李傳祥 許姝

(瑞安市氣象局，浙江 瑞安 325200)

0 引 言

2016年7—10月，先后有尼伯特、莫蘭蒂、馬勒卡、鲇魚和艾利5個臺風(fēng)影響溫州，其中尼伯特、莫蘭蒂和鲇魚臺風(fēng)在起源地、移動路徑和登陸地點方面有一定的相似，但這3個臺風(fēng)在登陸前后給溫州市帶來的降水卻存在明顯差異。莫蘭蒂和鲇魚給溫州帶來了強降水，影響嚴(yán)重，尼伯特的影響較輕。相似路徑臺風(fēng)的雨量差異的對比分析及預(yù)報已有很多文獻(xiàn)進(jìn)行探討[1-10]，但是雨量分析一般都是以過程總雨量分析為主，對臺風(fēng)短臨雨量的分析較少。本文利用溫州市9個國家觀測站資料、330個區(qū)域站資料、NCEP 2.5°×2.5°日平均再分析資料、逐3 h更新的NASA可視化GEOS-5模擬資料(https://earth.nullschool.net/)中的850 hPa風(fēng)場和相對濕度、逐6 min更新的洞頭風(fēng)廓線資料和浙江省短臨天氣監(jiān)測和預(yù)報產(chǎn)品顯示平臺逐10 min更新的降水預(yù)報產(chǎn)品對3個臺風(fēng)短臨雨量影響進(jìn)行了分析，并對預(yù)報應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 路徑及強度對比分析

尼伯特、莫蘭蒂和鲇魚都是在西北太平洋洋面生成，生成后向西北方向移動。尼伯特在臺灣臺東登陸后于7月9日13：45在泉州石獅市登陸，登陸時近中心最大風(fēng)力為25 m/s，為強熱帶風(fēng)暴級別，登陸后往西北方向移動并在江西境內(nèi)消亡。莫蘭蒂經(jīng)過臺灣南部海域后于9月15日3：05前后在廈門翔安區(qū)登陸，登陸時近中心最大風(fēng)力為33 m/s，為臺風(fēng)級別，登陸后由西北行逐漸轉(zhuǎn)為東北行并于江蘇入海后在黃海消亡。鲇魚在臺灣花蓮登陸后于9月28日4：40左右在泉州惠安縣登陸，登陸時近中心最大風(fēng)力為33 m/s，登陸后往偏西方向移動并在江西境內(nèi)消亡。3個登陸臺風(fēng)在登陸后均是往偏西或西北行，尼伯特登陸時為強熱帶風(fēng)暴級別，莫蘭蒂和鲇魚登陸時為臺風(fēng)級別。

圖1 尼伯特、莫蘭蒂和鲇魚臺風(fēng)路徑圖

2 雨量分析

圖2為3個臺風(fēng)的過程雨量圖。尼伯特臺風(fēng)主要給溫州南部的蒼南和泰順帶來了大到暴雨天氣，雨量中心區(qū)降水>100 mm，實測最大為泰順九峰203.5 mm。莫蘭蒂臺風(fēng)溫州大部份地區(qū)均出現(xiàn)了強降水，南部雨量中心位于文成、泰順、平陽、蒼南4縣交界處，雨量中心區(qū)>300 mm，實測最大為文成珊溪481.1 mm，北部雨量中心位于樂清、永嘉和黃巖交界處，雨量中心區(qū)>300 mm，實測最大為永嘉中堡443.9 mm。鲇魚臺風(fēng)降水主要集中在溫州西南部，雨量中心位于文成，雨量中心區(qū)>500 mm，實測最大為文成周山鄉(xiāng)820.6 mm。將尼伯特、莫蘭蒂和鲇魚3個臺風(fēng)雨量中心點在臺風(fēng)登陸前后的雨量分別進(jìn)行了統(tǒng)計，尼伯特和莫蘭蒂登陸前雨量約占35%，登陸后約占65%，鲇魚登陸前雨量約占25%，登陸后約占75%。這3個在閩南登陸的臺風(fēng)對溫州的雨量影響主要集中在登陸后。

