2018年河北省受臺風安比影響暴雨過程分析

劉冰玉　曾丹丹　靳甜甜　沈鹿鳴

摘 要 利用2018年7月23—25日EC再分析數據對1949年以來第一個以熱帶風暴強度登陸河北省的臺風安比影響的暴雨天氣進行分析。結果表明，安比進入河北省的少動維持，有利于東南（偏南）氣流由渤海源源不斷地向秦皇島市輸送充沛的水汽，強的上升運動以及低層輻合，中高層輻散的形勢有利于暴雨的發生發展，不穩定層結和地形增幅都利于強降水區的出現。

關鍵詞 臺風安比;東南（偏南）氣流;地形增幅

中圖分類號：P458.1+21 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.070

臺風常常會造成區域性暴雨洪澇[1]，進而誘發泥石流、山體滑坡等地質災害[2]，臺風暴雨一直是天氣預報業務關注的重點[3]，加強對臺風集合預報、監測資料的分

析[4-5]，和對臺風結構[5-6]、特點[7-8]、影響因素[9-10]的分析，從而不斷提高臺風暴雨的精細化預報能力，減少人們的財產損失。2018年10號臺風安比具有強度強、路徑穩定、在陸地上維持時間長等特點，是1949年以來第一個保持熱帶風暴強度直接影響河北省的臺風，陸地存活時間將近62 h，帶來的降水量大，持續時間長，降水分布有很強的局地特征，給社會造成了巨大的經濟損失。基于此，利用2018年7月23—25日歐洲數值預報中心（ECMWF）ERA-Interim的每日4時次再分析數據（空間分辨率為1°×1°經緯度）、常規資料及探空資料、區域自動站加密降水資料，對本次過程的降水特點、環流背景、物理量場特征等進行深入探討，著眼于東南（偏南）季風和地形在此次降水中的作用，探討其發生機理。

1 臺風及降水概況

2018年7月22日12：30，臺風安比在上海市崇明區東部以強熱帶風暴強度登陸，中心附近最大風力10級，中心最低氣壓982 hPa。7月23日3：00左右，安比以熱帶風暴強度從滄州市進入河北省，中心最大風力8級。7月24日17：00，安比在承德市移出河北省。受安比影響，河北省出現38個站雷暴、12個站大風，其中唐山市曹妃甸、灤南瞬時風力達19 m·s-1，大風主要分布在臺風中心的東北側，最大雨強出現在廊坊市香河錢旺鎮，為54.5 mm·h-1，最大降水量出現在秦皇島市青龍祖山風景區，為322.6 mm。

從河北省的降水落區來看，大暴雨區主要有兩個一個位于臺風中心的北部，一個位于西部。

2 環流背景場特征

7月24日8：00在500 hPa高度場上（圖1A），河北省位于兩高之間安比減弱后的低壓帶上，上游的高空槽深厚，移動緩慢，副熱帶高壓和大陸高壓相疊加，副高588 dagpm線西脊點在117°E附近（北脊點在41°N附近），阻擋形勢明顯，利于降水的長時間維持;850 hPa海上存在明顯的反氣旋環流（圖1B），河北省位于其東側，受強東南（偏南）氣流影響;海平面氣壓場中地面有明顯臺風倒槽。

3 東南（偏南）氣流對強降水過程的作用

從850 hPa風場（圖1B）和水汽通量圖（圖2A）上可以看出，23—24日，從渤海到河北省存在明顯的由南向北的水汽通量帶，天津和秦皇島有強盛的東南或偏南氣流，氣流的分布隨時間和空間存在一定變化，但一直存在于安比殘留環流的北側。23日河北省以東南氣流為主，隨著環流的北上，氣流增強水汽輸送明顯，天津區域出現強降水。24日開始河北東北部以偏南氣流為主，與秦皇島強降水區相對應，其他地區仍為東南氣流。從水汽通量散度（圖2B）可以看出，23日開始700～1 000 hPa由渤海向河北有一股南北向的負值區，表明從23日開始，河北南部出現了較強的水汽輻合區，輻合區隨著安比殘留環流逐漸北抬，最強時間為24日2：00—20：00，隨后輻合區繼續北上，河北省轉為正值區，河北省降水也趨于結束。綜合圖1，此次降水的水汽主要來自于渤海，東南氣流和偏南氣流的變化與強降水區域、時段基本吻合。

4 物理量診斷

4.1 垂直速度和散度

從圖3和圖4可以看出，23日20：00開始，700 hPa以下均為負速度區且絕對值較大，表明氣流有較強的上升運動，最強上升時段為24日3：00，對應天津強降水時段。之后負值區減弱，逐漸轉為下沉運動，安比殘留環流北上，直至24日13：00 900 hPa出現一負值中心，上升運動加強，對應秦皇島強降水時段，最大中心在850～900 hPa，

之后上升速度趨于減弱。臺風安比影響期間，散度與垂直速度配合良好，在24日2：00—8：00、14：00—20：00兩個時段內，形成低層輻合，中高層輻散形勢，輻散區主要是風場的輻散式下沉或向四周發散形成的，輻合強度為-5×10-5 s-1，輻合中心在900～1 000 hPa，且在24日14：00中心位于秦皇島地區（119°E，40°N），垂直風場上可以看到，偏北風最高達500 hPa附近，偏北和東北風主要匯合在700 hPa以下，降水量最大時段與偏北和東北風的碰撞期密切相關。

4.2 假相當位溫和對流有效位能

對假相當位溫進行分析，可知24日8：00開始，河北省中北部存在一條假相當位溫的密集帶，呈南高北低分布，整個河北省處于不穩定層結中，中北部不斷有對流云團生成，高低值交界處與降水落區吻合，14：00密集帶收縮北抬，由天津移向秦皇島一帶，降水落區隨之移動，強降水天氣仍在持續，20：00等值線稀疏，密集帶減弱，降水趨于結束。對流有效位能（CAPE）在24日8：00之后逐漸加大，但最高只有600 J·kg-1左右，因此，在此次強降水過程中，秦皇島附近地區處于不穩定狀態中，但不是非常顯著。

5 地形增幅作用

地形對于暴雨的強度和落區的影響是不容忽視的，此次過程與海陸分布、燕山山脈走向密切相關。此次過程中，青龍祖山風景區站（以下簡稱祖山站）降水量出現全省極值為322.6 mm，海拔為1 100 m（約891 hPa）。

為了對比不同海拔對降水的影響，選取同在燕山山脈迎風坡且經度與祖山站基本一致的羅漢洞村站，與祖山站進行對比分析（圖5），羅漢洞村站海拔為211 m（約990 hPa），降水量僅有57.5 mm，遠少于祖山站。

對比分析中沿著祖山站的經緯度分別做垂直速度和風場分量的剖面，從圖6可知，燕山山脈（115°～120°E，37°～40°N）到非山區（120°～125°E，40°～45°N）垂直速度由負轉正，且V和U分量逐漸減小，說明隨著海拔的增高垂直速度增大，偏北氣流在迎風處上升，在非山區減弱，地形抬升作用明顯。

6 結論

1）臺風安比北上過程中，逐漸表現出一種不對稱結構特征，引起暴雨落區不對稱分布，在河北省造成兩個大暴雨區。2）地形的增幅作用是祖山站出現降水極值的主要原因之一。3）臺風的少動維持，有利于東南（偏南）氣流從渤海源源不斷的向河北省輸入水汽。

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（責任編輯：劉昀）