黃新晴，滕代高，陸瑋

(浙江省氣象臺(tái)，浙江杭州310017)

HUANG Xin-qing，TENG Dai-gao，LU Wei

(Zhejiang Meteorological Observatory，Hangzhou 310017，China)

“羅莎”臺(tái)風(fēng)波動(dòng)特征與浙江遠(yuǎn)距離降水相互關(guān)系的初步研究

黃新晴，滕代高，陸瑋

(浙江省氣象臺(tái)，浙江杭州310017)

利用NCEP 1°×1°再分析格點(diǎn)資料和浙江省自動(dòng)站降水資料，分析了2007年“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征與浙江省遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水之間的關(guān)系。結(jié)果表明:1)由于浙江省所處緯度相對較低，其遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水的形成過程與北方(西北和華北)典型的遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨存在本質(zhì)區(qū)別，浙江省遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水主要是臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)效應(yīng)所引起，而北方遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨的形成過程主要是西風(fēng)槽和臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流相互作用的結(jié)果。2)影響浙江省遠(yuǎn)距離降水的臺(tái)風(fēng)在整個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流登陸前有向降水區(qū)的能量頻散過程，這種能量頻散過程在對流層中低層波動(dòng)特征不明顯，因而能量頻散的距離相對較小;在對流層中高層，臺(tái)風(fēng)能量頻散表現(xiàn)出清楚的波動(dòng)特征，能夠影響到較遠(yuǎn)距離外的天氣系統(tǒng)，從而引起局地降水的增加。3)臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)效應(yīng)在遠(yuǎn)距離降水區(qū)的上空形成一個(gè)正渦量區(qū)，之后該正渦量區(qū)以波動(dòng)的形式向下傳播，導(dǎo)致降水區(qū)對流層中下層氣旋性渦旋形成，造成局地降水或降水增加。

天氣學(xué);臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離降水;診斷研究;能量頻散;波動(dòng)

HUANG Xin-qing，TENG Dai-gao，LU Wei

(Zhejiang Meteorological Observatory，Hangzhou 310017，China)

0 引言

2007年“羅莎”臺(tái)風(fēng)是影響浙江省的最后一個(gè)登陸臺(tái)風(fēng)，它帶來的強(qiáng)降水給整個(gè)浙江省造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，成為當(dāng)年影響浙江省最嚴(yán)重的一個(gè)臺(tái)風(fēng)。

造成我國暴雨災(zāi)害的天氣系統(tǒng)中，以臺(tái)風(fēng)暴雨的影響最大(陶詩言等，1979)。臺(tái)風(fēng)暴雨可分為臺(tái)風(fēng)中心附近暴雨，臺(tái)風(fēng)中心外圍、臺(tái)風(fēng)環(huán)流域內(nèi)的螺旋雨帶暴雨，以及臺(tái)風(fēng)以北的遠(yuǎn)距離暴雨等(陳聯(lián)壽和丁一匯，1979;陳聯(lián)壽，2006)。如0012號(hào)臺(tái)風(fēng)Prapiroon尚在福建以東洋面，數(shù)百千米以外的江蘇便發(fā)生了特大暴雨(魏建蘇等，2003);9406號(hào)臺(tái)風(fēng)Tim在福建登陸不久，一千多千米以外的河南、河北等地就有暴雨連續(xù)發(fā)生(孟智勇等，2002)。而2005年影響最為嚴(yán)重的第5號(hào)臺(tái)風(fēng)麥莎，其雨帶向北延伸數(shù)千千米，給中國東部10余省市帶來突發(fā)性暴雨災(zāi)害(王繼志等，2005;李春虎等，2008)。而在中國大陸南部和東部登陸的臺(tái)風(fēng)，能夠引起1 200至2 800 km以外的朝鮮半島發(fā)生遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨(Byun and Lee，2012)，在這類遠(yuǎn)距離暴雨中臺(tái)風(fēng)主要向降水區(qū)輸送大量的水汽(Wang and Fudeyasu，2009;Thomas et al.，2010;Schumacher et al.，2011;Bosart et al.，2012)。臺(tái)風(fēng)暴雨預(yù)報(bào)的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是臺(tái)風(fēng)中心附近暴雨中尺度系統(tǒng)分布的不均勻性，二是臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)激發(fā)周邊環(huán)境波動(dòng)特征的不確定性(李英等，2007)。而后者常常引起臺(tái)風(fēng)環(huán)流區(qū)域外很遠(yuǎn)距離暴雨的發(fā)生。

