台风“海马”引发粤东大暴雨的降水特征分析

张嘉伦 曾喜 吴心语

摘要：本文利用常规观测资料、ECMWF1°×1°再分析资料、风云卫星气象资料以及雷达资料，对1622号台风“海马”在广东登陆后的大范围降水过程进行诊断分析。结果表明：（1）南海上空暖湿气流不断输送水汽，为降水提供了有利的水汽条件。（2）低层辐合、高层辐散，台风中心正涡度区深厚，都为暴雨的发生发展提供充足的动力条件。（3）较大的K指数和θse表明暴雨落区上空存在不稳定的大气层结，为降水提供了充足的热力条件。

关键词：台风;暴雨;影响因素

引言

台风是产生暴雨的主要天气，经常带来极端性降水[1]。1949-1996年登陆我国华南、华东的台风降水量的统计分析表明，最大日降水量均超过500mm，最大过程降水量均超过900mm，可见台风暴雨是台风活动的重要表现[2]。研究发现，除台风本身因子外，台风与环境场的相互作用对暴雨的影响也相当重要[3]。 [4]。

“海马”在10月下旬登陆我国，是典型的的秋季台风，其具有强度大、降水范围广等特点。本文利用ECMWL 1°×1°再分析资料、常规观测资料以及卫星云图和雷达产品，从环流特征和物理量场等方面对“海马”降水特征进行研究分析，希望为秋季强台风造成的大范围降水预报提供借鉴。

1、“海马”概况及天气实况

2016年21日12时40分，“海马”以强台风级在广东汕尾海丰县鲘门镇登陆。受到“海马”本体降水影响，10月21日08时～22日08时，广东省东部大部地区出现暴雨，局地出现大暴雨，共有11个站点录得100mm以上大暴雨

2、环境场分析

在500 hPa高度场上（图略），西太平洋副热带高压（以下简称“副高”）主体位于海上，588线位于31°N附近。台风登陆前，“海马”位于副高底后部的西南气流中，向西北方向移动。台风登陆后，副高北端缓慢东退，南端逐渐西进，台风转受副高后部偏南气流的影响，逐渐向北偏东北方向移动。

3、物理量特征分析

3.1 水汽条件

3.1.1 水汽通量

充沛的水汽条件是暴雨产生的基本条件之一，水汽通量是反映水汽输送多少的物理量[4]。“海马”登陆后的14时至20时，水汽通量大值区维持在广东、福建交界处附近，广东东部地区一直处于水汽通量大值区内，最大值达到16×10-5g/（s·cm·hPa）以上（图1）。水汽通量大值区位于台风中心东侧，这与台风中心东侧的大范围降水落区相对应。

3.1.2 水汽通量散度

暴雨的产生除了需要充足的水汽，还需要水汽的辐合和输送。水汽通量散度能够从动力条件方面反映水汽的辐合辐散的情况[4]。从850 hPa水汽通量散度场看出，21日20时，广东地区处在一个辐合区;从500 hPa水汽通量散度场上看，与低层辐合区相对应的区域为辐散区，这种高层辐散、低层辐合的配置，有利于产生“抽吸作用”，促进上升运动的发生发展，将低层充沛的水汽向上运输，为降水增幅提供有利条件。

3.2 垂直速度

抬升运动是暴雨产生的触发机制，强的上升运动能够向上输送充足的水汽、热量、动量，能够很好的促进暴雨的发生发展 [5]。分析21日20时850 hPa和700 hPa垂直速度场看出，垂直上升运动中心位于台风中心的东侧，大范围的上升区也都位于台风中心东侧，这与“海马”大范围暴雨落区相对应。结合前文所述，水汽通量大值区也位于台风中心东侧，与强垂直上升运动叠加，这为台风登陆后在粤东地区的大范围暴雨提供了非常有利的条件。

