盧珊，王黎娟，管兆勇，何潔琳，宋鴻

(1.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210044;2.陜西省氣象服務(wù)中心，陜西西安710014)

0 引言

在造成我國暴雨的眾多天氣系統(tǒng)中，臺(tái)風(fēng)暴雨所占比例最大，它往往是不同尺度系統(tǒng)相互作用的結(jié)果(陶詩言等，1979;陶祖鈺等，1994;周毅等，2009)。臺(tái)風(fēng)登陸后的暴雨增幅帶來的災(zāi)害尤其巨大，臺(tái)風(fēng)內(nèi)部中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展、強(qiáng)降水和凝結(jié)潛熱釋放將顯著影響臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，是臺(tái)風(fēng)暴雨增幅的重要原因(Reasor et al.，2000)。另有統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，超過一半的臺(tái)風(fēng)暴雨發(fā)生在移動(dòng)方向的前半部，其中大多數(shù)源于同中緯度系統(tǒng)的相互作用，這對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)暴雨的突然增幅有重要作用。發(fā)生在后半部的暴雨則往往與低空西南急流的影響有關(guān)，其最大降水出現(xiàn)在壓能場(chǎng)E=()中梯度大的區(qū)域附近(陳久康等，1996;陳聯(lián)壽等，2004)。王鵬云(1998)還指出，當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心移過臺(tái)灣時(shí)，臺(tái)灣山區(qū)地形對(duì)臺(tái)風(fēng)中心東南方氣旋式環(huán)流的輻合抬升是形成臺(tái)灣特大暴雨的重要因子，它對(duì)暴雨的增幅甚至達(dá)6倍之多。另外，開闊的湖面和水庫也會(huì)加劇臺(tái)風(fēng)暴雨，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)暴雨區(qū)飽和的土壤層和積水對(duì)臺(tái)風(fēng)環(huán)流會(huì)產(chǎn)生水汽反饋，反過來加劇該地的暴雨(李江南等，2003)?？梢姡顷懪_(tái)風(fēng)暴雨增幅的影響機(jī)制十分復(fù)雜多樣。值得注意的是，在諸多影響臺(tái)風(fēng)活動(dòng)的因子中，東亞夏季風(fēng)的作用不可忽視。臺(tái)風(fēng)和夏季風(fēng)是兩類熱帶系統(tǒng)，二者之間有密不可分的關(guān)系(王繼志和萊夫特維奇，1984)。季風(fēng)的爆發(fā)和加強(qiáng)主要表現(xiàn)在輸送水汽和不穩(wěn)定能量的低空急流增強(qiáng)，臺(tái)風(fēng)可以從季風(fēng)急流中獲取大量潛熱能，有利于臺(tái)風(fēng)在陸上的強(qiáng)度增強(qiáng)或維持，這對(duì)暴雨的增強(qiáng)和維持均十分重要(雷小途和陳聯(lián)壽，2001;李英等，2004;Chen et al.，2004)。而夏季風(fēng)建立后，并不是定常不變的，而是忽強(qiáng)忽弱，呈明顯的低頻振蕩。每當(dāng)風(fēng)速明顯加強(qiáng)、天氣現(xiàn)象隨之發(fā)生明顯變化時(shí)，稱作一次“季風(fēng)潮(涌)”(《大氣科學(xué)辭典》編委會(huì)，1994)。研究(琚建華和趙爾旭，2005;琚建華等，2007;張函等，2009)發(fā)現(xiàn)，東亞季風(fēng)區(qū)主要表現(xiàn)出兩種時(shí)段的低頻振蕩，一種為30～60 d振蕩，另一種為10～20 d振蕩，東亞夏季風(fēng)期間有明顯的季風(fēng)涌向北傳播，它可以由東亞夏季風(fēng)中的低頻振蕩表示。給我國南方地區(qū)造成巨大洪澇災(zāi)害的“榴蓮”(0103)和“碧利斯”(0604)活動(dòng)期間，恰逢當(dāng)時(shí)的季風(fēng)活躍期，季風(fēng)涌顯著。為了進(jìn)一步理解季風(fēng)涌與登陸臺(tái)風(fēng)暴雨增幅的關(guān)系，本文利用“CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”、NCEP/NCAR再分析資料及地面加密觀測(cè)資料，對(duì)0103號(hào)和0604號(hào)熱帶氣旋陸上維持和暴雨增幅的大尺度環(huán)境場(chǎng)及東亞夏季風(fēng)低頻振蕩進(jìn)行對(duì)比分析，以期加深理解登陸臺(tái)風(fēng)暴雨增幅的成因，為登陸臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。