自20世紀(jì)80年代以來，臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨的研究引起了廣泛的關(guān)注(蔣尚城，1983;勵(lì)申申等，1992;羅哲賢，1994;丁治英和陳久康，1995;蔣尚城等，1997;陳久康和丁治英，2000;李志楠等，2000;丁治英等，2001;井喜等，2005;陳聯(lián)壽，2006;張宏等，2006;張?zhí)K平等，2006;楊曉霞等，2008;趙宇等，2008;孫興池等，2009;Schumacher et al.，2011;Bosart et al.，2012)。這些研究從不同角度討論了臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨形成的可能機(jī)制，主要包括兩種類型，一是對流層中低層臺(tái)風(fēng)倒槽外圍環(huán)流把熱量和水汽輸送到北方地區(qū)，與中高層西風(fēng)槽帶來的冷空氣進(jìn)行耦合，引發(fā)遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨;二是臺(tái)風(fēng)的西移致使北部高壓北抬，高壓西側(cè)的偏南風(fēng)急流把熱帶暖濕空氣帶到西北地區(qū)，與西風(fēng)帶系統(tǒng)相遇引發(fā)暴雨。這兩類遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨均為熱帶系統(tǒng)與中緯度西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，并且常伴有高空急流非緯向性增加的現(xiàn)象，常常發(fā)生在華北和西北地區(qū)。

然而，還有一種遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨發(fā)生在長江以南地區(qū)，這類暴雨的形成與前兩類存在明顯區(qū)別。羅哲賢(1994)的研究表明，它的形成是由于臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征遠(yuǎn)距離傳播的結(jié)果，由于能量頻散，在臺(tái)風(fēng)中心以外的地區(qū)會(huì)形成一個(gè)“低值—高值—低值”系統(tǒng)的波列，波列中的高值系統(tǒng)能夠激發(fā)較遠(yuǎn)距離外新的渦旋系統(tǒng)的形成，從而引起遠(yuǎn)距離局地天氣氣候發(fā)生變化。另一方面，因?yàn)檫@種遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)波動(dòng)特征在大氣中難以直接觀測，往往不為人們所注意。

0716號(hào)臺(tái)風(fēng)“羅莎”在整個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流登陸前，其外圍云系在浙江省中南部就引起了較強(qiáng)降水，這部分降水位于臺(tái)風(fēng)環(huán)流區(qū)域外，屬于沒有冷空氣作用的遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水。為分析其形成的可能原因，本文利用NCEP 1°×1°再分析格點(diǎn)資料和浙江省自動(dòng)站降水資料，從臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征遠(yuǎn)距離傳播的角度對此次遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水的物理機(jī)制進(jìn)行初步研究。

1 個(gè)例概況及計(jì)算方案

0716號(hào)臺(tái)風(fēng)“羅莎”于2007年10月2日00時(shí)(世界時(shí)，下同)在菲律賓呂宋島以東洋面生成，5日02時(shí)加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，6日07時(shí)30分前后在臺(tái)灣宜蘭沿海登陸，登陸后減弱為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，并南落打轉(zhuǎn)二次登陸臺(tái)灣島，穿過臺(tái)灣島北部地區(qū)后，于7日07時(shí)30分在浙江省蒼南霞關(guān)鎮(zhèn)附近的浙閩交界處第三次登陸，登陸時(shí)中心氣壓為975 hPa，近中心最大風(fēng)速為33 m/s。登陸后沿浙江省溫州和臺(tái)州緩慢向東北方向移動(dòng)，在浙江滯留約18 h，并于8日09時(shí)30分前后入海。

