臺風“山竹”對湖南的風雨影響分析

肖詩堯　李志強　黃卓禹

摘? ?要：根據micaps實況資料、湖南省氣象局內網資料、多普勒雷達資料，以天氣學原理為指導，對2018年第22號臺風“山竹”對湖南的風雨影響進行了分析，通過觀察強降水落區與臺風降水總體分布之間的差異和大風天氣產生的天氣背景，發現湖南不同的地形對臺風外圍云系的降水有著截然不同的影響，臺風如果受到副高的壓迫，那么臺風與副高之間容易出現大范圍的大風天氣。

關鍵詞：臺風? 強降水? 大風? 地形? 副高

中圖分類號：P4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0130-06

臺風是一種影響嚴重的自然災害，中國每年大約有8次臺風登陸，造成400余人死亡，逾260億人民幣的經濟損失[1]，而且隨著經濟的發展，臺風帶來的損失愈發嚴重。湖南是受臺風影響最嚴重的3個內陸省份之一，臺風和臺風低壓入境頻次數僅次于江西省[2]，湖南受臺風及臺風低壓影響時極易出現暴雨和大風災害，給人民生命及財產安全帶來重大威脅。然而每當臺風給湖南造成降水影響的時候往往不是簡單的表現為離臺風中心近降水就更多，在一些遠離臺風中心的區域也會出現強降水，另一些靠近臺風中心的區域降水反而偏弱，如果不搞清楚這些問題，就會降低氣象服務的質量，尤其是氣象決策服務，而且“山竹”對湖南省造成的全省性大風也超過了預計，本文通過對臺風“山竹”對湖南造成的風雨影響進行分析，找出了此次臺風過程中湖南省強降水出現的范圍特點及全省性大風天氣出現的成因，為今后預防臺風災害工作的有效開展提供依據。

1? 天氣實況

臺風“山竹”于2018年9月16日下午5時前后在廣東江門市臺山沿海登陸，登陸時中心氣壓957hPa左右，附近最大風速達45m/s，并向西北方向移動，17日下午在廣西西部減弱為熱帶低壓，此后繼續向西偏北方向移動，強度進一步減弱，17時以后很難確定其環流中心，中央氣象臺17日晚上8時停止對其編號。

臺風“山竹”對湖南的影響主要表現為大風及強降水。湖南受“山竹”影響主要是在其登陸后，不僅出現了大范圍的大風天氣，而且有多地出現暴雨，永州出現大暴雨，此次過程的暴雨大部分出現在湖南省湘西和湘南靠近臺風中心的區域，而大風天氣則在湘西北以外都有出現，一直持續到臺風消亡。

過程最大降水量出現在永州市南端的藍山縣新寨196.3mm（如圖3），最大小時雨強出現在永州市冷水灘區49.5mm。

2? 形勢背景

這次臺風過程的天氣形勢非常簡單，天氣系統只有臺風和副高。由于西北面沒有明顯的系統影響，臺風在副高的引導下向西北方向移動（如圖4），登陸后繞開南嶺繼續朝西北方向移動直至消失，整個過程中湖南始終位于其東北方向。

整個過程中湖南省的大氣層結不利于對流性降水和對流性大風的產生。首先湖南省的不穩定能量普遍太低（如圖5）。

其次是沒有抬升條件（16日20時郴州市為例如圖6），而且存在一定的對流抑制能量，不利于自發性的對流性降水產生，也不利于對流性大風的產生。

3? 山竹對湖南造成的降水影響

3.1 過程降水的總體分布

臺風“山竹”登陸江門市9h之前其外圍云系就進入了湖南省，如圖7（a），這些云系帶來的降水十分分散，降水量接近于零，幾乎沒有什么影響。直到臺風登陸前1h，湖南省南端才真正開始出現一些區域性的較明顯降水。“山竹”的螺旋云帶雖然寬廣，但是臺風中心近端的螺旋云帶與遠端的螺旋云帶帶來的降水差異十分顯著，24h降水量超過50mm的區域幾乎全部集中在臺風中心移動的路徑上如圖 7（b）。

臺風登陸后，由于受到地面摩擦的影響，其緊湊的結構逐漸變得分散，其螺旋云帶的寬度迅速減小，隨著臺風的旋轉和西移，原本位于臺風不同方位的外圍云系先后進入湖南，造成了湖南的絕大部分降水，隨著臺風向西北移動減弱，我省降水也逐漸減弱，17日18時后，只剩下微量降水。

3.2 湖南省強降水分布特點

從第二部分的形勢背景分析可以知道，這次過程影響湖南的天氣系統比較單一且大氣層結不利于對流的生成發展，那么外來云團帶來的降水大體應該是上游大于下游，靠近臺風中心區域的降水量大于遠離臺風中心的區域，而從圖2降水量實況可以看出，實際出現的降水大體是這樣分布，同時也有例外，懷化靠近臺風中心降水卻特別少，益陽西部、婁底的西南部、邵陽的南部和永州北部出現了較上游更強的降水中心;首先分析懷化，從圖8可以看出，懷化地處武陵山脈和雪峰山脈之間，是湘中丘陵向云貴高原的過度地帶，雪峰山脈中南段地勢較高，降水云團從湘東南向湘西北方向移動，途徑雪峰山脈，必將受其影響。

