[摘 要] 利用常規(guī)觀測資料、自動觀測站資料、Micaps資料及風(fēng)廓線雷達(dá)資料等,對2016年9月15-16日江蘇省如皋地區(qū)過程雨量普遍達(dá)到大暴雨過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明,“莫蘭蒂”是此次區(qū)域性大暴雨的直接原因;大量水汽源堆積是大暴雨產(chǎn)生的必要條件;大暴雨區(qū)處于冷暖空氣結(jié)合處;臺風(fēng)大暴雨期間具有良好的動力條件,底層為負(fù)散度,為氣旋性輻合;充分運用數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品,為臺風(fēng)暴雨預(yù)報提供了良好參考。
[關(guān)鍵詞] 莫蘭蒂;暴雨;形勢背景
[中圖分類號] P458.121.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909(2017)25-78-3
臺風(fēng)是最強(qiáng)的暴雨天氣系統(tǒng),國內(nèi)外不少極端暴雨記錄都與臺風(fēng)活動有關(guān)。孫力等[1]研究1215號臺風(fēng)“布拉萬”發(fā)現(xiàn),在暴雨形成過程中,由于冷空氣侵入造成了在臺風(fēng)環(huán)流西北側(cè)濕等熵面的陡立傾斜和水平風(fēng)垂直切變的增強(qiáng),導(dǎo)致了氣旋性渦度的顯著增強(qiáng),氣旋性渦度增強(qiáng)造成的強(qiáng)烈上升運動將降水區(qū)東南側(cè)輸送過來的暖濕空氣向上輸送,從而導(dǎo)致了暴雨的發(fā)生。沈曉玲等[2]研究1323號臺風(fēng)“菲特”發(fā)現(xiàn),此次強(qiáng)降水可以分為2個階段:第一階段主要由“菲特”本身的環(huán)流引起,第二階段由“菲特”殘留云系長時間維持以及其與弱冷空氣相互作用引起,而且弱冷空氣對降水增幅作用明顯,201323號臺風(fēng)“菲特”是建國以來登陸我國的最強(qiáng)秋季臺風(fēng),給浙江省帶來了暴雨天氣。
1 天氣實況
2016年第14號臺風(fēng)“莫蘭蒂”于15日3:05前后在我國福建省廈門市翔安區(qū)沿海登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力有15級(48.0 m/s),中心最低氣壓945 hPa。15日10:00,位于福建省龍巖市新羅區(qū)境內(nèi),并減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴(10級,25.0 m/s)。15日17:00,位于福建省三明市寧化縣境內(nèi),減弱為熱帶低壓(7級,16.0 m/s)。16日17:00,減弱的熱帶低壓位于江蘇省南通市海安縣境內(nèi),并以35 km/h速度向東北方向移入黃海。臺風(fēng)“莫蘭蒂”強(qiáng)度強(qiáng),影響范圍廣,持續(xù)時間長。此次臺風(fēng)雖然沒有正面襲擊江蘇省,但受其外圍環(huán)流和冷空氣共同作用,仍然給江蘇省造成了較為嚴(yán)重的風(fēng)雨影響。
受第14號臺風(fēng)“莫蘭蒂”減弱后低壓環(huán)流和冷空氣共同影響,2016年9月15-16日如皋市出現(xiàn)大暴雨,雨量最大在搬經(jīng)鎮(zhèn),171.4 mm;伴有內(nèi)陸5~6級陣風(fēng)7~8級、沿江6~7級陣風(fēng)8~9級的東北大風(fēng),風(fēng)力最大出現(xiàn)在柴灣鎮(zhèn),達(dá)到17.3 m/s(8級)。
2 形勢背景
2.1 高空形勢