為討論臺(tái)風(fēng)能量頻散對遠(yuǎn)距離降水的影響，圖1給出了降水區(qū)內(nèi)一個(gè)觀測站(浙江蒼南)逐時(shí)降水量演變(圖1a)和2007年10月6日12時(shí)高度場分布(圖1b)。可見，蒼南站在10月6日00時(shí)開始出現(xiàn)降水，強(qiáng)降水時(shí)段在6日05時(shí)至7日15時(shí)，開始出現(xiàn)強(qiáng)降水時(shí)臺(tái)風(fēng)主體環(huán)流仍然維持在距降水區(qū)550 km以外(圖1b)，從后面的分析中可以看到，蒼南站出現(xiàn)強(qiáng)降水的期間，正好是由于臺(tái)風(fēng)能量頻散至降水區(qū)上空，激發(fā)正渦量下傳引起局地多個(gè)中小尺度渦旋生成時(shí)段。在500 hPa高度場上，10月2日08時(shí)(圖略)歐亞中高緯度為平直環(huán)流;烏拉爾山以西為高壓脊;西西伯利亞有一移動(dòng)性低槽，并有明顯的冷溫槽配合;西太平洋副熱帶高壓(以下簡稱“副高”)呈東西向帶狀，偏北偏強(qiáng)，脊線位于30°N附近，中心在(131°E，30°N)附近;熱帶輻合帶活躍，維持在15°N附近，輻合帶西端有0715臺(tái)風(fēng)存在，“羅莎”生成在輻合帶的東端(130.9°E，17.1°N)?！傲_莎”生成后，受副高南緣偏東氣流和臺(tái)風(fēng)自身內(nèi)力的共同作用向西北方向移動(dòng)。在此過程中，西西伯利亞的冷槽發(fā)展東移，副高西進(jìn)。6日12時(shí)(圖1b)中緯度冷槽冬移到河套地區(qū)，副高588 dagpm線西伸到東經(jīng)130°E附近，浙江省上空為平直的西風(fēng)氣流，沒有冷空氣，即浙江省上空并沒有西風(fēng)帶系統(tǒng)和臺(tái)風(fēng)的相互作用。從6日12時(shí)850 hPa和200 hPa的流場(圖略)可以看出，200 hPa上在浙江省東南沿海地區(qū)有明顯的高空急流，輻散明顯;在850 hPa上，臺(tái)風(fēng)和副高之間有低空東南急流，此東南急流由臺(tái)風(fēng)東北側(cè)和副高西南側(cè)的東北風(fēng)組成，加之200 hPa非緯向高空急流的強(qiáng)迫作用，此東南急流將隨著臺(tái)風(fēng)向西北方向移動(dòng)且加強(qiáng)，給浙江東南沿海帶來充沛的水汽條件。圖1c為2007年10月6日12時(shí)“羅莎”臺(tái)風(fēng)與浙江省上空TBB(black body temperature)云圖，可見，這個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流的對流云系集中分布在26°N以南地區(qū)，中心位于20°N附近。而浙江省上空的對流系統(tǒng)強(qiáng)度相對較弱，與臺(tái)風(fēng)云系之間有較為寬廣的下沉氣流區(qū)。

圖1 浙江蒼南站逐時(shí)降水量(a;單位:mm)、2007年10月6日12時(shí)500 hPa高度場(b;單位:dagpm)和TBB云圖(c;單位:℃)Fig.1 (a)The hourly precipitation at Cangnan station of Zhejiang Province(mm)，(b)geopotential height at 500 hPa(dagpm)and(c)TBB(℃)at 1200 UTC October 6，2007

臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離能量頻散波動(dòng)特征的計(jì)算方案如圖2所示，選取“羅莎”臺(tái)風(fēng)登陸前距降水區(qū)8個(gè)緯度左右的位置作為研究臺(tái)風(fēng)能量頻散的起始點(diǎn)(圖2中臺(tái)風(fēng)符號(hào)所示位置，2007年10月5日00時(shí))。從臺(tái)風(fēng)起始位置向降水區(qū)(圖中A點(diǎn))方向的直線上取51個(gè)點(diǎn)(圖2中箭頭所示方向)，在每一個(gè)點(diǎn)上，求取以該點(diǎn)為中心，東西方向跨度5個(gè)經(jīng)度的動(dòng)能平均值。在 1 000、925、850、700、600、500、400、300、250、200、150、100 hPa上均分別求取 51 個(gè)點(diǎn)的動(dòng)能平均值。最后，為了消除臺(tái)風(fēng)自身能量相對頻散能量為大值的影響，對所求動(dòng)能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。以此來研究距降水區(qū)1 000 km左右的臺(tái)風(fēng)動(dòng)能頻散的波動(dòng)特征對降水區(qū)天氣系統(tǒng)的影響。