從此次過程雷達圖可以看出（如圖9），當強降水回波在靠近雪峰山脈后其范圍迅速減小，在經過雪峰山脈后強度迅速減弱甚至消失，說明雪峰山脈對臺風外圍云系有明顯的阻擋作用，與此同時由于雪峰山脈北段被資水沖散，逐漸轉為低矮的山地和丘陵，不能有效阻擋臺風外圍云系，所以中雨以上量級的降水一直擴展到了湘西北。

婁底的西南部、益陽西部、邵陽南部和永州北部這幾個地區都出現了較上游更強的降水，觀察這些地區的地形發現它們剛好都對應著低矮的山地和丘陵，比如邵陽南部的強降水中心剛好對應著越城嶺;再以永州北部降水中心為例，（如圖10虛線為山區位置）臺風外圍降水云團正向西西北方向移動，在經過永州城區東南方向的低矮山區時，降水云團在山體迎風坡被迫抬升，上升氣流的加強使得云體變得更為旺盛，從而雨強加大，最終使得這些地區及其迎風區的后方形成一個暴雨中心。上述四個地區剛好都對應著低矮的山地，因此可以判定低矮的山地和丘陵對于臺風外圍云系降水有著促進云體發展從而使降水加強的作用。

4? “山竹”對湖南造成的大風天氣

臺風引起的我國境內大風主要出現在東南沿海，向內陸急劇減小，引起的大風風速的大值區與登陸地段較為一致[3]，像“山竹”這樣引起湖南大范圍大風的個例比較少見。由于登岸風和離岸風的差異，一般來說，在臺風前進方向的右前方風力最為強大，從整個臺風登陸過程來看，各省大風幾乎全部出現在臺風中心的第1和第4象限，其中湖南正好位于臺風“山竹”前進方向的右前方，所以此次過程中湖南是容易出現大風的區域，然而實況中湖南省絕大部分地區都有大風出現，而且其出現范圍遠遠超過臺風“山竹”應有的影響力，比如說臺風“山竹”登陸廣東之前，7級風圈半徑就已經減少到250～400km，“山竹”登陸后以400km計算其半徑只能覆蓋到永州和郴州南部，而湘東北距離臺風中心距離一直在600km以上，而且臺風登陸后強度減弱非常迅速，所以單獨臺風“山竹”的影響力很難導致湖南省出現大范圍的大風天氣。

風就是空氣的流動，一個空氣團的水平移向，除了受到本身的慣性影響外還受到地形作用和水平氣壓梯度力的影響，由于沒有局地對流性大風的干擾，大風天氣的出現只和天氣系統產生的作用有關。湖南省的山體多為東北西南走向，且多平原，而這次臺風過程中湖南省各地風向基本上都是東北風及偏北風，所以地形對風力風向的影響并不明顯;觀察各個時次的風力風向發現，在臺風“山竹”登陸之前，湘東北的風速已經明顯加大，一些地方已經超過12m/s，超過臺風“山竹”應有的影響力，從圖4可以知道，臺風“山竹”登陸前后一直受到副高的壓迫，臺風周圍等壓線密集、氣壓梯度很大，特別在副熱帶高壓一側氣壓梯度更大[4]，在氣壓梯度力作用下湘東北出現了明顯的偏北風，而臺風向湘西南及湘中輸送的東南氣流也在氣壓梯度力的影響下加強轉向，出現了大范圍的東北大風，臺風在登陸后的一段時間與副高之間的地面氣壓梯度會繼續增大，從而使得這段時間內湖南省出現了大面積的大風天氣，所以說這次過程中，湖南省大面積的大風天氣是由于臺風與副高共同作用產生的。

5? 結論與討論

在通過對臺風“山竹”對湖南的風雨影響分析后可以得出以下結論：

（1）這次過程中，湖南強降水的落區與地形有著密切關系。湖南省的地勢西高東低，不同的山脈或丘陵因其高度的不同對臺風外圍云系降水有截然不同的影響，較高的山脈可以使降水云團迅速減弱消亡，而較低的山體或丘陵不僅無法有效阻擋降水云團的移動，還會幫助其發展加強。

（2）湖南這次出現全省性的大風與副高的壓迫有關。臺風在登陸之后，如果受到副高壓迫，那么在臺風與副高之間容易出現大范圍的大風天氣。

參考文獻

[1] 王軍，許世遠，石純，等.基于多源遙感影像的臺風災情動態評估研究進展[J].自然災害學報，2008，17（3）：22-28.

[2] 陳聯壽.西太平洋臺風概論[M].北京：科學出版社，1979.

[3] 趙凱，沈樹勤，孫燕.登陸臺風產生江蘇大風的動力學診斷[J].安徽農業科學，2009，37（20）：9553-9557.

[4] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2007.