臺風“達維”造成岫巖暴雨的過程分析

黃旭宏　張曉輝　韓艷鳳

【摘要】：本文利用國家衛星氣象中心FY2E衛星TBB資料、NCEP的1°×1°全球再分析資料，加密自動站觀測資料和鞍山地區觀測站資料，結合中央氣象臺的臺風定位報的診斷物理量，分析總結2012年臺風“達維”低壓環流在遼寧中東部及南部地區引發暴雨天氣過程的成因。結果表明：臺風外圍氣旋性環流系統是強降水的重要基礎；臺風陸上強降水的維持與低空水汽通道的連接、高空流出氣流的強輻散有關，高低空急流是強降水的有利條件。研究此次暴雨過程，對今后的臺風降水預報有一定的參考。

【關鍵詞】：臺風“達維”；暴雨；成因

1、引言

受2012年10號臺風“達維”外圍云系的影響，遼寧省鞍山市岫巖縣在8月3—4日出現了特大暴雨，石灰窯鎮李家堡區域自動站降雨量達到511毫米，是岫巖縣有氣象記錄以來最大雨量。遼寧省氣象局對本次暴雨過程進行了評估：岫巖Ⅰ級暴雨災害，屬最嚴重級別。岫巖地處山區，是山洪泥石流易發區。山高坡陡，短時超強降雨致使山洪暴發，大雨導致岫巖堤防決口2080處104公里。道路、通信、電力等全部中斷，全縣75個無人自動雨量站，有8個站全部沖毀。全縣受災人口近26.57萬人，直接經濟損失達51.1億元。

關于暴雨的預報研究工作，陶詩言等[1] 曾進行了系統的分析和總結，同時也一直是氣象工作者關注的課題之一[2]。臺風作用下引起的暴雨及特大暴雨、爆發性洪水等自然災害的破壞性極強。岫巖縣屬遼寧東南部山區，地形似口袋型，促使雨團的增強和停滯，為產生暴雨提供條件。在此次9號“蘇拉”和10號“達維”的雙重影響下，岫巖地區的暴雨是由臺風外圍云系和弱冷空氣結合為主導，鄂海高壓阻擋及副熱帶高壓西伸北抬和充足的水汽為輔，相互作用，共同影響的結果。

本文主要采用常規氣象資料和天氣分析方法，對引發此次暴雨過程的環流形勢進行診斷分析，以了解事件的發生、發展機制，同時也為提高受臺風影響產生暴雨的預報水平，增強防范極端天氣的應變能力，提供預報著眼點。

2、臺風暴雨過程概況

2.1臺風路徑及降水實況

2.1.1臺風路徑

2012年第10號熱帶風暴“達維” 于7月28日20時在日本東京東南方約1330公里的西北太平洋洋面上北緯25.7度，東經147.4度生成，中心附近最大風力有8級（18米/秒），中心最低氣壓為1000百帕。7月31日早晨在西北太平洋洋面上加強為強熱帶風暴，8月1日8時在日本九州島東南部海面加強為臺風，并于2日21時30分前后在江蘇省響水縣陳家港鎮沿海登陸。登陸后，“達維”強度逐漸減弱，3日1時在江蘇省北部減弱為強熱帶風暴，4時前后進入山東省境內，3日9時在山東省境內減弱為熱帶風暴，22時位于濱州市境內，即北緯37.8度，東經117.9度，中心附近最大風力9級（23米/秒），中心最低氣壓為994百帕。隨后進入渤海西部海面。4日8時在河北省東北部近海減弱為熱帶低壓，11時停止編號。

2.1.2降水實況

受“達維”外圍云系和冷空氣共同作用影響下，8月2日8時至3日8時，全省61個國家氣象觀測站中，有46個站出現降雨，平均降雨量16毫米，最大降雨量81毫米，出現在長海。其中大連大部及岫巖、草河口、大石橋降暴雨，降雨量51～81毫米。省級自動站中，有118個站出現暴雨，其中有5個站出現大暴雨，分布在大連、鞍山地區。最大降雨量為120毫米，出現在岫巖縣哈達碑自動站。