3.3 涡度场和散度场

3.3.1 涡度场

分析“海马”登陆后涡度场在23°N沿高度-经度剖面图（图3），10月21日14时，台风中心附近，整层基本为深厚的正涡度区，到了100 hPa附近才表现为负涡度。最大正涡度中心强度达40×10-4·s-1。登陆后台风强度逐渐减弱，受地形摩擦作用的影响，台风中心涡度强度也逐渐减弱。到了21日20时，涡度中心强度减弱至18×10-4·s-1。

3.3.2 散度场

从925 hPa散度场看出，广东东部为散度负值区域，处于一个明显的辐合区;从500 hPa散度场看出，广东东部处于一个正值区域，为辐散区;在降水期间，广东东部存在明显的低空辐合、高空辐散，这种配置非常有利于上升运动的加强。

结合降水过程的涡度场和散度场分析发现，正涡度中心和辐合中心表现显著，而且两个中心的叠加能够加剧上升运动，非常有利于暴雨的加强。

3.4 不稳定能量

3.4.1 K指数分析

K指数是表征能量和湿度的物理量，能综合反映大气不稳定条件和湿度条件，可以通过K指数的演变反映不稳定能量的积聚、触发和释放过程，K指数越大，表明大气层结越不稳定[6]。

21日14时，华南沿海处在K指数大于35℃的大值区内，中心分布在广东东部沿海地区，强度高达40℃。随着“海马”向北移动，高值中心也随之北抬，强度保持不变，范围扩大。华南地区基本处于36℃以上的一个大值区。这对台风登陆后产生大范围降水具有很好的指示意义。

3.4.2 假相当位温

θse是表征温度、气压、湿度的物理量，能够反映大气温湿条件和能量分布，是判断大气稳定度的必要工具。在“海马”登陆前，南海被72℃以上高能区覆盖，高能中心位于东南沿海，呈带状分布，中心强度高达84℃。所以“海马”在登陆前的移动过程中，高能区的维持给台风提供了充足的热量，台风登陆时就携带了大量的能量。“海马”登陆后，东南沿海一直维持着72℃以上的高能区。降水期间，落区上空始终保持非常明显的不稳定大气层结，显著的不稳定能量为整个降水过程提供了非常充足的热力条件。

5、结论

针对台风“海马”登陆后的强降水特征，从大尺度环流背景、物理量场等方面进行诊断分析，发现

（1）台风登陆后，在广东东部造成一次大范围的强降水，强降水区主要出现在台风前进方向的右侧。

（2）从水汽条件分析，有一支南海上的暖湿气流向降水落区输送充沛的水汽和能量。从垂直速度场上看，暴雨落区有强烈的上升速度。水汽通量大值区、水汽通量散度负值区、强上升运动区，对应了强降水落区。

（3）从散度场分析，存在低层辐合、高层辐散的配置，非常有利于上升运动的加强。分析涡度场发现，深厚的正涡度，为暴雨的发生提供了有利的动力条件。分析螺旋度发现，暴雨发生的时段，中低層正螺旋度迅速增大。

（4）分析K指数和θse发现，降水期间落区都保持较大的K指数和θse，不稳定能量为强降水的发生发展提供充足的热力条件。

参考文献

[1] 李江南，王安宇，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.

[2]田辉，马开玉，林振山.华南、华东沿海登陆台风暴雨和大风的分析[J].应用气象学报，1999，10（增刊）：148-152.

[3]程正泉.登陆台风与环境因子相互作用对暴雨的影响研究综述[J].广东气象，2008，（05）：4-7.

[4]陆桂荣，王文，于怀征，赵玉洁，费艳琴.台风“达维”对山东日照“08.03”暴雨天气过程的影响分析[J].干旱气象，2014，（02）：256-262.

[5]陈见，赖珍权，罗小莉，翟丽萍，黄荣成.“尤特”超强台风残留低涡引发的广西特大暴雨成因分析[J].暴雨灾害，2014，（01）：19-25.

[6]黄先香，炎利军，余乐福，王硕甫，植江玲. 秋季台风“彩虹”引发佛山特大暴雨过程分析[A]. 中国气象学会.第33届中国气象学会年会 S1 灾害天气监测、分析与预报[C].中国气象学会：，2016：6.