1 過程概況及登陸前后暴雨分布特點(diǎn)

1.1 過程概況

2001和2006年7月，我國南方分別遭受0103號(hào)臺(tái)風(fēng)“榴蓮”和0604號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“碧利斯”帶來的洪澇災(zāi)害。2001年6月30日下午，0103臺(tái)風(fēng)“榴蓮”生成于南海中部(114.6°E，17.3°N)，西北行進(jìn)過程中發(fā)展為臺(tái)風(fēng)，7月2日03—04時(shí)(北京時(shí)間，下同)第一次登陸廣東湛江沿海地區(qū)，隨后西移穿過雷州半島進(jìn)入北部灣附近海域，并于14時(shí)在欽州市南部再次登陸。“榴蓮”登陸前后，其強(qiáng)度經(jīng)歷了兩個(gè)階段的變化，第一階段為登陸前的2日02時(shí)至登陸后當(dāng)天20時(shí)，“榴蓮”中心氣壓增加了20 hPa，強(qiáng)度減弱十分迅速。第二階段為2日20時(shí)至3日14時(shí)，氣壓僅增加了5 hPa，減弱速度明顯變緩?！傲裆彙钡顷懞?，一直向西北行進(jìn)，于7月3日晚消亡于越南北部地區(qū)(圖1a)。0604號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“碧利斯”于2006年7月9日生成于菲律賓以東洋面(136.8°E，13.5°N)后，向西北方向移動(dòng)，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，11日下午加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，13日23時(shí)在臺(tái)灣宜蘭登陸后穿過臺(tái)灣海峽，于14日12時(shí)50分在福建省北部的霞浦再次登陸，中心最大風(fēng)力為11級(jí)。而后向西北偏西行，當(dāng)天下午減弱為熱帶風(fēng)暴，晚上移入江西，并于15日下午在贛西南減弱為熱帶低壓。此后，“碧利斯”一直維持為熱帶低壓，折向西偏南方向緩慢移動(dòng)，途徑湘南、桂北，18日晚在滇東減弱消失(圖1b)。

可見，“榴蓮”和“碧利斯”的移動(dòng)路徑和強(qiáng)度變化各有不同，前者一直為西北路徑，登陸后經(jīng)歷了迅速減弱和緩慢減弱階段，而后者在登陸后則取西南偏南路徑，登陸初始即很快減弱為熱帶低壓，一直維持到最終消亡，在陸上歷時(shí)5 d之久。

1.2 登陸前后暴雨分布特點(diǎn)

“榴蓮”登陸后在廣西境內(nèi)引發(fā)了大范圍暴雨災(zāi)害，在與強(qiáng)度變化相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)階段內(nèi)，降水特征在強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間上也表現(xiàn)出很大的不同。第一階段，降水主要分布在粵南、桂南及瓊西等地，中心值為30～90 mm(圖2a);第二階段，降水主要分布在桂西南，并急劇增幅，一般降雨量為90～180 mm，中心值則高達(dá)360 mm(圖2b)，從中可以明顯地看出，第二階段的降水過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于第一階段(姚才，2003)。這次過程具有降水集中、強(qiáng)度大、范圍廣的特點(diǎn)，主要降水分布在“榴蓮”移動(dòng)路徑的北側(cè)(圖1a)，2日20時(shí)至3日20時(shí)的24 h內(nèi)，有5個(gè)縣(市)下了特大暴雨，創(chuàng)有記錄以來的最高記錄，左江、右江及邑江出現(xiàn)建國以來最大的洪澇災(zāi)害，造成直接經(jīng)濟(jì)損失159億元。