圖2 影響浙江遠(yuǎn)距離降水的臺(tái)風(fēng)能量頻散方向示意(A為降水區(qū))Fig.2 The schematic figure of typhoon energy dispersion resulting in the remote distance precipitation in Zhejiang Province(A indicates the precipitation area)

2 遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)能量頻散特征

圖3為2007年6月5日00時(shí)“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散向降水區(qū)傳播的波動(dòng)特征，其中橫坐標(biāo)表示取樣點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示動(dòng)能的標(biāo)準(zhǔn)化值。由圖3a、b可見，在對流層低層1 000和925 hPa上，從臺(tái)風(fēng)中心向降水區(qū)臺(tái)風(fēng)能量的演變呈現(xiàn)出隨距臺(tái)風(fēng)中心的距離增大先增加后階段性減弱的趨勢，能量向外傳播的波動(dòng)特征不顯著，因而向外傳播不能到達(dá)降水區(qū)。在對流層中低層850和700 hPa上(圖3c、d)，臺(tái)風(fēng)能量沿降水區(qū)方向表現(xiàn)為隨距臺(tái)風(fēng)中心的距離增加而增加，到達(dá)最大風(fēng)速半徑后開始減弱，沒有臺(tái)風(fēng)能量向外傳播的波動(dòng)特征。在500 hPa上，臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征與中低層1 000和925 hPa類似，且強(qiáng)度有所增加，但是能量對外的傳播仍然沒有到達(dá)降水區(qū)(圖3e)。在對流層300 hPa上，臺(tái)風(fēng)能量頻散已經(jīng)表現(xiàn)出清楚的波動(dòng)特征，且波動(dòng)能量已傳播到降水區(qū)上空(圖3f)，但是傳播到降水區(qū)上空的波動(dòng)振幅較小。在對流層200 hPa上(圖3g)，臺(tái)風(fēng)能量頻散向降水區(qū)傳播的波動(dòng)特征更加明顯，而且傳播到降水區(qū)上空的波振幅顯著增強(qiáng)，與臺(tái)風(fēng)環(huán)流域內(nèi)最大風(fēng)速半徑處相當(dāng)。向上到對流層100 hPa(圖3h)，臺(tái)風(fēng)中心上空動(dòng)能變化呈一致的減弱趨勢，已經(jīng)不具備臺(tái)風(fēng)環(huán)流特征，表明到100 hPa上臺(tái)風(fēng)渦旋已經(jīng)明顯減弱，并開始轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛⒘鞒鰵饬鳌?/p>

由此可見，“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征向外傳播過程有如下特點(diǎn):從對流層低層1 000 hPa至700 hPa，臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征呈減弱趨勢;對流層中層500 hPa至高層200 hPa，臺(tái)風(fēng)能量頻散向降水區(qū)的傳播表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)特征，且波動(dòng)振幅隨高度增加呈增強(qiáng)趨勢，到200 hPa達(dá)到最強(qiáng)，這種波動(dòng)的波長在660 km左右。所以，總的來看，“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散向外傳播的波動(dòng)特征在500 hPa有一個(gè)突變層，其下臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征隨高度呈減弱趨勢，其上臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征隨高度逐漸增強(qiáng)，至200 hPa達(dá)到最強(qiáng)。

為進(jìn)一步分析“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散波動(dòng)特征的傳播，本文給出了2007年10月5日00時(shí)與06時(shí)臺(tái)風(fēng)能量的差值場(圖4)，以此來研究這種波動(dòng)的傳播過程?？梢?

1)在對流層低層1 000和925 hPa(圖4a、b)，有臺(tái)風(fēng)能量的擾動(dòng)傳播到降水區(qū)附近，但是這種擾動(dòng)沒有明顯的波動(dòng)特征。

2)在對流層850和700 hPa(圖4c、d)，臺(tái)風(fēng)能量的頻散特征隨距臺(tái)風(fēng)中心距離的增加表現(xiàn)出有規(guī)律性的波動(dòng)向外傳播，但波動(dòng)的振幅相對較小，向外傳播的距離基本停留在臺(tái)風(fēng)環(huán)流域內(nèi)(在500 km左右)。