圖2 臺風(fēng)過程雨量(a)尼伯特，(b)莫蘭蒂，(c)鲇魚(單位：mm)

由于短臨服務(wù)在基層臺站的臺風(fēng)服務(wù)中重要性日益凸顯，對3個臺風(fēng)出現(xiàn)3 h雨量≥50 mm的短時強降水進(jìn)行分析(圖略)，將一天劃分為2—5時、5—8時、8—11時、11—14時、14—17時、17—20時、20—23時、23—次日2時8個時段。尼伯特7月9日14～20時共2個時段出現(xiàn)了≥50 mm的短時強降水，落區(qū)位于溫州南部，2個時段都是在臺風(fēng)登陸后，臺風(fēng)登陸后立即出現(xiàn)了短時強降水；莫蘭蒂9月15日2時至16日8時共10個時段出現(xiàn)了≥50 mm的短時強降水，落區(qū)主要位于溫州西部，西南部的頻次和雨強都高于西北部，第1個時段在臺風(fēng)登陸時，其余9個時段在臺風(fēng)登陸后；鲇魚9月27日23時至29日5時共10個時段出現(xiàn)了≥50 mm的短時強降水，落區(qū)主要位于溫州西南部，第1、2個時段在臺風(fēng)登陸前，其余8個時段在臺風(fēng)登陸后。這3個在閩南登陸的臺風(fēng)給溫州西南部都帶來了短時強降水，其開始時段在臺風(fēng)登陸前后，短時強降水的時段集中在臺風(fēng)登陸后。

3 500 hPa形勢場分析

利用NCEP 2.5°×2.5°日平均再分析資料對3個臺風(fēng)登陸前后的500 hPa形勢場進(jìn)行分析。3個臺風(fēng)登陸前后的500 hPa形勢場均較為穩(wěn)定，由于強降水時段起始于臺風(fēng)登陸前后，且主要集中在臺風(fēng)登陸后，因此著重分析臺風(fēng)登陸當(dāng)天的500 hPa日平均高度場(圖3)。尼伯特臺風(fēng)登陸前后副高較弱，588線始終沒有伸到大陸上，登陸當(dāng)天588線西脊點位于125°E，蒙古一帶為一個高壓脊。莫蘭蒂臺風(fēng)登陸前副高強盛，9月13日588線西脊點西伸到80°E，隨著臺風(fēng)向大陸靠近并登陸，副高斷裂成了東西兩環(huán)，14日貝加爾湖東側(cè)有一564的低壓中心，貝加爾湖至遼東半島一帶等壓線密集，冷空氣沿著等壓線密集帶源源不斷地輸送到華東沿海。鲇魚臺風(fēng)登陸前副高比較強盛，登陸當(dāng)天588線西脊點到達(dá)了95°E，內(nèi)蒙古一帶有一低壓槽，華北一帶等壓線密集，冷空氣沿此不斷輸送到華東沿海。莫蘭蒂和鲇魚登陸時500 hPa蒙古一帶存在冷低壓，冷空氣沿著等壓線密集帶不斷輸送到華東沿海，進(jìn)而侵入了臺風(fēng)環(huán)流，同時強盛的副高和逐漸靠近的臺風(fēng)之間加大的氣壓差利于急流產(chǎn)生和加強。

圖3 臺風(fēng)登陸當(dāng)天500 hPa日平均高度場(a)尼伯特7月9日，(b)莫蘭蒂9月14日，(c)鲇魚9月27日(單位：m)