“碧利斯”登陸前及登陸時(shí)，暴雨主要分布在強(qiáng)熱帶風(fēng)暴中心西北及北側(cè)(浙中南和閩北沿海)，而登陸后，在贛南、湘南、粵東有強(qiáng)降雨云團(tuán)發(fā)展，浙閩降水明顯減少，在短時(shí)間內(nèi)完成了降水中心由風(fēng)暴中心及北部向風(fēng)暴南側(cè)的轉(zhuǎn)變。以后，隨著“碧利斯”的進(jìn)一步西行南落，暴雨區(qū)向廣西、云南一帶移動(dòng)。此后，風(fēng)暴北部一直沒有強(qiáng)降雨發(fā)生，而風(fēng)暴南部持續(xù)了5 d之久的特強(qiáng)暴雨(尹潔等，2008)，尤其是14日20時(shí)至15日14時(shí)，降水急劇增幅。登陸前的14日02時(shí)至登陸后的20時(shí)，風(fēng)暴中心北側(cè)降水量一般為40～80 mm(圖2c);而14日20時(shí)至15日14時(shí)，風(fēng)暴中心南側(cè)降水量明顯增加，大部分地區(qū)為100～160 mm，中心值則高達(dá)240 mm以上(圖2d)。其降水強(qiáng)度之大，持續(xù)時(shí)間之長，影響范圍之廣，在歷史上極其少見，而降水中心主要位于“碧利斯”移動(dòng)路徑的南側(cè)(圖1b)?！氨汤埂蓖緩降母＝ā⒄憬?、江西、湖南、廣東和廣西，相繼發(fā)生嚴(yán)重洪澇、山洪、滑坡泥石流等災(zāi)害，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)266億元(康志明等，2008)。

2 大尺度環(huán)流特征

2.1 500 hPa形勢(shì)場(chǎng)

圖1 “榴蓮”和“碧利斯”降水實(shí)況(單位:mm)及6 h移動(dòng)路徑a.2001年7月2日02時(shí)—3日20時(shí);b.2006年7月13日02時(shí)—19日20時(shí)Fig.1 Observed precipitation(mm)and 6-hr tracks given by Durian and Bilisa.from 02:00 BST 2 to 20:00 BST 3 July 2001;b.from 02:00 BST 13 to 20:00 BST 19 July 2006

圖2 2001年7月2日02—20時(shí)(a)、2日20時(shí)—3日14時(shí)(b)以及2006年7月14日02—20時(shí)(c)、14日20時(shí)—15日14時(shí)(d)的累計(jì)降水量(單位:mm)Fig.2 Cumulative rainfall(mm)(a)from 02:00 BST to 20:00 BST 2，(b)20:00 BST 2 to 14:00 BST 3 July 2001，(c)from 02:00 BST to 20:00 BST 14，and(d)20:00 BST 14 to 14:00 BST 15 July 2006

分析發(fā)現(xiàn)，上述兩個(gè)熱帶氣旋影響我國南方時(shí)，天氣系統(tǒng)配置存在很大差異?！傲裆彙被顒?dòng)期間，西太平洋副熱帶高壓西伸明顯，西伸脊點(diǎn)至115°E附近，大陸高壓控制著高原西部，兩高壓之間為一南北貫通的低壓帶，在該低壓帶的北半部(30°N以北)，中緯度的西風(fēng)槽向東南發(fā)展，阻止副熱帶高壓的西進(jìn)。登陸后的“榴蓮”正處于低壓帶中，與向南伸展的西風(fēng)槽構(gòu)成了相對(duì)穩(wěn)定的“北槽南渦”形勢(shì)(圖3a)，此種配置形勢(shì)對(duì)于臺(tái)風(fēng)的滯留十分有利，同時(shí)也為中尺度系統(tǒng)的發(fā)展，引起暴雨增幅，提供了重要的環(huán)流背景(姚才等，2005)。與上述配置和演變不同的是，影響“碧利斯”的副熱帶高壓始終為東西向帶狀分布且呈現(xiàn)雙脊線形勢(shì)，副高主體及大陸高壓一直穩(wěn)定維持，且強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，在其北方形成了強(qiáng)大的高壓壩?！氨汤埂北黄鋿|側(cè)的西太平洋副熱帶高壓、北側(cè)大陸高壓壩和南側(cè)副高向西南方向延伸的高壓脊所包圍(圖3b)。這種環(huán)流形勢(shì)既抑制了“碧利斯”的北上，也有利于其氣旋性環(huán)流的維持，從而為“碧利斯”陸上西行過程中產(chǎn)生持續(xù)性降水提供了穩(wěn)定的背景場(chǎng)(滕代高等，2008)。