3)在對流層500 hPa(圖4e)，臺(tái)風(fēng)能量頻散開始表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)特征，但波動(dòng)的振幅沒有傳播到降水區(qū)。同時(shí)，在最大風(fēng)速半徑內(nèi)有擾動(dòng)形成。

圖3 臺(tái)風(fēng)“羅莎”向降水區(qū)動(dòng)能頻散的波動(dòng)特征(A點(diǎn)為降水區(qū)位置) a.1 000 hPa;b.925 hPa;c.850 hPa;d.700 hPa;e.500 hPa;f.300 hPa;g.200 hPa;h.100 hPaFig.3 The perturbative characteristics of the kinetic energy dispersion of typhoon Krosa in precipitation area(A indicates the location of precipitation area) a.1 000 hPa;b.925 hPa;c.850 hPa;d.700 hPa;e.500 hPa;f.300 hPa;g.200 hPa;h.100 hPa

4)在對流層300和200 hPa(圖4f、g)，臺(tái)風(fēng)能量頻散已經(jīng)傳播到降水區(qū)上空，其波形與10月5日00時(shí)臺(tái)風(fēng)能量頻散的波形類似。而100 hPa上擾動(dòng)動(dòng)能振幅接近于零，表明在100 hPa以上臺(tái)風(fēng)能量已不能傳播到降水區(qū)上空，臺(tái)風(fēng)環(huán)流已顯著減弱。

由此說明，臺(tái)風(fēng)能量的頻散隨時(shí)間向降水區(qū)傳播，從而引起降水區(qū)上空局部天氣系統(tǒng)的變化。

通過以上的分析可以看出，“羅莎”臺(tái)風(fēng)在距降水區(qū)800 km以外的區(qū)域在對流層中高層有頻散傳播出去，以波長為660 km左右的波動(dòng)形式向降水區(qū)輸送能量，這種輸送過程在空間上表現(xiàn)為大約1.5個(gè)波長的距離，在時(shí)間上表現(xiàn)為波形隨時(shí)間向前移動(dòng)以及波動(dòng)傳播的持續(xù)性。

圖4 2007年10月5日00時(shí)與06時(shí)臺(tái)風(fēng)能量頻散向降水區(qū)傳播的差值(A點(diǎn)為降水區(qū)位置) a.1 000 hPa;b.925 hPa;c.850 hPa;d.700 hPa;e.500 hPa;f.300 hPa;g.200 hPa;h.100 hPa

Fig.4 The differences of the kinetic energy dispersion of typhoon Krosa between 0000 UTC and 0600 UTC October 5，2007(A indicates the location of precipitation area) a.1 000 hPa;b.925 hPa;c.850 hPa;d.700 hPa;e.500 hPa;f.300 hPa;g.200 hPa;h.100 hPa

3 臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征對遠(yuǎn)距離降水區(qū)天氣系統(tǒng)的影響

為考察“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散遠(yuǎn)距離傳播引起降水區(qū)局地天氣過程的變化，本文給出2007年10月5日00時(shí)降水區(qū)上空相對渦度場的分布情況(圖5)及降水區(qū)區(qū)域平均的相對渦度隨時(shí)間的演變(圖6)

由圖5可見，在對流層低層850 hPa及以下層，由于臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征向降水區(qū)的傳播沒有到達(dá)，降水區(qū)中心附近的相對渦度為負(fù)值，即維持反氣旋性環(huán)流。而在對流層中層500 hPa，受遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)能量頻散波動(dòng)傳播的影響，開始有正渦度區(qū)向降水區(qū)中心附近擴(kuò)展。隨著高度的增加，降水區(qū)受遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)能量頻散傳播的影響加強(qiáng)，正渦度區(qū)的范圍在300 hPa上開始擴(kuò)大。在200 hPa上，由于臺(tái)風(fēng)能量頻散的傳播在這一層影響較強(qiáng)，相應(yīng)的正渦量區(qū)迅速增加，正渦量的強(qiáng)度也明顯增強(qiáng)。

