超強臺風“蘇迪羅”對淮河流域的影響及其成因分析

馮志剛　程興無

超強臺風“蘇迪羅”對淮河流域的影響及其成因分析

馮志剛程興無

我國是世界上登陸臺風最多、受臺風影響最嚴重的國家之一。臺風災害主要在于其帶來的強風、暴雨和風暴潮，每年我國因此造成的損失都相當可觀。臺風帶來災害的同時也帶來了豐沛的水資源。我國東南各省臺風降水約占全年降水總量的20%～30%，夏季可達50%以上。多年來，我國中東部地區(qū)夏季高溫伏旱天氣往往依賴臺風造成的強降水來緩和或解除。以淮河流域為例，在11個典型干旱年份臺風強降水多次緩解和解除旱情。因此不管從災害防御角度，還是從水資源管理角度，應加強臺風分析研究，揭示臺風導致強降水的機理和成因，為有關部門提供決策支持。

根據整編的臺風年鑒統(tǒng)計，1950～2015年影響淮河流域的臺風共111個，按移動路徑可分為4類：一是沿海登陸后西行，流域一般受臺風外圍環(huán)流或倒槽影響產生降水；二是沿海登陸后移經流域；三是登陸后轉向東北，未經過流域入海；四是臺風從我國近海北上，流域受臺風外圍環(huán)流影響而降水。其中登陸后移經流域的臺風個數最多占37.6%。2015年13號臺風“蘇迪羅”是當年對我國造成影響最嚴重的臺風，也是登陸福建后移入淮河流域的臺風。本文分析“蘇迪羅”對流域雨水情的影響，揭示臺風產生強降水的氣象成因，加深臺風降水機理的認識，為流域防臺風工作做好預測預報服務。

一、臺風發(fā)展歷程和雨水情概況

“蘇迪羅”于7月30日20時在西北太平洋洋面生成，8月2日2時加強為強熱帶風暴，2日14時加強為臺風，3日2時加強為強臺風，3日14時加強為超強臺風，4日達到鼎盛期，風力達17級以上（65m/s）。8月8日4 時40分在臺灣花蓮秀林鄉(xiāng)沿海第一次登陸，登陸時為強臺風級，中心附近最大風力15級（48m/s），中心最低氣壓940hPa。8日22時10分在福建莆田市秀嶼區(qū)再次登陸，登陸時為臺風級，中心附近最大風力13級（38m/s），中心最低氣壓970hPa。登陸后向西北方向移動，強度逐漸減弱，10日17時左右進入安徽南部減弱為熱帶低壓，此后停止編號，但殘留的低壓環(huán)流向東移動進入江蘇，最終入海。

受“蘇迪羅”影響，福建、浙江、江西、安徽、江蘇等地先后出現強降水。就淮河流域范圍而言，8月9～10日，淮河干流及以南出現大雨～暴雨，其中大別山區(qū)庫區(qū)以上、里下河地區(qū)雨量100～250mm，局部超過250mm，最大點雨量鹽城大豐站333mm。淮河水系面雨量為49mm，里下河區(qū)面雨量157mm，潤河集—魯臺子區(qū)間104mm。

受強降水影響，里下河部分河道控制站出現超警戒水位洪水過程，南官河興化站超警0.85m，串場河鹽城站超警0.83m，西塘河建湖站超警1.00m，射陽湖射陽鎮(zhèn)站超警0.98m，射陽河阜寧站0.75m，超警歷時一般為9～16天。

二、強降水成因分析

1.環(huán)流形勢

8月7日8時，500hPa形勢場上我國東北—華北為低壓槽，西太平洋副熱帶高壓（簡稱副高）控制淮河流域，“蘇迪羅”位于副高南側，逐漸靠近臺灣東部。8日，“蘇迪羅”先后在臺灣和福建沿海登陸，登陸后臺風環(huán)流處于副高西南側，轉為向西北方向移動。副高減弱向東收縮，但對臺風環(huán)流仍有阻擋作用，致使其移動緩慢。

9日8時，臺風中心位于福建西部，副高東退到海上。臺風位于副高西側，轉為向北移動，臺風倒槽從福建西北部伸展至安徽東北部，受其影響，流域開始出現降水。10日8時，臺風繼續(xù)北上，倒槽位于九江—合肥—宿遷一線。低空急流穩(wěn)定維持，850hPa急流軸上最大風速達20m/s。受臺風倒槽和低空急流共同影響，淮河干流及以南地區(qū)出現大～暴雨，里下河地區(qū)出現大暴雨。11日8時，“蘇迪羅”減弱為熱帶低壓，穿過安徽中部和里下河地區(qū)，逐漸東移入海，同時偏南氣流明顯減弱，流域降水減弱停止。

