了97.1 mm。

图2 2015年8月7日08时—10日20时浙江省降水分布情况(a)和文成桂山站8日00时—9日20时逐小时降水序列图(b)

2 环流演变分析

7月31日20时“苏迪罗”在西北太平洋洋面上生成，500 hPa上副高为两环，东环位于日本岛附近，西环位于青藏高原北侧；中高纬度多短波槽活动，中西伯利亚地区有一低涡存在。之后，副高加强，于8月1日20时东西两环合并一起，呈东西向带状分布，“苏迪罗”在副高南侧偏东汽流引导下稳定向偏西方向移动，强度逐渐增强。之后，受低涡槽东移影响，副高逐渐减退，但主体始终呈东西向。6日08时，西风槽东移北缩，副高逐渐加强，在低层仍呈东西带状，其西脊点位于杭州湾附近，台风继续向偏西方向移动，浙南地区此时处于东北气流中，不利于降水出现。7日20时，台风到达台湾东部海域，此时浙南地区已处于台风环流中，同时台风与副高之间的偏东气流增强，温州局部降水明显。8日08时，台风到达台湾北侧即将进入台湾海峡，浙南大部分地区处于台风环流中，温州中南部出现集中强降水(图3a)。之后，随着“苏迪罗”登陆，浙江沿海东南气流持续增强(图3b)，使得浙江沿海地区出现持续强降水。10日08时，台风减弱移动到江西九江附近，温州处于偏南气流中，部分地区受残留云系影响，出现局部强降水。由此可见“苏迪罗”影响期间，浙南降水主要是由台风本体螺旋雨带造成的，前期局部强降水是由台风外围云系造成，后期降水则由其残留云系造成。

图3 8月8日08时(a)和9日08时(b)500 hPa形势场和风场

3 云图及雷达特征分析

云图和多普勒雷达产品作为台风监测的重要手段，可以比较直观的反映出引起暴雨的系统。分析“苏迪罗”影响期间的FY卫星云图和多普勒雷达产品，进一步探讨暴雨的成因。

图4 8月7日9：45(a)、8日4：15(c)FY云图和8月7日9：50(b)、8日4：20(d)、9日15：40(f)雷达平图以及8月8日21：53(e)温州多普勒雷达组合反射率产品

8月7日9时“苏迪罗”移动到台湾东部海域，螺旋云系开始影响台湾地区，此时从云图可以看到浙南沿海开始受台风外围的零散云团影响(图4a)，雷达拼图上也反映出此时浙南沿海地区有零散强回波，浙南沿海地区局部出现明显降水(图4b)。之后随着“苏迪罗”继续向偏西移动，台风本体螺旋云带向浙江沿海靠近。8日4：40，“苏迪罗”在台湾登陆，此时从云图上看浙南沿海处于台风本体螺旋云带边缘(图4c)，雷达拼图也显示后期将有持续的强回波区影响浙南地区(图4d)，从自动站实况知道浙南开始出现持续强降水。之后，浙南持续处于台风本体云系影响之中，强降水持续。选取降水最大区域的温州雷达产品进行分析发现，在台风本体影响期间，螺旋雨带中有中尺度系统持续影响平阳、苍南、文成、泰顺地区。8月8日21时开始有一条强度达到40～50 dBz的带状回波从东南向西北方向移动持续影响平阳水头等地近7个小时，引起列车效应，从而导致温州南部出现持续强降水(图4e)。之后随着台风登陆后向内陆移动减弱，影响逐渐减弱，但台风后部残留回波仍向偏北方向移动(图4f)，影响温州地区，导致后期降水。从上分析认为：浙南地区前期降水由台风外围零散云团造成，而温州南部持续强降水则是由于台风本体的持续强回波导致列车效应而造成的。

4 物理量场分析

4.1 水汽条件

充足的水汽是产生暴雨的必要条件，同时充沛的水汽供应有利于台风发展和维持。分析台风“苏迪罗”影响期间850 hPa水汽通量和风场结果表明，登陆前台风的水汽输送主要由两支气流组成：一支是“苏迪罗”南侧的偏南气流从南海携带大量的水汽向北输送。同时，在此期间，西南季风处于强盛期，热带辐合带活跃，进一步增强了西南气流，促使水汽和能量向北输送，使得“苏迪罗”台风不断加强。另外一支则是“苏迪罗”东侧的偏东气流将西北太平洋水汽向西输送，两支气流在“苏迪罗”东侧和东北侧汇合，从低空急流强度看偏南急流明显强与偏东急流，只是到后期副高明显增强后，偏东急流才较偏南急流强。因此过程水汽主要来源于南海和西太平洋。同时从水汽通量场可以看到2015年8月8日08时起浙南地区东南面开始有强的水汽输送带，浙南地区处于强水汽输送带的边缘，到8日20时浙南处于强水汽输送带中，尤其是温州南部处于强水汽输送带的中心区域，水汽通量中心达到了35 g·cm-1·hPa-1·s-1(图5a)；随着“苏迪罗”登陆，水汽通量中心向北抬，到9日02时，浙南地区处于水汽通量输送带的中心区域中，同时此时从水汽通量散度可以看到最强的水汽辐合中心位于浙闽交界处，中心强度达到-10×10-8g·cm-2·hPa-1·s-1(图5b)，温州南部正处于此中心区域，非常有利于暴雨的产生。之后随着“苏迪罗”登陆向西北行，水汽通量逐渐减弱，但9日14时水汽通量再次增强，温、台地区处于此水汽通量输送带中(图略)，台州地区局部出现了暴雨。由此可见强的水汽输送和水汽辐合导致浙南地区，特别是温州南部地区强降水的出现。

