臺風“莫蘭蒂”造成的暴雨過程分析

[摘 要] 利用常規觀測資料、自動觀測站資料、Micaps資料及風廓線雷達資料等，對2016年9月15-16日江蘇省如皋地區過程雨量普遍達到大暴雨過程進行分析。結果表明，“莫蘭蒂”是此次區域性大暴雨的直接原因；大量水汽源堆積是大暴雨產生的必要條件；大暴雨區處于冷暖空氣結合處；臺風大暴雨期間具有良好的動力條件，底層為負散度，為氣旋性輻合；充分運用數值預報產品，為臺風暴雨預報提供了良好參考。

[關鍵詞] 莫蘭蒂；暴雨；形勢背景

[中圖分類號] P458.121.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）25-78-3

臺風是最強的暴雨天氣系統，國內外不少極端暴雨記錄都與臺風活動有關。孫力等[1]研究1215號臺風“布拉萬”發現，在暴雨形成過程中，由于冷空氣侵入造成了在臺風環流西北側濕等熵面的陡立傾斜和水平風垂直切變的增強，導致了氣旋性渦度的顯著增強，氣旋性渦度增強造成的強烈上升運動將降水區東南側輸送過來的暖濕空氣向上輸送，從而導致了暴雨的發生。沈曉玲等[2]研究1323號臺風“菲特”發現，此次強降水可以分為2個階段：第一階段主要由“菲特”本身的環流引起，第二階段由“菲特”殘留云系長時間維持以及其與弱冷空氣相互作用引起，而且弱冷空氣對降水增幅作用明顯，201323號臺風“菲特”是建國以來登陸我國的最強秋季臺風，給浙江省帶來了暴雨天氣。

1 天氣實況

2016年第14號臺風“莫蘭蒂”于15日3：05前后在我國福建省廈門市翔安區沿海登陸，登陸時中心附近最大風力有15級（48.0 m/s），中心最低氣壓945 hPa。15日10：00，位于福建省龍巖市新羅區境內，并減弱為強熱帶風暴（10級，25.0 m/s）。15日17：00，位于福建省三明市寧化縣境內，減弱為熱帶低壓（7級，16.0 m/s）。16日17：00，減弱的熱帶低壓位于江蘇省南通市海安縣境內，并以35 km/h速度向東北方向移入黃海。臺風“莫蘭蒂”強度強，影響范圍廣，持續時間長。此次臺風雖然沒有正面襲擊江蘇省，但受其外圍環流和冷空氣共同作用，仍然給江蘇省造成了較為嚴重的風雨影響。

受第14號臺風“莫蘭蒂”減弱后低壓環流和冷空氣共同影響，2016年9月15-16日如皋市出現大暴雨，雨量最大在搬經鎮，171.4 mm；伴有內陸5～6級陣風7～8級、沿江6～7級陣風8～9級的東北大風，風力最大出現在柴灣鎮，達到17.3 m/s（8級）。

2 形勢背景

2.1 高空形勢

500 hPa上，15日8：00，副熱帶高壓位于海上，呈塊狀結構，此時“莫蘭蒂”位于福建省境內，其強度仍為臺風級（35 m/s），并繼續向西北方向移動。到了15：00，“莫蘭蒂”則轉向偏北方向移動，強度減弱為熱帶風暴級（18 m/s），經臺風中心伸向蘇皖為一倒槽。同時，從東北經華北到河套有一高空槽，槽后有明顯冷平流，冷暖氣流幅合區正好位于本省境內，臺風自身暖濕氣流和槽后冷空氣結合導致江蘇省出現大暴雨。

2.2 地面形勢

“莫蘭蒂”于15日3：00在福建沿海登陸，登陸時為強臺風級，隨后強度迅速減弱，到15：00已減弱為熱帶風暴，但其倒槽幅合明顯，從臺風中心伸向蘇皖地區，自身帶來的大量水汽源源不斷地輸送并集聚到蘇皖上空，形成強大水汽柱。另外，臺風倒槽后部冷空氣與偏東暖濕氣流匯合，在本地上空產生強降水。

3 強降水成因分析

3.1 水汽條件

15日20：00-16日20：00，如皋市近地面層到150 hPa附近均為飽和區，相對濕度>90%，大氣水汽含量豐厚。16日8：00，如皋市925 hPa附近有明顯氣流幅合，其散度值最大達2.0 m/s，這種幅合一直伸展到500 hPa附近，強力的幅合作用使本地上空具有大量的水汽凝結，為臺風暴雨提供十分有利的水汽條件。另外，分析風廓線可知，15日20：00如皋地區底層具有強烈垂直上升運動，850 hPa附近達-10 hPa/s，配合大濕度水汽，致使如皋市出現較強臺風降水。