由圖6可見，遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征向外傳播影響降水區(qū)高層渦量分布，進(jìn)而影響降水區(qū)局地天氣氣候變化的過程。2007年5日00時(shí)降水區(qū)上空200 hPa附近為正渦量分布區(qū)域，到5日12時(shí)至6日00時(shí)12 h內(nèi)高層渦量迅速下傳，在500 hPa形成一個(gè)明顯的渦旋中心。之后，該渦旋中心隨時(shí)間的推移以波動(dòng)的形式進(jìn)一步向下傳播，使得在6日12時(shí)至8日00時(shí)這段時(shí)間內(nèi)在對流層中低層激發(fā)出多個(gè)中小尺度局地渦旋，從而引起這段時(shí)期內(nèi)降水區(qū)雨量的增加(圖1a)。

4 “羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征影響遠(yuǎn)距離降水的過程模型

綜上所述，“羅莎”臺(tái)風(fēng)通過能量頻散影響遠(yuǎn)距離降水存在如下過程模型:在距降水區(qū)較遠(yuǎn)距離外，對流層中上層臺(tái)風(fēng)能量頻散波動(dòng)特征的傳播在降水區(qū)上空形成較強(qiáng)的氣旋性環(huán)流，該氣旋性環(huán)流的正渦量隨著時(shí)間的推移以波動(dòng)的形式向下傳播，在對流層中下層激發(fā)出多個(gè)局地中小尺度渦旋，引起臺(tái)風(fēng)降水的增加。

5 結(jié)論和討論

在已有的大多數(shù)研究中，臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨指的是發(fā)生在北方(西北和華北)的、由臺(tái)風(fēng)倒槽外圍云系與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的遠(yuǎn)距離暴雨(仇永炎，1995)。它是兩類性質(zhì)完全不同的天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。而對于發(fā)生在長江以南地區(qū)的臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離降水的研究并不多見。2007年第16號(hào)臺(tái)風(fēng)“羅莎”，在其整個(gè)臺(tái)風(fēng)環(huán)流登陸前，在浙江省中南部就開始有較強(qiáng)降水產(chǎn)生，可以認(rèn)為是臺(tái)風(fēng)外圍云系的遠(yuǎn)距離降水，但是從環(huán)流形式上看，并沒有西風(fēng)帶系統(tǒng)與之相互作用，為分析這遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)降水的可能原因，本文從臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征的角度對此進(jìn)行分析，得到以下結(jié)果:

圖6 降水區(qū)上空區(qū)域平均的相對渦度隨時(shí)間演變(單位:10-5s-1)Fig.6 The time evolution of the area mean relative vorticiy over precipitation area(units:10-5s-1)

首先，“羅莎”臺(tái)風(fēng)環(huán)流外圍的遠(yuǎn)距離降水過程與北方遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨有著本質(zhì)的區(qū)別。它的形成不是熱帶環(huán)流與中緯度冷空氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果，而是單一的熱帶系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離降水，因此往往被認(rèn)為是臺(tái)風(fēng)環(huán)流自身的降水。

其次，“羅莎”臺(tái)風(fēng)在登陸前距降水區(qū)較遠(yuǎn)處通過能量頻散以波動(dòng)形式向降水區(qū)傳播能量。這種波動(dòng)特征從對流層低層向中層隨高度逐漸減弱，在對流層中層500 hPa開始增強(qiáng)，至200 hPa達(dá)到最強(qiáng)。

第三，“羅莎”臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征影響遠(yuǎn)距離降水的過程如下:在距降水區(qū)較遠(yuǎn)距離外，在對流層中高層臺(tái)風(fēng)能量頻散的波動(dòng)特征的傳播在降水區(qū)上空形成較強(qiáng)的氣旋性環(huán)流，該氣旋性環(huán)流的正渦量隨著時(shí)間的推移以波動(dòng)的形式向下傳播，在對流層中下層激發(fā)出多個(gè)局地中小尺度渦旋，引起臺(tái)風(fēng)降水的增加。