图5 2015年8月8日20时850 hPa水汽通量(a，单位：g·cm-1·hPa-1.s-1)和9日02时850 hPa水汽通量散度(b，单位：10-8 g·cm-2·hPa-1·s -1)

4.2 动力条件

台风过程中强降水的产生除了充足的水汽条件外，还与促成强烈上升运动的动力条件有关。分析“苏迪罗”高、低空散度场变化可看出，低空的辐合中心基本与高空的辐散中心一致。8月8日20时，“苏迪罗”靠近福建沿海，台风中心位于119.5°E，24.8°N，沿台风中心做散度纬向垂直剖面图(图6a)，可以看到在台风中心北侧有比较明显的辐合辐散中心，辐合中心高度位于900 hPa附近，中心值为-25×10-5s-1，辐散中心位于500 hPa附近，中心值为15×10-5s-1，此配置非常有利于暴雨的产生；对应此时自动站降水资料可以发现浙闽交界处出现强降水，与以上辐合辐散区一致。同时选取过程最大降水量站文成桂山站(27.64°N，120°E)，对其垂直速度和涡度做时间序列分析(图6b)，可以看到8日20时到9日08时之间桂山站有强上升运动，垂直速度中心达到-3×10-2Pa·s-1，同时配合强辐合，辐合中心达到了15×10-5s-1，这样强的上升运动配合强辐合有利于低层水汽向高层输送，导致暴雨的产生。由此可见低层强辐合、强上升运动配合中高层的强辐散容易导致暴雨的发生。

图6 2015年8月8日20时沿台风中心散度纬向垂直剖面图(a，单位：10-5s-1)和文成桂山站(27.64°N，120°E)垂直速度和涡度时间序列图(b，速度单位：10-2Pa·s-1；涡度单位：10-5s-1；其中时间轴为世界时)

5 地形对降水的增幅作用

地形对降水的增幅作用包括地形摩擦辐合与抬升作用。据研究，地形引起降水增幅主要取决于两个因素，一是低层风速，风速愈大增幅愈强，二是气流的暖湿程度，气流愈暖愈湿，地形对降水的增幅愈大。在台风活动过程中，这两个条件都具备，因而地形对降水的增幅作用极为明显[11]。浙江中南部沿海山脉多呈NE—SW走向，西北高东南低的迎风坡非常有利于SE气流的抬升，容易造成降水量级的增大。此次降水中心集中在温州南部的苍南、文成、泰顺交接的山区，分析温州地形可以发现南雁荡山、玉苍山在以上区域相交，形成了向东开口的峡口，当海上有偏东气流或东南气流影响时，容易造成抬升，从而导致该区域降水进一步增大。

6 结 语

1)“苏迪罗”影响期间，浙南降水主要是由台风本体螺旋雨带造成的，前期局部强降水是由台风外围云系造成，后期降水则由其残留云系造成；

2)从雷达资料分析发现，温州南部持续的强回波影响，导致列车效应，引发平阳、文成等地出现特大暴雨；同时从雷达分析还认为螺旋雨带中的中尺度系统导致了温州南部地区局部短时强降水出现；

3)“苏迪罗”台风水汽主要来自南海和西北太平洋，而强的水汽输送和水汽辐合配合低层强辐合、强上升运动以及中高层的强辐散导致浙南地区暴雨的发生；

4)温州南部特殊的地形导致了降水进一步增大。

[1] 陈联寿,罗哲贤,李英.登陆热带气旋研究的进展[J].气象学报,2004,62(5):541-549.

[2] 李江南,主安宇,杨兆礼,等.台风暴雨的研究进展[J].热带气象学报,2003,19(增刊):152-159.

[3] 许爱华,叶城志,欧阳里程,等.“云娜”台风登陆后路径和降水的诊断分析[J].热带气象学报,2006,22(3):229-236.

[4] 何纪武.0312台风“科罗旺”路径及其暴雨成因分析[J].浙江气象,2004,25(2):32-34.

[5] 张建海,庞盛荣.“莫兰蒂”台风(1010)暴雨成因分析[J].暴雨灾害,2011,30(4):305-312.

[5] 陈德花,张伟,尹烈,等.“海贝思”残留螺旋云带的中尺度暴雨成因分析[J].暴雨灾害,2015,24(2):133-142.

[7] 郑艳,蔡亲波,程守长,等.超强台风“威玛逊”(1409)强度和降水特征及其近海急剧加强原因.暴雨灾害,2014,33(4):333-341.

[8] 陈云蔚,朱渭龙,董向平,等.“麦莎”台风过程回顾及地形对台风降水影响[J].浙江气象,2006,27(3): 1-9.

[9] 尤红,王曼,曹中和,等.0604号台风“碧丽斯”持久不消及造成云南暴雨成因分析[J].台湾海峡,2008,27(2):256-261.

[10] 许映龙,张玲,高栓柱.我国台风预报业务的现状及思考[J].气象,2010,36(7):39-43.

[11] 陈瑞闪.台风[M].福州：福建科学技术出版社,2002.

2016-03-22