2.2 低緯季風(fēng)環(huán)流特征

“榴蓮”登陸湛江之前，其南側(cè)外圍環(huán)流就已經(jīng)遭到南海西南季風(fēng)的入侵，隨著“榴蓮”的登陸，100°E附近的越赤道氣流及索馬里急流逐漸增強(qiáng)，使得西南季風(fēng)進(jìn)一步發(fā)展。3日08時(shí)，自阿拉伯海、孟加拉灣、中南半島經(jīng)南海南部形成了一條西風(fēng)水汽輸送帶，注入隨后的“尤特”臺(tái)風(fēng)，并隨其氣旋性環(huán)流輸送至北側(cè)，加大西北太平洋副熱帶高壓西南側(cè)的東南水汽輸送，并注入“榴蓮”東北部環(huán)流中，使之在陸上維持并在其北側(cè)產(chǎn)生暴雨增幅(圖4a、5a)。2006年7月，“碧利斯”登陸前和登陸時(shí)，自阿拉伯海、孟加拉灣、中南半島至南海就已形成了一條完整的水汽輸送大值帶，隨著“碧利斯”的登陸，西南季風(fēng)加強(qiáng)北抬，15日02時(shí)，在索馬里急流和80～90°E越赤道氣流的共同作用下，40～120°E之間寬廣的西南風(fēng)帶和水汽輸送帶變得異常強(qiáng)盛，南海北部風(fēng)暴東南側(cè)風(fēng)速中心高達(dá)27 m/s，“碧利斯”東南側(cè)的水汽通量高值中心達(dá)45 g/(s·hPa·cm)以上，對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)其南側(cè)降水增幅(圖4b、5b)，此時(shí)“碧利斯”所扮演的角色不是水汽源而是為降水提供了動(dòng)力抬升條件，西南風(fēng)帶和水汽輸送帶對(duì)其的水汽不斷補(bǔ)充對(duì)其能量衰減的補(bǔ)償十分重要(朱健和何海濱，2008;楊宇紅等，2009)，此后該形勢(shì)一直維持到18日。

進(jìn)一步分析850 hPa緯向風(fēng)和風(fēng)矢量時(shí)間—緯度剖面(圖6a)發(fā)現(xiàn)，2001年6月30日之前，西風(fēng)大值區(qū)位于南海南部，自30日開始，此大值區(qū)向北部擴(kuò)展并逐漸增強(qiáng)，7月2—3日到達(dá)南海北部至廣西沿海附近地區(qū)，它對(duì)“榴蓮”環(huán)流系統(tǒng)的匯入作用，對(duì)其陸上維持意義重大。另外，在“榴蓮”活動(dòng)期間，從7月2日后期開始，90°E附近的越赤道氣流存在著一個(gè)明顯增強(qiáng)東傳的過程(圖7a)，到了3—4日，赤道經(jīng)向風(fēng)正距平大值區(qū)位于100°E附近，數(shù)值達(dá)到6～8 m/s，顯著增強(qiáng)的越赤道氣流，使得西南季風(fēng)進(jìn)一步發(fā)展，給“榴蓮”低壓環(huán)流帶來了熱帶海洋的大量水汽、熱量和動(dòng)量，有利于其陸上長時(shí)間維持。

由圖6b可以看出，2006年7月12日以前，西風(fēng)大值主要位于15°N以南的南海南部，13日西風(fēng)大值開始向南海北部擴(kuò)展，15日強(qiáng)盛的西風(fēng)已經(jīng)北擴(kuò)至華南沿海，此時(shí)華南沿海南風(fēng)分量也加大，一并匯入“碧利斯”低壓環(huán)流，與西風(fēng)大值相對(duì)應(yīng)，華南沿海降水暴增。此后，西風(fēng)進(jìn)一步北抬，南風(fēng)分量進(jìn)一步加大，17日之前，西南風(fēng)主體維持在22～27°N。由圖7b可見，自2006年7月11日開始，索馬里和70°E附近出現(xiàn)經(jīng)向風(fēng)正距平，并隨時(shí)間東傳，13日有所減弱后再次加強(qiáng)，異常的越赤道氣流繼續(xù)向東傳播，至15日，與“碧利斯”造成降水量最大的時(shí)期相對(duì)應(yīng)，赤道經(jīng)向風(fēng)正距平達(dá)6～8 m/s，已東傳至80°E的越赤道氣流表現(xiàn)尤為突出，使其下游南海地區(qū)西南季風(fēng)增強(qiáng)，為“碧利斯”低壓環(huán)流提供了源源不斷的水汽和動(dòng)量，才使其非但沒有很快消亡，反而能在陸上長久維持。