2.2臺風過程對岫巖降水的影響

2012年第9號臺風“蘇拉”和第10號臺風“達維”的登錄時間相差不到12小時。根據現有歷史資料記錄，這是第一次出現這樣的情況。第10號臺風“達維”是2012年影響岫巖縣最嚴重的臺風之一。臺風“達維”特點：一是強度強、尺度小。由于其北側的副熱帶高壓將“達維”和北方的冷空氣隔離，再加上海洋熱力狀況合適，所以“達維”進入東海后強度進一步得以加強，中心附近最大風力由剛進入東海的33米/秒增強到40米/秒。二是高緯度生成并西移進入黃海登陸我國。這是歷史上少見的。三是風雨潮三碰頭。由于“達維”登陸是恰逢農歷十五天文大潮期，將形成風雨潮三碰頭的災害性影響，同時該臺風登陸時強度仍保持臺風強度，也是1949年以來登陸長江以北的最強臺風。四是移動速度快。“達維”生成后，28日至30日回旋少動，31日起開始加速，并以每小時30～40公里/小時快速向西偏北方向移動。五是和南面的“蘇拉”形成雙臺風效應。此外，“達維”的外圍云系和冷空氣相結合，使得降水加強。實際上遼寧的災害是冷空氣降水和臺風降水的疊加效應。

8月2日至3日，受冷空氣和副高西南側暖濕空氣的共同影響，遼寧大部出現了中到大雨，遼寧西南部和遼東半島等地還出現了暴雨。3日04時至3日16時，此期間臺風為一個強度相對較強的副高西側的孤立低壓系統，降水落區主要在遼寧東南部大連、丹東、岫巖一帶。3日至5日，受“達維”和冷空氣的共同影響，遼寧大部又出現了區域性暴雨。8月2日8時至5日8時，岫巖地區總降水量為405mm，達到大暴雨量級。8月3日20時，遼寧省降水落區為東南部雨量偏大，鞍山地區為岫巖縣降水最大，最大降水量為岫巖鎮內170.9 mm左右，而岫巖縣小時最大降水量出現在12時、14時兩個時次，14時降水量為19.9mm。

3、臺風造成強降水成因分析

3.1衛星資料分析

臺風“達維”登陸后FY2E衛星紅外通道反演的TBB圖像揭示了臺風“達維”登陸后外圍云系的演變過程并對遼寧地區的影響。圖中（圖略），臺風“達維”登陸后，其北側外圍云系強度大大增強，并在3日04時左右開始影響遼寧省。3日06時，強臺風云系中心位于臺風中心及其北側、東北側的渤海灣及遼寧南部地區，對流云團最低亮溫小于-40℃，對應著鞍山岫巖地區的強降水的開始；隨后，隨著臺風繼續西移，其外圍云系進一步影響到遼寧大部分地區；隨后，臺風外圍云系強度基本保持，其北側、東北側進一步影響到遼寧大部分地區，對流云團最低亮溫仍小于-40℃，且范圍有所擴大，與岫巖地區這一時期強降水相對應；隨著臺風轉向東移，臺風對流云團最低亮溫中心的位置移向渤海灣一帶，且強度加大，最低亮溫已經增強到-50℃，對應著遼寧南部中部地區強降水，此時鞍山、營口地區降水強度加大。臺風云系中心即對流云團最低亮溫中心的位置與實況的強降水落區基本一致，對應關系較好。

