卢裕钧
摘 要 1508号台风“鲸鱼”是2015年第一个影响海南的台风,其虽在海南岛东部登陆,但却对海南岛南部地区造成了异常大的风雨影响。利用自动站资料、NCEP/NCAR逐6 h全球再分析资料以及多普勒雷达和卫星资料,从高低层天气形势、水汽条件等方面对台风“鲸鱼”引起三亚市暴雨的原因进行分析。结果表明,此次台风存在明显的偏心结构,且强度较弱,易受到周围环境场的影响,主要的降水云系位于南部,其南侧的西南急流持续维持,暴雨云团长时间维持在本岛南部,由此造成三亚市的强降水。
关键词 台风“鲸鱼”;暴雨;西南急流
中图分类号:P458.1+24 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.29.084
2015年上半年,海南全省出现大面积、长时间的干旱,其中三亚地区连续4个月以上无有效降水,并首次发布了干旱橙色预警,进入6月后迎来首个台风“鲸鱼”降水,此次台风登陆地点较偏南,因此其强降水落区主要出现在本岛的西南部地区,这一场降水对全省,尤其是对三亚地区的旱情的缓解起了很大作用,因此对台风“鲸鱼”造成的降水成因进行分析,以期形成可供业务应用与借鉴的预报经验。采用的资料包括三亚市29个自动气象站的风场、降水量;NCEP/NCAR逐6 h全球再分析资料,分辨率为2.5°×2.5°;多普勒天气雷达资料和风云卫星资料[1-3]。
1 台风“鲸鱼”概况和风雨特征
1508号台风“鲸鱼”于2015年6月21日11:00(北京时,下同)于南海生成,其中心位于西沙永兴岛西南方约140 km,北纬15.9°、东经111.5°,中心附近最大风力有8级(18 m·s-1),中心最低气压为995 hPa,之后向偏北方向移动,强度缓慢加强。21日23:00加强为强热带风暴,并继续向偏北方向移动,于22日18:50前后在万宁和乐镇沿海地区登陆,登陆时中心附近风力达10级
(25 m·s-1)。22日20:00,“鲸鱼”减弱为热带风暴,之后,沿西北方向穿过万宁、琼中、澄迈和儋州,23日上午进入北湾北部海面,并继续向西北方向移动,于24日在越南北部海防市沿海再次登陆,中心附近最大风力为8级(20 m·s-1)。
受台风“鲸鱼”影响,20-22日下午,三亚市出现小到中雨;22日夜间,三亚全市出现强风雨,东半部大暴雨到特大暴雨,西半部暴雨到大暴雨;23日白天起,风雨逐渐减弱。据统计,此次过程(20日16:00-23日20:00),三亚市共有29个自动站点雨量超过100 mm,其中雨量超过200 mm的站点有12个,超过300 mm的有4个,分别为亚龙湾玫瑰谷站点(303.3 mm)、吉阳东线高速站点(311.5 mm)、林旺站点(320.1 mm)和蜈支洲海岛站点(399.8 mm)。降水分布明显显示出:极大降水站点主要分布在三亚东部,特别是东部沿海地区,而西部雨量相对小一些。
22日20:00-23日8:00,三亚沿海出现9~10级极大风,内陆出现7~8级极大风,其中大东海、红塘湾、亚龙湾和凤凰岛出现10级极大风,鹿回头和六道岭两个高海拔站点均出现12级极大风。
2 “鲸鱼”风雨成因分析
2.1 环流背景分析
台风登陆前到登陆后6个时次的200 hPa高层环流情况显示:21日20:00,200 hPa上南亚高压的主体位于95°E附近,西风急流位于30°N以北,急流南侧,在我国东南部沿海一带辐散形势较好,到了22日2:00,西风急流的整体位置变动不大,南亚高压开始加强分裂成两个中心。22日8:00—14:00,南亚高压西面的主体明显加强,而东部的中心则出现明显东移,中心位于115°E以东的洋面上,此时,本岛及四周海面转为东北气流控制,且风速逐渐增强;而从22日20:00到23日2:00,南亚高压主要的中心仍然位于95°E附近,之前分裂东移的环流中心已经表现得不明显,本岛四周也逐渐转为偏东气流控制。整体上看,南亚高压的范围是向东伸展到我国东南部沿海,且强度有明显增强,高层强辐散区主要位于我国东南部沿海,本岛及其附近海域并无明显的辐散条件,另外高层东北气流增强使得高低层的垂直风切变增大,都不利于“鲸鱼”在靠近本岛时加强。
高层形势场的变化会对中层的环流形势产生一定影响。21日20:00到23日2:00 500 hPa的情况显示,对台风影响最为显著的副热带高压系统呈现“方头”块状,由于副高平均气候态结构为带状,因此这种“块状”副高相对而言是一种不稳定的环流型。
2.2 大风成因分析