圖6 850 hPa緯向風(fēng)和風(fēng)矢量的時(shí)間—緯度剖面(單位:m/s;陰影區(qū)表示緯向風(fēng)大于等于3 m/s)a.2001年沿110°E;b.2006年沿115°EFig.6 Time-latitude cross sections of 850 hPa zonal wind and wind vectors along(a)110°E in 2001 and(b)115°E in 2006(units:m/s;the shading shows the zonal wind greater than or equal to 3 m/s)

圖7 2001年(a)和2006年(b)700 hPa經(jīng)向風(fēng)距平沿赤道的時(shí)間—經(jīng)度剖面(單位:m/s;陰影區(qū)表示正距平)Fig.7 Time-longitude sections of 700 hPa meridional wind anomaly along the equator in(a)2001 and(b)2006(units:m/s;the shading indicates the positive anomaly)

綜上可知，2001年7月初，100°E附近越赤道氣流顯著，而2006年7月中旬，80°E附近越赤道氣流表現(xiàn)突出，它們分別加強(qiáng)了當(dāng)年的西南季風(fēng)，把來自熱帶海洋的大量水汽、熱量和動(dòng)量源源不斷地注入“榴蓮”和“碧利斯”低壓環(huán)流，使得它們?cè)诘顷懞蟪霈F(xiàn)了暴雨強(qiáng)烈增幅。

3 西南季風(fēng)涌對(duì)登陸熱帶氣旋暴雨增幅的影響

3.1 東亞夏季風(fēng)低頻振蕩表征的季風(fēng)涌特征

對(duì)2001年南海北部地區(qū)(105～115°E，15～22°N)和2006年華南地區(qū)(110～120°E，18～25°N)850 hPa緯向風(fēng)進(jìn)行小波功率譜分析發(fā)現(xiàn)，2001年夏季南海北部地區(qū)對(duì)流層低層緯向風(fēng)主要以10～20 d低頻振蕩為主，而2006年夏季華南地區(qū)對(duì)流層低層緯向風(fēng)主要以30～60 d低頻振蕩為主(圖略)。

由圖8a可見，2001年東亞夏季850 hPa低層緯向風(fēng)10～20 d低頻振蕩強(qiáng)度隨時(shí)間呈波動(dòng)形式，與廣西西南部逐日平均降水(圖略)比較發(fā)現(xiàn)，其振蕩周期波動(dòng)趨勢(shì)與降水的多寡有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，特別是2001年7月3日的波峰對(duì)應(yīng)著該時(shí)段的降水峰值，表明當(dāng)?shù)蛯泳曄蝻L(fēng)10～20 d低頻振蕩活躍時(shí)，對(duì)“榴蓮”的陸上臺(tái)風(fēng)暴雨增幅有重要影響。

由圖8b可見，2006年7月4日開始至7月中旬，對(duì)應(yīng)850 hPa低層緯向風(fēng)30～60 d低頻振蕩的正位相，此時(shí)東亞夏季風(fēng)處于活躍期，其中7月中旬的波峰與7月15—16日華南地區(qū)的降水增幅對(duì)應(yīng)(圖略)。這說明，當(dāng)年低層緯向風(fēng)30～60 d振蕩處于極端活躍期時(shí)，對(duì)“碧利斯”的降水增幅有重要作用。