500 hPa上,15日8:00,副熱帶高壓位于海上,呈塊狀結(jié)構(gòu),此時“莫蘭蒂”位于福建省境內(nèi),其強(qiáng)度仍為臺風(fēng)級(35 m/s),并繼續(xù)向西北方向移動。到了15:00,“莫蘭蒂”則轉(zhuǎn)向偏北方向移動,強(qiáng)度減弱為熱帶風(fēng)暴級(18 m/s),經(jīng)臺風(fēng)中心伸向蘇皖為一倒槽。同時,從東北經(jīng)華北到河套有一高空槽,槽后有明顯冷平流,冷暖氣流幅合區(qū)正好位于本省境內(nèi),臺風(fēng)自身暖濕氣流和槽后冷空氣結(jié)合導(dǎo)致江蘇省出現(xiàn)大暴雨。
2.2 地面形勢
“莫蘭蒂”于15日3:00在福建沿海登陸,登陸時為強(qiáng)臺風(fēng)級,隨后強(qiáng)度迅速減弱,到15:00已減弱為熱帶風(fēng)暴,但其倒槽幅合明顯,從臺風(fēng)中心伸向蘇皖地區(qū),自身帶來的大量水汽源源不斷地輸送并集聚到蘇皖上空,形成強(qiáng)大水汽柱。另外,臺風(fēng)倒槽后部冷空氣與偏東暖濕氣流匯合,在本地上空產(chǎn)生強(qiáng)降水。
3 強(qiáng)降水成因分析
3.1 水汽條件
15日20:00-16日20:00,如皋市近地面層到150 hPa附近均為飽和區(qū),相對濕度>90%,大氣水汽含量豐厚。16日8:00,如皋市925 hPa附近有明顯氣流幅合,其散度值最大達(dá)2.0 m/s,這種幅合一直伸展到500 hPa附近,強(qiáng)力的幅合作用使本地上空具有大量的水汽凝結(jié),為臺風(fēng)暴雨提供十分有利的水汽條件。另外,分析風(fēng)廓線可知,15日20:00如皋地區(qū)底層具有強(qiáng)烈垂直上升運動,850 hPa附近達(dá)-10 hPa/s,配合大濕度水汽,致使如皋市出現(xiàn)較強(qiáng)臺風(fēng)降水。
3.2 中尺度系統(tǒng)分析
3.2.1 中尺度幅合?!澳m蒂”本身就是中尺度系統(tǒng),登陸后伸向蘇皖的幅合系統(tǒng)導(dǎo)致兩省出現(xiàn)大暴雨。雖然“莫蘭蒂”在16日已經(jīng)減弱為熱帶風(fēng)暴,但其中心伸向如皋市附近為倒槽切變,其東側(cè)為偏東氣流,西側(cè)為東北氣流,大量水汽在本地區(qū)底層強(qiáng)力幅合積聚,為大暴雨產(chǎn)生提供了水汽條件。
3.2.2 低空急流。臺風(fēng)倒槽東側(cè)大陸及沿海附近,有一寬廣低空急流區(qū),杭州市、上海市等風(fēng)速達(dá)26.0 m/s,此時射陽為偏東氣流,低空急流將熱帶風(fēng)暴右側(cè)的水汽源源不斷地輸向本地,產(chǎn)生幅合堆積,形成強(qiáng)大的大暴雨水汽源。
3.3 動力條件分析
3.3.1 冷空氣?!澳m蒂”影響期間,從低壓中心到本地區(qū)為倒槽,與此同時,從華北伸向河套地區(qū)有冷空氣南下,冷空氣與低壓倒槽暖濕空氣結(jié)合形成暴雨到大暴雨。江蘇淮北以南底層(850 hPa)均為負(fù)變溫(見圖1),一般24 h變溫在-2 ℃左右,為“莫蘭蒂”大暴雨產(chǎn)生提供了熱烈上升運動。
3.3.2 K指數(shù)。9月16日8:00,從臺風(fēng)低壓伸向長江下游為K指數(shù)大值區(qū),而南通地區(qū)為最大值中心,其數(shù)值為42 ℃(見圖2),充分表明本地上空高溫高濕,蘊含大量水汽,而這種高能量區(qū)持續(xù)時間又相當(dāng)長,使降水長時間維持,產(chǎn)生大暴雨。
3.3.3 散度。分析9月16日8:00 850 hPa散度場(見圖3)發(fā)現(xiàn),從南京市到江淮地區(qū)之間為負(fù)散度(最小中心-20),而江淮南部為正散度區(qū)(最大中心15),如皋市處于最大正散度區(qū)前部的幅合區(qū)中,負(fù)散度區(qū)(幅散)與冷空氣相對應(yīng),也說明臺風(fēng)倒槽后部為下沉氣流而前部為上升氣流,本地就處于兩者之間的強(qiáng)降水區(qū)。