對于發(fā)生在長江以南的臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離降水，勵(lì)申申等(1992)在分析8116號(hào)臺(tái)風(fēng)在浙江省東南部沿海形成遠(yuǎn)距離暴雨時(shí)指出，8116號(hào)臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨區(qū)位于副高南側(cè)，暴雨的形成與西風(fēng)帶系統(tǒng)并無直接聯(lián)系，而是通過臺(tái)風(fēng)環(huán)流右側(cè)次天氣尺度的強(qiáng)風(fēng)帶向暴雨區(qū)輸送動(dòng)能使暴雨得到發(fā)展。而本文的研究表明，臺(tái)風(fēng)影響長江以南地區(qū)的遠(yuǎn)距離降水是在對流層中上層把能量頻散到降水區(qū)上空，在降水區(qū)上空形成一個(gè)正渦量區(qū)，之后，該正渦量區(qū)向下傳播并在對流層中下層激發(fā)多個(gè)局地中小尺度渦旋，從而引起遠(yuǎn)距離局地降水的增加。由此可見，臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離暴雨的發(fā)生不僅可以發(fā)生在長江以南，而且其形成的物理過程存在多樣性。本文僅僅是選取一個(gè)臺(tái)風(fēng)個(gè)例進(jìn)行的嘗試性研究。結(jié)果是初步的。需要在今后的工作中在多個(gè)典型個(gè)例中展開進(jìn)一步的研究。

陳久康，丁治英.2000.高低空急流與臺(tái)風(fēng)環(huán)流耦合下的中尺度暴雨系統(tǒng)［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，11(3):271-281.

陳聯(lián)壽.2006.熱帶氣旋研究和業(yè)務(wù)技術(shù)的發(fā)展［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，17(6):672-681.

陳聯(lián)壽，丁一匯.1979.西太平洋臺(tái)風(fēng)概論［M］.北京:科學(xué)出版社.

丁治英，陳久康.1995.不同雨強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的診斷對比與數(shù)值試驗(yàn)研究［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，18(2):234-241.

丁治英，張興強(qiáng)，何金海，等.2001.非緯向高空急流與遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)中尺度暴雨的研究［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，17(2):144-152.

蔣尚城.1983.遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響西風(fēng)帶特大暴雨的過程模式［J］.氣象學(xué)報(bào)，41(2):147-158.

蔣尚城，陳立艷，韓巍.1997.一次黃河暴雨的不同尺度系統(tǒng)相互作用的數(shù)值試驗(yàn)［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，20(1):71-79.

井喜，賀文彬，畢旭，等.2005.遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)影響陜北突發(fā)性暴雨成因分析［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，16(5):655-662.

李春虎，羅哲賢，張穎嫻，等.2008.“麥莎”遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨的排熵指數(shù)分析［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，31(3):381-388.

李英，王繼志，陳聯(lián)壽，等.2007.臺(tái)風(fēng)麥莎(Matsa)的波狀降水特征研究［J］.科學(xué)通報(bào)，52(3):344-353.

李志楠，鄭新江，趙亞敏.2000.9608號(hào)臺(tái)風(fēng)低壓外圍暴雨中尺度云團(tuán)的發(fā)生發(fā)展［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，16(4):316-326.

勵(lì)申申，壽紹文，王信.1992.登陸臺(tái)風(fēng)與其外圍暴雨的相互作用［J］.氣象學(xué)報(bào)，50(1):33-49.

羅哲賢.1994.能量頻散對臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)和移動(dòng)的影響［J］.氣象學(xué)報(bào)，52(2):149-156.

孟智勇，徐祥德，陳聯(lián)壽.2002.9406號(hào)臺(tái)風(fēng)與中緯度系統(tǒng)相互作用的中尺度特征［J］.氣象學(xué)報(bào)，60(1):31-39.

仇永炎.1995.北方盛夏臺(tái)風(fēng)暴雨的天氣型及其年際變率［J］.氣象，23(7):3-9.

孫興池，陳金敏，刁秀廣，等.2009.一次遠(yuǎn)距離臺(tái)風(fēng)暴雨過程分析［J］.氣象，35(5):34-41.

陶詩言，丁一匯，周曉平.1979.暴雨和強(qiáng)對流天氣的研究［J］.大氣科學(xué)，3(3):227-238.

王繼志，楊元琴，陳聯(lián)壽.2005.0509號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥莎”暴雨帶波動(dòng)北向傳播特征的分析［C］//中國氣象學(xué)會(huì).中國氣象學(xué)會(huì)2005年年會(huì)文集.北京:氣象出版社.

魏建蘇，趙永玲，周曾奎，等.2003.“0012”號(hào)臺(tái)風(fēng)引發(fā)“8.30”特大暴雨過程的分析［J］.氣象科學(xué)，23(1):192-199.