3.2 動力條件分析

3.2.1垂直運動場分析

深厚的對流系統有利于降水率顯著提高。從每6小時的沿臺風中心東北側的對流云團最低亮溫區域（遼寧境內）南北向的垂直運動場剖面圖（圖略）知道，臺風“達維”登陸后其外圍云系北側（遼寧境內）很長時間都維持了強且深厚的上升運動，圖中強上升運動區位于400hpa高度，由于格點數據問題，圖中所示中心強度比實際要小，也就是實際上升運動更強。由圖中亦可見，遼寧境內上空直到100hpa仍為強大的上升運動區，表明對流高度的增高有利于云體的增厚，這是出現高效降水的重要機理，垂直運動的伸展高度表明臺風外圍云系對流系統的深厚性，也是對流旺盛的表現。所以與一般中等強度的臺風相比，臺風“達維”的外圍云系要深厚得多，其深厚的對流結構有利于強降水的產生和維持。同時，強盛的上升氣流有利于不穩定能量的釋放，進而又加強了臺風外圍對流系統，這種對流的深厚性是臺風“達維”外圍對流云系在大陸上產生降水的直接原因。

3.2.2水汽條件分析

暴雨產生的必要條件之一就是要有充沛的水汽供應，臺風登陸后造成的水汽條件往往是具備的。下面主要分析臺風水汽特征來反映其對臺風降水的貢獻。

研究和模擬表明，登陸臺風與水汽通道相連接，臺風可連續不斷地從低空輸送和補充的水汽賴以維持，當水汽輸送通道被切斷，臺風迅速消亡。據統計資料，臺風“達維”的水汽通道主要為西太平洋到東海地區和西太平洋到黃海地區。臺風“達維”影響岫巖境內的大暴雨的水汽通道主要來源于西太平洋到黃海地區。3日08時，水汽通量輻合中心位于臺風中心北側和東側，且遼寧南部渤海灣大連一帶也有水汽輻合中心，為岫巖地區的強降水提供了較好的水汽條件。到4日02時，水汽通量輻合中心位于臺風中心北側、東北側，渤海灣、遼寧南部西南部境內維持一個強的水汽輻合區，為遼寧地區的持續大暴雨提供了持續的水汽條件，但是這時遼寧地區的強降水落區位于遼寧中部地區，與這時水汽輻合中心不一致，這正對應了丁治英[3]等人研究對8407號臺風的環境水汽的數值試驗得出，臺風中心右側水汽通道區得水汽的多寡對臺風降水的影響最大。臺風中心左側水汽的多少對臺風降水幾乎沒有影響。

結論

經過以上的分析，得出結論：

（1） 臺風“達維”登陸后外圍的氣旋性環流系統是出現強降水的重要基礎。

（2）強烈的上升運動和不穩定層結也是暴雨產生的不可或缺的條件。副熱帶高壓西伸北抬，使得臺風路徑向西北上。由于地形原因，岫巖地區屬于口袋型，南面對海水汽輸送充沛，北面環山起到阻擋作用，造成臺風云系移動緩慢，是臺風登陸岫巖地區出現強降水的天氣。

（3） 充沛的水汽條件是暴雨產生的必要條件。臺風陸上的長久維持與低空水汽通道的連接有關。臺風“達維”影響遼寧境內的大暴雨的水汽通道主要來源于西太平洋到黃海地區。同時，東海、黃海西南低空急流一直擴展到遼寧南部，帶來了源源不斷的水汽，構成了岫巖大暴雨的主要水汽通道，是岫巖大暴雨的主要水汽來源。

【參考文獻】：

[1]朱乾根 林錦瑞.天氣學原理和方法.北京：氣象出版社.2000.552-528.

[2] 李云泉 陸琛莉.杰拉華臺風登陸后迅速減弱的原因.氣象.2001.27（9）：18-22.

[3]丁治英 陳久康.臺風暴雨與環境水汽場的數值試驗.南京氣象學院報.1995.18（1）：33-38.

第一作者簡介：黃旭宏（1985-11），女 ，滿族，遼寧省鞍山市岫巖縣，本科 ，助理工程師，從事縣級綜合業務工作。