4 數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的檢驗
受“莫蘭蒂”影響,如皋市降水時段主要在15日9:00-16日18:00,其中15日白天、16日凌晨至下午降水明顯,16日20:00后基本無降水。
對比2016年9月14日20:00起報的24 h降水多模式,如果僅對比本地的降水預(yù)報結(jié)果可以看出,區(qū)域中心、GRAPES均預(yù)報為暴雨到大暴雨(50~250 mm),EC細(xì)網(wǎng)格、GFS、日本模式、EC集合預(yù)報為暴雨(50~100 mm),PWAFS僅預(yù)報為中到大雨(17~38 mm)。對比降水實況,發(fā)現(xiàn)區(qū)域中心和GRAPS預(yù)報準(zhǔn)確,PWAFS預(yù)報偏差較大,EC細(xì)網(wǎng)格、GFS、日本模式、EC集合預(yù)報偏差較小。
對比2016年9月15日8:00起報24 h降水多模式,和之前相同,僅對比本地的降水實況和預(yù)報結(jié)果發(fā)現(xiàn),EC細(xì)網(wǎng)格、區(qū)域中心、EC集合和GRAPS預(yù)報為暴雨到大暴雨(50~250 mm),日本模式和PWAFS預(yù)報為暴雨,局部大暴雨。
結(jié)果很顯然,時間越接近實況,各家預(yù)報結(jié)果越趨于一致。而且也可以看出,此次預(yù)報中,區(qū)域中心和GRAPS參考價值較高。
5 預(yù)報服務(wù)情況
前期主要服務(wù)工作是9月10日中旬天氣預(yù)測和9月12日的一周天氣預(yù)測,都提及15日前后“莫蘭蒂”將在華南沿海一帶登陸,16-18日其外圍環(huán)流將對如皋市造成一定風(fēng)雨影響。9月13日12:00,隨如皋市局啟動重大氣象災(zāi)害(臺風(fēng))Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng),13日15:00發(fā)布重要天氣報告《中秋節(jié)前后將有強(qiáng)降水》:受臺風(fēng)“莫蘭蒂”外圍環(huán)流和西風(fēng)槽共同影響,15-17日如皋市將有大到暴雨,局部大暴雨,并可能伴有短時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣,并伴有陸上5~7級、沿江6~8級東到東北大風(fēng)。9月14日16:00,提升重大氣象災(zāi)害(臺風(fēng))Ⅳ級為Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)。17日9:00,解除重大氣象災(zāi)害(臺風(fēng))Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)。17日17:00發(fā)布重要天氣報告《“莫蘭蒂”遠(yuǎn)離我市“馬勒卡”攜風(fēng)來襲》
在此次臺風(fēng)“莫蘭蒂”服務(wù)過程中,如皋市氣象局共發(fā)布重要天氣報告2期、暴雨藍(lán)色預(yù)警信號1次、暴雨黃色預(yù)警信號1次、雨情匯報3次以及短信服務(wù)10次。與此同時,如皋市氣象局通過電話、短信、傳真、微博、微信、郵件和QQ等多種形式將有關(guān)信息傳遞給政府決策人員、專業(yè)服務(wù)對象及普通公眾。
參考文獻(xiàn)
[1]孫力,董偉,藥明,等.1215號“布拉萬”臺風(fēng)暴雨及降水非對稱性分布的成因分析[J].氣象學(xué)報,2015(1):36-49.
[2]沈曉玲,孫琦旻.“菲特”臺風(fēng)暴雨成因分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2014(4):33-39.