楊曉霞，陳聯(lián)壽，劉詩軍，等.2008.山東省遠(yuǎn)距離熱帶氣旋暴雨研究［J］.氣象學(xué)報(bào)，66(2):236-250.

張宏，陳衛(wèi)東，孫偉.2006.一次臺(tái)風(fēng)與河套低渦共同影響的陜北暴雨分析［J］.高原氣象，25(1):52-59.

張?zhí)K平，李春，白燕.2006.一次北方臺(tái)風(fēng)暴雨(9406)能量特征分析［J］.大氣科學(xué)，30(4):645-659.

趙宇，崔曉鵬，王建國.2008.由臺(tái)風(fēng)低壓倒槽引發(fā)的山東暴雨過程研究［J］.氣象學(xué)報(bào)，66(3):423-436.

Bosart L F，Cordeira J M，Thomas J G J，et al.2012.An analysis of multiple predecessor rain events ahead of tropical cyclones Ike and Lowell:10—15 September 2008［J］.Mon Wea Rev，140(4):1081-1107.

Byun K Y，Lee T Y.2012.Remote effects of tropical cyclones on heavy rainfall over the Korean peninsula—Statistical and composite analysis［J］.Tellus，64:1498.

Schumacher R S，Thomas J G J，Bosart L F.2011.Distant effects of a recurving tropical cyclone on rainfall in a midlatitude convective system:A high-impact predecessor rain event［J］.Mon Wea Rev，139:650-667.

Thomas J G J，Bosart L F，Schumacher R S.2010.Predecessor rain events ahead of tropical cyclones［J］.Mon Wev Rev，138(8):3272-3297.

Wang Y，F(xiàn)udeyasu H.2009.The role of typhoon Songda(2004)in producing distantly located heavy rainfall in Japan［J］.Mon Wea Rev，137:3699-3716.

(責(zé)任編輯:劉菲)

A preliminary study on the relationship between
the distant precipitation and the wave characteristics of
typhoon Krosa in Zhejiang Province

Based on the NCEP 1°×1°reanalysis data and the precipitation data from AWS in Zhejiang Province，the relationship between precipitation resulting from distant typhoon(PDT)and the perturbation kinetic energy dispersion(PKED)of typhoon Krosa is analyzed.The results show that the mechanism of PDT in Zhejiang Province is different from that in north region of China because the PDT here is formed by the distant propagation of disturbance kinetic energy of typhoon while the PDT in north region of China results from the interaction between westerly trough and outer circulation of typhoon.The PKED of typhoon occurs both before and after its landfalling in Zhejiang Province.The intensity of disturbance kinetic energy is different at lower，middle，and upper levels in troposphere.The larger the amplitude of disturbance kinetic is，the longer of the wave propagation distance will be.The intensity of disturbance kinetic energy at middle and upper levels is larger than that at lower level in troposphere，so the PKED at middle and upper levels in troposphere can exert impact on the precipitation in Zhejiang Province when the typhoon location is far from it but that at lower level can not.The PKED from distant typhoon can produce a positive vorticity area at the upper level in precipitation region.And then the local cyclonic circulationcomes into being because of the downward propagation of the positive vorticity from upper level.Finally，the combination of local cyclonic cell with the moisture flow from the east sea of China leads to the enhancement of local precipitation.

synoptic meteorology;PDT;diagnostic study;kinetic energy dispersion;wave

P444

A

1674-7097(2014)01-0057-08

黃新晴，滕代高，陸瑋.2014.“羅莎”臺(tái)風(fēng)波動(dòng)特征與浙江遠(yuǎn)距離降水相互關(guān)系的初步研究［J］.大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，37(1):57-64.

Huang Xin-qing，Teng Dai-gao，Lu Wei.2014.A preliminary study on the relationship between the distant precipitation and the wave characteristics of typhoon Krosa in Zhejiang Province［J］.Trans Atmos Sci，37(1):57-64.(in Chinese)

2011-09-15;改回日期:2012-05-06

2013浙江省科技廳公益項(xiàng)目(2013C33037);浙江省重大科技專項(xiàng)(2011C13044);2013年中國氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)(CMAYBY2013-028)

黃新晴，碩士，工程師，研究方向?yàn)樘鞖鈩?dòng)力學(xué)，xinqing973@163.com.