分析2001年10～20 d帶通濾波后的低層低頻緯向風(fēng)沿110°E的傳播特征(圖9a)發(fā)現(xiàn)，6月底到7月初，季風(fēng)涌有一次明顯的北傳過程。6月底，赤道附近地區(qū)的低頻振蕩中心由負(fù)值轉(zhuǎn)為正值，預(yù)示著一次新的季風(fēng)涌出現(xiàn)，同時(shí)低頻西風(fēng)開始向北傳播，并于7月3日向北達(dá)到20°N附近，此時(shí)季風(fēng)涌最為強(qiáng)盛?！傲裆彙敝栽诘顷懞鬁p弱速度變緩，并能在陸上長時(shí)間維持，還發(fā)生了降水的劇烈增幅，與此次季風(fēng)涌對(duì)“榴蓮”南部環(huán)流的侵入有著密切的關(guān)系。

圖8 2001年6—7月南海北部地區(qū)(105～115°E，15～22°N)850 hPa緯向風(fēng)10～20 d濾波時(shí)間曲線(a)和2006年6—8月華南地區(qū)(110～120°E，18～25°N)850 hPa緯向風(fēng)30～60 d濾波時(shí)間曲線(b)(單位:m/s)Fig.8 (a)The 10—20 d filtered time curve of 850 hPa zonal wind over the north of the South China Sea during June—July 2001，and(b)the 30—60 d filtered time curve of 850 hPa zonal wind over the south of China during June—August 2006(units:m/s)

圖9 2001年850 hPa緯向風(fēng)10～20 d濾波沿110°E(a)和2006年850 hPa緯向風(fēng)30～60 d濾波沿115°E(b)的時(shí)間—緯度剖面(單位:m/s;陰影區(qū)表示低頻西風(fēng))Fig.9 Time-latitude sections of(a)the 10—20 d filtered 850 hPa zonal wind along 110°E in 2001 and(b)the 30—60 d filtered 850 hPa zonal wind along 115°E in 2006(units:m/s;the shading denotes the low-frequency westerly)

對(duì)比2006年30～60 d帶通濾波后的低層低頻緯向風(fēng)沿115°E的傳播特征(圖9b)發(fā)現(xiàn)，2006年7月也存在明顯的季風(fēng)涌向北傳播特征，一次新的季風(fēng)涌于7月初出現(xiàn)，表現(xiàn)為5°N附近的低頻振蕩由負(fù)值轉(zhuǎn)為正值，低頻西風(fēng)繼而開始北傳，7月15日前后，低頻西風(fēng)高值中心到達(dá)22°N附近，季風(fēng)涌達(dá)最強(qiáng)，正好位于“碧利斯”南側(cè)，與該時(shí)段“碧利斯”南側(cè)降水急劇增幅相對(duì)應(yīng)。接著季風(fēng)涌繼續(xù)北傳，并在25°N以南維持到7月下旬，這對(duì)“碧利斯”在陸上長時(shí)間維持和強(qiáng)降水發(fā)生十分有利。

根據(jù)2001和2006年東亞夏季850 hPa低層緯向風(fēng)濾波曲線，分別將這兩次東亞夏季低層緯向風(fēng)低頻過程劃分為8個(gè)位相。2001的8個(gè)位相是:6月29日(位相1)，7月1日(位相2)，7月3日(位相3)，7月5日(位相4)，7月7日(位相5)，7月8日(位相6)，7月10日(位相7)，7月12日(位相8)。2006年的8個(gè)位相是:7月4日(位相1)，7月10日(位相2)，7月15日(位相3)，7月20日(位相4)，7月25日(位相5)，7月30日(位相6)，8月4日(位相7)，8月9日(位相8)。其中:位相3為極端活躍位相，選取活躍期的波峰;位相7選取中斷期的低谷;1、5為轉(zhuǎn)換位相，位相1表示低頻振蕩由中斷過渡為活躍，位相5表示低頻振蕩由活躍轉(zhuǎn)換為中斷;而位相2、4、6、8則表示振幅達(dá)到峰(谷)值一半的位相。