2.水汽條件

充沛的水汽是暴雨形成的必要條件。臺風登陸后，海洋垂直輸送水汽的來源消失，只有水平方向的水汽輸送。9日8時，副高呈塊狀南北向分布，副高西側的偏南氣流向華東地區(qū)輸送水汽和能量，江南東北部為水汽通量大值區(qū)，極值中心達40g/cm·hPa·s。臺風北上過程中水汽通道穩(wěn)定維持，江淮地區(qū)始終為強水汽通量區(qū)。10日8時，從南海地區(qū)北上的西南急流向江淮地區(qū)輸送，同時風向和風速均存在氣旋性切變（如圖1a），有利于水汽輻合上升，臺風倒槽加上水汽條件配合使江淮流域出現持續(xù)性強降水。11日8時，臺風中心不斷東移，水汽輸送逐漸減弱，降水過程趨于結束。

水汽通量散度是指單位時間單位體積內匯集進來或者輻散出去的水汽質量，表征水汽輸送的集中程度。從9 日20時開始，水汽逐漸在江南東北部匯集，10日8時蘇皖上空形成較強的水汽輻合，中心位于皖南，輻合強度達25×10-7g/cm2·hPa·s（如圖1b）。此后，隨著臺風環(huán)流的東移、水汽輸送通量位置的變化和強度的減弱，輻合中心位于江蘇沿海，強度不斷減弱，可以發(fā)現水汽輻合強度與降水強度有很好的對應關系。

圖1　2015年8月10日08時850hPa水汽通量場（a）（單位：g/cm·hPa·s）和水汽通量散度場（b）（單位：10-7g/cm2·hPa·s）

3.動力條件

從散度場分析，在臺風中心低層是一個散度負值中心，表示氣流輻合區(qū)，輻合中心隨著臺風中心的移動而移動，10日8時中心位于安徽東南部。同時高空200hPa散度場，皖東和蘇浙范圍是一個散度正值中心，表示高層氣流輻散，其輻散中心與低層輻合中心位置基本對應。這種高低層配置有利于上升運動發(fā)展，對強降水的發(fā)生維持提供不穩(wěn)定能量，是強降水發(fā)生的動力條件。

臺風中心始終是強的正渦度中心，臺風也趨向正渦度中心移動。850hPa上淮河以南地區(qū)處于臺風正渦度中心北部，正渦度值在30× 10-5s-1以上。從渦度場垂直分布來看，從低層到高層均是強的正渦度區(qū)，最大值位于700hPa附近，正渦度中心強度超過40×10-5s-1（如圖2a），氣旋性渦旋范圍也比較大，直徑超過10個經距，覆蓋淮河以南大部分區(qū)域。臺風中心偏東方中低層為較強的氣旋性渦旋，而高空300hPa高度以上則為負渦度，有利于高層反氣旋氣流輻散流出，使低空維持輻合流場，在臺風移動路徑前方形成此類配置，表明臺風降水所需的動力條件將繼續(xù)。

垂直運動不僅可以將低層的水汽輸送到高層，釋放凝結潛熱，在水汽條件具備的條件下，垂直運動將決定降水的強度及發(fā)展。強降水時，渦度、散度場高低層有利的動力配置，使中低層存在強烈的上升運動。由圖2b可見，115°E以西垂直速度均為正值，表示下沉運動區(qū)。而臺風中心偏東115°E以東均為負值，為上升運動區(qū)，從低層900hPa到高層200hPa，垂直速度極大值區(qū)位于400hPa附近，強度達-3.5×10-3hPa/s，因此淮河中下游出現較強降水，垂直速度極大值區(qū)位置與強降水落區(qū)位置基本一致。

圖2　2015年8月10日08時渦度剖面圖（a）（單位：10-5s-1）和垂直速度剖面圖（b）（單位：10-3hPa/s）

三、結論

超強臺風“蘇迪羅”是2015年影響我國最嚴重的臺風，也對淮河流域造成了重大影響，本文分析了臺風過程以及對淮河的雨水情影響，深入研究了臺風暴雨的天氣成因，主要結論如下：

（1）“蘇迪羅”移動路徑主要受副高外圍引導氣流影響，副高減弱向東收縮，臺風登陸后移經流域入海，移速較為緩慢，導致流域南部出現暴雨～大暴雨，里下河地區(qū)多條河流出現超警戒水位。

（2）副高西側的偏南氣流輸送了大量水汽，東南沿海地區(qū)一直處于水汽通量大值區(qū)，淮河中下游及以南地區(qū)是水汽輻合中心，低空急流帶來充沛的水汽是此次降水的必要條件。

（3）雨區(qū)上空高層是明顯的氣流輻散區(qū)，中低層是強的氣流輻合區(qū)，高低層配置為降水發(fā)生提供了動力機制，低空正渦度中心有利于形成強的上升運動，滿足了強降水發(fā)生的動力條件■

（作者單位：淮委水文局（信息中心）233001）

（專欄編輯：張婷）