3.2 中尺度系統分析

3.2.1 中尺度幅合。“莫蘭蒂”本身就是中尺度系統，登陸后伸向蘇皖的幅合系統導致兩省出現大暴雨。雖然“莫蘭蒂”在16日已經減弱為熱帶風暴，但其中心伸向如皋市附近為倒槽切變，其東側為偏東氣流，西側為東北氣流，大量水汽在本地區底層強力幅合積聚，為大暴雨產生提供了水汽條件。

3.2.2 低空急流。臺風倒槽東側大陸及沿海附近，有一寬廣低空急流區，杭州市、上海市等風速達26.0 m/s，此時射陽為偏東氣流，低空急流將熱帶風暴右側的水汽源源不斷地輸向本地，產生幅合堆積，形成強大的大暴雨水汽源。

3.3 動力條件分析

3.3.1 冷空氣。“莫蘭蒂”影響期間，從低壓中心到本地區為倒槽，與此同時，從華北伸向河套地區有冷空氣南下，冷空氣與低壓倒槽暖濕空氣結合形成暴雨到大暴雨。江蘇淮北以南底層（850 hPa）均為負變溫（見圖1），一般24 h變溫在-2 ℃左右，為“莫蘭蒂”大暴雨產生提供了熱烈上升運動。

3.3.2 K指數。9月16日8：00，從臺風低壓伸向長江下游為K指數大值區，而南通地區為最大值中心，其數值為42 ℃（見圖2），充分表明本地上空高溫高濕，蘊含大量水汽，而這種高能量區持續時間又相當長，使降水長時間維持，產生大暴雨。

3.3.3 散度。分析9月16日8：00 850 hPa散度場（見圖3）發現，從南京市到江淮地區之間為負散度（最小中心-20），而江淮南部為正散度區（最大中心15），如皋市處于最大正散度區前部的幅合區中，負散度區（幅散）與冷空氣相對應，也說明臺風倒槽后部為下沉氣流而前部為上升氣流，本地就處于兩者之間的強降水區。

4 數值預報產品的檢驗

受“莫蘭蒂”影響，如皋市降水時段主要在15日9：00-16日18：00，其中15日白天、16日凌晨至下午降水明顯，16日20：00后基本無降水。

對比2016年9月14日20：00起報的24 h降水多模式，如果僅對比本地的降水預報結果可以看出，區域中心、GRAPES均預報為暴雨到大暴雨（50～250 mm），EC細網格、GFS、日本模式、EC集合預報為暴雨（50～100 mm），PWAFS僅預報為中到大雨（17～38 mm）。對比降水實況，發現區域中心和GRAPS預報準確，PWAFS預報偏差較大，EC細網格、GFS、日本模式、EC集合預報偏差較小。

對比2016年9月15日8：00起報24 h降水多模式，和之前相同，僅對比本地的降水實況和預報結果發現，EC細網格、區域中心、EC集合和GRAPS預報為暴雨到大暴雨（50～250 mm），日本模式和PWAFS預報為暴雨，局部大暴雨。

結果很顯然，時間越接近實況，各家預報結果越趨于一致。而且也可以看出，此次預報中，區域中心和GRAPS參考價值較高。

5 預報服務情況

前期主要服務工作是9月10日中旬天氣預測和9月12日的一周天氣預測，都提及15日前后“莫蘭蒂”將在華南沿海一帶登陸，16-18日其外圍環流將對如皋市造成一定風雨影響。9月13日12：00，隨如皋市局啟動重大氣象災害（臺風）Ⅳ級應急響應，13日15：00發布重要天氣報告《中秋節前后將有強降水》：受臺風“莫蘭蒂”外圍環流和西風槽共同影響，15-17日如皋市將有大到暴雨，局部大暴雨，并可能伴有短時強降水等強對流天氣，并伴有陸上5～7級、沿江6～8級東到東北大風。9月14日16：00，提升重大氣象災害（臺風）Ⅳ級為Ⅲ級應急響應。17日9：00，解除重大氣象災害（臺風）Ⅲ級應急響應。17日17：00發布重要天氣報告《“莫蘭蒂”遠離我市“馬勒卡”攜風來襲》

在此次臺風“莫蘭蒂”服務過程中，如皋市氣象局共發布重要天氣報告2期、暴雨藍色預警信號1次、暴雨黃色預警信號1次、雨情匯報3次以及短信服務10次。與此同時，如皋市氣象局通過電話、短信、傳真、微博、微信、郵件和QQ等多種形式將有關信息傳遞給政府決策人員、專業服務對象及普通公眾。

參考文獻

[1]孫力，董偉，藥明，等.1215號“布拉萬”臺風暴雨及降水非對稱性分布的成因分析[J].氣象學報，2015（1）：36-49.

[2]沈曉玲，孫琦旻.“菲特”臺風暴雨成因分析[J].氣象與環境科學，2014（4）：33-39.