2001年，東亞夏季風(fēng)于6月29日(位相1)開始由中斷向活躍轉(zhuǎn)換，此時(shí)有一強(qiáng)低頻反氣旋盤踞在南海東北部及華南沿海上空，后季風(fēng)逐步活躍，北部灣轉(zhuǎn)為一致的低頻西風(fēng)(圖略)。到了7月3日(位相3)，即極端活躍位相時(shí)，東亞季風(fēng)涌達(dá)到最強(qiáng)，低頻氣旋性環(huán)流北部的偏東氣流控制著廣西和華南大部，另一方面，來自于中南半島的低頻西風(fēng)進(jìn)一步北抬侵入北部灣地區(qū)，這兩支氣流在廣西西南部交匯(圖10a)，對(duì)于當(dāng)?shù)氐牡蛯虞椇鲜钟欣门c“榴蓮”登陸后于7月3日在廣西西南部引發(fā)的暴雨劇烈增幅相對(duì)應(yīng)。

對(duì)比2006年的低頻風(fēng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，7月4號(hào)(位相1)，華南地區(qū)原本為一弱的低頻反氣旋性環(huán)流，低頻西風(fēng)主要位于南海南部，后南海南部的偏西風(fēng)北擴(kuò)至華南沿海(圖略)，在極端活躍位相時(shí)(位相3)，低頻西風(fēng)進(jìn)一步增強(qiáng)北抬，低頻氣旋性環(huán)流已控制華南大部分地區(qū)(圖10b)，其西側(cè)的低頻偏北氣流與低緯低頻偏西氣流交匯于廣東東南部，對(duì)應(yīng)著該時(shí)段廣東的降水急劇增幅。

上述分析表明，東亞夏季風(fēng)存在明顯的季風(fēng)涌北傳特征，“榴蓮”和“碧利斯”的登陸活動(dòng)恰逢這兩年的東亞夏季季風(fēng)涌北傳過程，最強(qiáng)季風(fēng)涌分別對(duì)應(yīng)著“榴蓮”和“碧利斯”的降水強(qiáng)烈增幅。2001年夏季，南海北部地區(qū)對(duì)流層低層緯向風(fēng)主要以10～20 d低頻振蕩為主，而在2006年夏季，華南地區(qū)對(duì)流層低層緯向風(fēng)主要以30～60 d低頻振蕩為主。2001年夏季，當(dāng)10～20 d低頻振蕩處于極端活躍位相時(shí)，華南地區(qū)的低頻偏東氣流與北部灣附近的低頻西風(fēng)交匯于廣西西南部，2006年當(dāng)30～60 d低頻振蕩處于極端活躍位相時(shí)，低頻氣流交匯于廣東東南部，這有利于當(dāng)?shù)氐牡蛯虞椇?，?duì)“榴蓮”和“碧利斯”在相應(yīng)區(qū)域的降水增幅具有重要影響。

圖10 2001年(a)和2006年(b)極端活躍位相下850 hPa低頻風(fēng)場(chǎng)(單位:m/s)Fig.10 The 850 hPa low-frequency zonal wind fields in PhaseⅢof(a)2001 and(b)2006(units:m/s)

3.2 低頻水汽輸送通量特征

夏蕓等(2008)發(fā)現(xiàn)，東亞夏季風(fēng)期間，整層低頻水汽通量顯示來自副熱帶高壓外圍的西南季風(fēng)對(duì)水汽輸送的貢獻(xiàn)顯著，對(duì)地域性強(qiáng)降水有重要影響。

進(jìn)一步觀察2001年低頻水汽通量發(fā)現(xiàn)，當(dāng)東亞夏季風(fēng)由中斷期開始向活躍期過渡時(shí)，海南島南部僅存在一弱輻合區(qū)，接著來自孟加拉灣的低頻水汽輸送加強(qiáng)，并與來自南海的低頻水汽輸送在廣西南部匯合(圖略)。到了極端活躍位相(位相3)，即季風(fēng)涌最強(qiáng)的時(shí)候，進(jìn)一步加強(qiáng)的中南半島北部西風(fēng)水汽輸送和北抬的東風(fēng)水汽輸送輻合加強(qiáng)且范圍擴(kuò)大，強(qiáng)大的低頻水汽輻合中心控制著廣西大部(圖11a)，與“榴蓮”7月3日在廣西西南部的降水急劇增幅相吻合。2006年7月4日，廣東中西部和廣西中東部為水汽輻散區(qū)，后南海和臺(tái)灣南部西風(fēng)水汽通道逐漸北抬，東亞夏季風(fēng)發(fā)展。位相3時(shí)，季風(fēng)涌強(qiáng)盛，來自低緯度南海地區(qū)的水汽輸送大大加強(qiáng)，并進(jìn)一步北抬，廣東東南部和福建中西部地區(qū)都為強(qiáng)的水汽輻合區(qū)(圖11b)，與7月15日該區(qū)域的降水增幅相一致。