2.2.1 台风本身的结构和强度的影响
台风是一个天气尺度的气旋性涡旋,中心气压越低,近中心风力越大,所以台风本身的强度是決定台风所形成大风的基础因子。台风“鲸鱼”在登陆前后的中心气压和风力的变化情况如图1所示,在登陆前,21日18:00过后强度出现明显的增强,中心气压约982 hPa,风力达10级,即加强为强热带风暴级别,而台风的这种状态一直维持到了22日19:00,之后中心强度逐渐减弱,也就是在登陆一段时间后,由于离开洋面能量的供给,加上下垫面摩擦损耗作用,使得台风强度开始出现明显减弱。登陆前七级风圈半径200 km,十级风圈半径40 km,由于其登陆点较偏南,距离三亚市仅一百多公里,使得三亚市在22日夜间到23日白天普遍出现7级以上大风,沿海出现9~10级阵风。
2.2.2 台风路径和移速的影响
由台风的结构可知,台风的路径趋向是决定其大风及主要降水区的地理分布的重要因子。由于“鲸鱼”登陆前以25 km·h-1的速度向西北偏西方向移动,22日18:50左右在万宁和乐镇登陆,正面袭击本岛东南部,所以其带来的强风主要在海南岛的东南沿海地区。
2.2.3 强降水落区和成因分析
22日下午到23日上午是三亚市降水集中时段,而此次强降水主要是受台风外围云系影响产生的降水。
低层850 hPa流场、登陆前雷达基本反射率和登陆后红外云图均显示,“鲸鱼”偏心结构明显,低层急流主要位于台风尾部,西南部西南季风强盛,从雷达回波上看,在登陆前台风南部的带状对流云中还夹带一些发展旺盛的对流单体,登陆后的红外云图上对流云系发展旺盛,这些强对流云团仍然存在。三亚市处于台风南侧的强盛的对流云系的控制当中。
对“鲸鱼”登陆前后(中心位置18.4°N,110.9°E)的动力条件和结构特征分别进行分析可知,登陆前“鲸鱼”涡旋结构保持完整,台风中心位置为强正涡度,从垂直速度场来看,台风中心南北两侧的上升速度相差不大,均为-0.2 Pa·s-1左右。而到22日20:00沿台风中心的涡度、垂直速度的高度纬度剖面图上来看,台风登陆以后,其涡旋结构变化较小,但中心的南北侧垂直上升速度有了较大的变化,南侧的中心值约为-0.2 Pa·s-1,
而北侧的值为-0.1 Pa·s-1,再往北就为下沉运动区,也说明“鲸鱼”在西北移动到登陆这一时间段内,南侧上升运动比北侧强,对流发展强盛,使得其外围的强降水主要都位于台风中心的南侧。
另外,从低层925 hPa的水汽通量场(图略)来看,登陆前“鲸鱼”南侧,西南急流携带充沛的水汽,而北侧的水汽通量明显偏少,西南部充足的水汽供应有利于台风南侧外围云带中强对流活动的维持,也是造成海南省南部沿海地区暴雨到大暴雨的主要原因。而从22日20:00的水汽通量可以看出,随着“鲸鱼”登陆后地形摩擦作用的增强,但南侧的西南急流中水汽的补给仍然较强,只是北侧的水汽减弱比较明显,所以台风中心南侧外围的降水仍然维持。
3 小结
1)台风“鲸鱼”为偏心结构台风,结构松散,强度较弱,在其影响下,主要的强降水出现在海南岛的南部,其中三亚全市出现暴雨到大暴雨,局部地区出现特大暴雨。
2)影响台风的主要系统为副热带高压以及高层的南亚高压,“鲸鱼”位于副高的西侧,脊线的南侧,受东南气流影响显著,随着副高脊点的不断西伸,以及高层东北气流的加强,“鲸鱼”在移动的过程中偏北分量受抑制,登陆点偏南。
3)“鲸鱼”登陆前副热带高压强度持续西伸增强,使得兩者之间气压梯度增大,另外台风南侧的低层强辐合高层辐散形势较好,环流增强,导致台风大风范围主要分布在其西南侧,配合上台风登陆前出现南落,三亚市在22日夜间到23日白天风力达到最大。台风登陆后随着副高东退,以及地形的摩擦作用风力随着减小。
4)由于西南夏季风发展旺盛,台风南部的西南急流输送作用下水汽以及潜热条件都要比其北部强,因此台风南部云系发展旺盛,降水云系维持时间长,导致三亚地区累计雨量较大。
5)预报员在对台风降水预报要考虑台风本身的结构特点,另外一定注意当季的主要影响系统及其与台风的配合,以及结合地形等局地因素综合考虑其主要降水范围和强度。
参考文献:
[1] 钱奇峰,徐晶,吕心艳.基于全球数值预报产品的台风降水预报订正方法[J].天气预报,2012,4(3):40-43.
[2] 钮学新,杜惠良,藤代高,等.影响登陆台风降水量的主要因素分析[J].暴雨灾害,2010,29(1):76-80.
[3] 黄昌兴,周国良,郑磊,等.登陆我国台风的时空分布特征及其影响[J].2014,34(6):81-85.
(责任编辑:赵中正)