2023年臺風“杜蘇芮”對東北地區暴雨影響的分析

摘 要：分析了2023年8月初東北地區出現的極端強降水天氣過程成因，通過環流分析發現：此次過程是一次典型的臺風受異常偏強副高影響，登陸后一邊圍繞西伸副高外圍沿偏西路徑北上，一邊變性減弱為低壓環流，再配合中西伯利亞高原高脊前南下的冷空氣，在東北地區中部產生大范圍極端暴雨天氣過程；降水同時包括連續性降水和對流性降水，持續時間長，小時雨強大；地形抬升作用也對強降水過程增幅明顯。

關鍵詞：暴雨；臺風環流；冷空氣

中圖分類號：P444 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

臺風是源于熱帶海洋的強風暴，具有極強的破壞力和不可預測性。每年夏季，臺風都會對亞洲地區產生不同程度的影響。中國是受臺風影響最為嚴重的國家之一，不僅東南沿海地區經常受臺風直擊產生大范圍的狂風暴雨天氣，而且臺風登陸減弱后的低壓系統北上深入內陸也常給內陸地區造成極端暴雨天氣。東北地區尤其是中國最北部的黑龍江省受臺風影響次數較少，平均每年不足1次，但隨著全球氣候變化加劇，近年來受臺風影響次數呈增加趨勢[1-2]。2023年8月初，超強臺風“杜蘇芮”殘余環流給東北地區帶來了大范圍大風和暴雨，引發了一系列嚴重的洪澇地質災害。通過分析此次臺風暴雨過程，以期提高類似天氣過程的預報質量和服務水平。

1 降水實況及其特征分析

2023年8月1—5日東北大部地區累計降水量超過50 mm，其中黑龍江省齊齊哈爾、綏化、哈爾濱、牡丹江，吉林省松原、長春、四平、吉林，遼寧省撫順、大連等地降水量在150～330 mm之間，吉林舒蘭局地501 mm（圖1）。其中2日，內蒙古（呼倫貝爾鄂溫克族自治旗87.3 mm）、黑龍江（牡丹江海林106.1 mm）、吉林（四平孤家子144.9 mm）共3個國家級氣象觀測站日降雨量突破歷史極值。小時雨強＞100 mm有2站：吉林長嶺新一108.8 mm（2日16：00～17：00）與榆樹長發

101.2 mm（2日16：00～17：00）。在舒蘭永勝林場（圖2）和尚志珍珠山（圖3）實況時序圖中可以看出，在此次過程中前者體現為更集中的降水時段和更強的極端性，后者體現為長時間的持續性降水。此外，在紅外云圖中可以觀測到多個時段有中尺度對流云團的特征（圖4），對流性降水特征明顯。

2 環流演變特征與臺風結構演變

如圖5所示，7月28日超強臺風“杜蘇芮”在福建登陸前，歐亞大陸中高緯環流形勢呈兩槽兩脊型，烏山以西與中西伯利亞高原分別有2個強大高脊，烏山以東額爾齊斯河流域與內蒙古東部分別有2個低槽，副高強盛北抬。臺風“杜蘇芮”登陸后，沿副高外圍偏南氣流北上，受地面摩擦和暖心結構破損影響強度減弱，最終在29日安徽境內變性為溫帶氣旋并停編；隨后副高西伸北抬，覆蓋蒙古高原的東部，“杜蘇芮”殘余低壓環流北上受副高阻擋，在華北地區停留數日并產生了極端暴雨，直到8月1日副高減弱南落，“杜蘇芮”殘余低壓環流沿副高北緣在偏西氣流引導下東移影響東北地區，同時中西伯利亞高原脊前偏北氣流引導冷空氣在貝加爾湖北部堆積，受副高減弱南落影響，橫槽轉豎東移，冷空氣侵入東北地區與地面臺風低壓倒槽交匯，進而產生了8月1—5日東北地區的大范圍暴雨。在臺風環流活動期間，副高強度多次變化是導致其路徑變動的主要原因。

3 臺風環流暴雨產生的原因

3.1 動力條件

由8月2日20：00動力條件綜合圖（圖6）可以看出，

東北地區中部低層有明顯輻合上升，地面上位于低壓南部，850 hPa有1條東西向切變線，疊加垂直速度負大值區，有較強上升運動，且東北地區中部位于200 hPa急流出口區的左側，高空有強輻散；低層輻合，高層輻散，高低空耦合，構成了暴雨產生的良好動力條件。

3.2 水汽條件

由8月2日20：00水汽條件綜合圖（圖7）可以看出，

850 hPa位勢高度上，東北地區全境比濕均＞12 g/kg，

吉林中部達17 g/kg；在850 hPa水汽通量散度場中東北地區中部存在負大值區，達-40×10-6 g/cm2，有水汽的強輻合，暴雨分布與水汽強輻合區的形態比較一致，說明低空急流和超低空急流向暴雨區上空輸送了充足的水汽和能量，對東北中部暴雨的產生起到了重要的組織和促進作用。

3.3 熱力條件

從3日08：00和20：00長春探空曲線圖（圖8）可以看出，3日08：00長春上空低層和高層都趨于飽和，抬升凝結高度238 m，自由對流高度256 m，濕層厚度達8 205 m，整層可降水量極高；0～6 km垂直風切變只有3 m/s，但對流有效位能值僅有782 J/kg，深厚的濕層和弱的垂直風切變符合中國大多數極端強降水的環境條件[3]。3日20：00，0～6 km垂直風切變增加到17 m/s，達到中等以上強度，500 hPa以上高層有冷平流，且相對偏干，同時低層暖濕，上干冷下暖濕的不穩定層結建立，對流有效位能值顯著增強，達2 136 J/kg，2個時次的對流有效位能值區域都保持著狹長的范圍特點，即兼備低的自由對流高度和高的平衡高度，以上條件均有利于對流風暴強降水的出現，前后的層結結構演變最終導致東北地區中部混合型暴雨。

3.4 地形條件

8月1—5日東北地區累計降水量前20站點中有12個站在張廣才嶺西側迎風坡（圖9），包括降水量最大站點舒林站（501 mm）。地形抬升對暴雨增幅作用明顯，在山前由地形作用使低層擾動增強，有利于中尺度對流渦旋的產生。松遼平原廣闊的平原地帶為西南—東北向順暢的水汽通道也提供了良好的地形條件。

4 結論

（1）臺風“杜蘇芮”在偏強副高外圍偏南氣流引導下先北上減弱變性為溫帶氣旋，隨后繞著副高北緣東移沿蒙古高原進入東北地區，與此同時，貝加爾湖冷空氣南下與之相互配合產生了此次極端暴雨天氣過程。

（2）從降水實況和熱力條件分析可以看出，此次暴雨過程的降水類型既有連續的穩定性降水又有短時集中的對流性降水，強度大，極端性強，多個站點突破歷史極值。

（3）張廣才嶺地形抬升和松遼平原順暢的水汽通道2個方面地形條件為暴雨產生提供了有利條件。

參考文獻

[1] 任麗，王承偉，張桂華，等.臺風布拉萬（1215）深入內陸所致的大暴雨成因分析[J].氣象，2013，39（12）：1561-1569.

[2] 任麗，王曉雪，張桂華.近60年黑龍江省臺風暴雨統計及環流特征分析[J].熱帶氣象學報，2023，39（2）：159-170.

[3] 丁一匯.暴雨和中尺度氣象學問題[J].氣象學報，1994（3）： 274-284.

收稿日期：2024-03-11

作者簡介：孫亮（1989—），男，黑龍江綏化人，工程師，主要從事氣象工作。