可見，由東亞夏季風(fēng)低頻振蕩所表示的季風(fēng)涌，為暴雨提供了充足的水汽條件，確實(shí)對(duì)“榴蓮”和“碧利斯”降水增幅有重要作用。

4 結(jié)論和討論

0103號(hào)“榴蓮”和0604號(hào)“碧利斯”雖然登陸強(qiáng)度有很大差異，但都在登陸后長時(shí)間維持并引發(fā)了強(qiáng)降水和嚴(yán)重暴雨災(zāi)害，均為歷史罕見。本文主要對(duì)這兩次熱帶氣旋陸上維持及暴雨增幅的大尺度環(huán)境場(chǎng)及成因進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)論如下:

1)“榴蓮”和“碧利斯”登陸后的500 hPa環(huán)流形勢(shì)不同，臺(tái)風(fēng)“榴蓮”登陸后正好位于低壓帶中，與向北強(qiáng)烈發(fā)展的中緯度西風(fēng)槽構(gòu)成了典型的“北槽南渦”天氣形勢(shì)，有利于臺(tái)風(fēng)的滯留，也為中尺度系統(tǒng)的發(fā)展，引起暴雨增幅，提供了重要的環(huán)流背景。2006年，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“碧利斯”登陸后受西太平洋副熱帶高壓、北方大陸高壓壩和南側(cè)副高向西南方向延伸的高壓脊所包圍，對(duì)于“碧利斯”氣旋性環(huán)流維持非常有利，為“碧利斯”陸上西行過程中產(chǎn)生持續(xù)性降水提供了穩(wěn)定的背景場(chǎng)。

2)200 1年7月初和2006年7月中旬，越赤道氣流明顯增強(qiáng)，但是“榴蓮”活動(dòng)時(shí)期，100°E附近越赤道氣流表現(xiàn)突出，而在“碧利斯”陸上活動(dòng)期間，80°E附近越赤道氣流尤其顯著，它們都增強(qiáng)了當(dāng)時(shí)的西南季風(fēng)，把大量來自熱帶海洋的水汽注入登陸后減弱的“榴蓮”和“碧利斯”環(huán)流，使其非但沒有很快減弱消亡，反而能在登陸后長時(shí)間維持不消。

圖11 2001年(a)和2006年(b)極端活躍位相下850 hPa低頻水汽通量(箭矢;單位:g/(s·hPa·cm))和低頻水汽通量散度(陰影區(qū)表示水汽通量輻合;單位:10－7g/(s·cm2·hPa))Fig.11 The 850 hPa low-frequency water vapor flux(arrows;units:g/(s·hPa·cm))and its divergence(the shading denotes the flux convergence;units:10－7g/(s·cm2·hPa))in PhaseⅢof(a)2001 and(b)2006

3)200 1和2006年東亞夏季風(fēng)均存在明顯的低頻振蕩，但振蕩周期有所不同，2001年低緯夏季風(fēng)10～20 d低頻振蕩顯著，而2006年則是30～60 d低頻振蕩為主，由不同振蕩周期表示的東亞季風(fēng)涌存在明顯的北傳特征。當(dāng)?shù)皖l振蕩處于極端活躍位相時(shí)，季風(fēng)涌最為強(qiáng)盛并侵入“榴蓮”和“碧利斯”環(huán)流系統(tǒng)，正好對(duì)應(yīng)著當(dāng)時(shí)的臺(tái)風(fēng)暴雨劇烈增幅階段。此外，低頻氣流的輻合和低頻水汽輸送也是“榴蓮”和“碧利斯”暴雨增幅的重要原因。

本文初步討論了不同周期的夏季風(fēng)低頻振蕩對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)降水增幅的影響，但其對(duì)降水區(qū)域的影響差異還有待于進(jìn)一步探討。此外，低頻系統(tǒng)從東南向西北方向移動(dòng)，這與季風(fēng)涌、熱帶氣旋的移動(dòng)有何關(guān)系，也值得今后深入研究。

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