4 850 hPa風(fēng)場和相對濕度

李傳祥等[11]對廈門至莆田登陸臺風(fēng)對溫州雨量影響進(jìn)行了研究后指出，臺風(fēng)登陸前24 h溫州850 hPa有東風(fēng)急流出現(xiàn)時，莆田至廈門登陸的臺風(fēng)將對溫州帶來明顯雨量影響。利用3小時更新的NASA可視化GEOS-5模擬資料(https://earth.nullschool.net/)中的850 hPa的風(fēng)和相對濕度資料進(jìn)行分析(圖略)，以處于溫州中部的瑞安風(fēng)速大小來代表溫州上空風(fēng)速。尼伯特登陸前后溫州上空始終沒有出現(xiàn)東風(fēng)急流，相對濕度≥90%的濕區(qū)范圍小。莫蘭蒂登陸前35 h溫州上空即出現(xiàn)了>14 m/s的東風(fēng)急流，登陸后5 h出現(xiàn)了19 m/s的峰值，其東風(fēng)急流一直持續(xù)到登陸后14 h，總計維持時間49 h；溫州上空相對濕度從9月10日8時起開始出現(xiàn)大范圍≥90%的濕區(qū)，一直維持至其登陸后17 h，維持時間共計134 h。鲇魚登陸前30 h溫州上空出現(xiàn)≥12 m/s的東風(fēng)急流，登陸前3 h其峰值達(dá)到了31 m/s，東風(fēng)急流一直持續(xù)到登陸后24 h，總計維持時間54 h；溫州上空相對濕度從9月27日5時起開始出現(xiàn)大范圍≥90%的濕區(qū)，一直維持至29日14時，維持時間共計57 h。圖4為3個臺風(fēng)登陸時的850 hPa風(fēng)場及相對濕度對比圖：尼伯特臺風(fēng)登陸時溫州中部的瑞安風(fēng)速大小為11.4 m/s，達(dá)不到急流標(biāo)準(zhǔn)，≥90%的濕區(qū)局限在溫州南部一小片范圍，這次臺風(fēng)過程暴雨區(qū)主要在蒼南、泰順兩地，與濕區(qū)對應(yīng)較好；莫蘭蒂臺風(fēng)登陸時瑞安風(fēng)速大小為17.5 m/s，≥90%的濕區(qū)除了東部沿海的一小片地方之外從南到北遍布溫州全境，這次臺風(fēng)過程東部沿海地區(qū)為大到暴雨，中西部地區(qū)為大暴雨和特大暴雨，與濕區(qū)的分布對應(yīng)較好；鲇魚臺風(fēng)登陸時瑞安風(fēng)速大小為30.6 m/s，≥90%的濕區(qū)除了東北部的樂清之外從南到北遍布溫州全境，尤其是溫州西南部為水汽的集中區(qū)，這次臺風(fēng)過程樂清過程雨量僅為大到暴雨，溫州西南部則下了特大暴雨，與濕區(qū)的分布對應(yīng)較好。莫蘭蒂和鲇魚臺風(fēng)850 hPa東風(fēng)急流和大范圍≥90%的濕區(qū)出現(xiàn)的時間提前量均在24 h以上。

圖4 臺風(fēng)登陸時850 hPa風(fēng)場及相對濕度圖(a)尼伯特7月9日14時(b)莫蘭蒂9月15日2時(c)鲇魚9月28日5時(圖中27.75。N、120.65。E處的小圓圈表示溫州中部的瑞安站所在位置，左下角表示該點的經(jīng)緯度、風(fēng)向、風(fēng)速和相對濕度值，陰影區(qū)表示相對濕度≥90%的濕區(qū)，白色流表示流場，線越密集表示風(fēng)速越大，箭頭表示溫州沿海急流方向)

5 風(fēng)廓線

洞頭風(fēng)廓線資料為逐6 min更新，為便于分析，采用整點資料。尼伯特臺風(fēng)期間風(fēng)廓線雷達(dá)資料缺失。莫蘭蒂臺風(fēng)：9月11日開始中低層即存在≥12 m/s的偏東急流，14日16時溫州開始出現(xiàn)≥20 mm/h的短時強降水，14日12時開始4000 m高空出現(xiàn)20 m/s的急流，并逐漸向下傳遞，16時傳遞到1500 m左右，1500 m的風(fēng)速從16 m/s突增到20 m/s，該量級一直維持到15日16時左右，之后風(fēng)速逐漸減小，15日11時1500 m左右轉(zhuǎn)西南偏南風(fēng)，但12時又馬上轉(zhuǎn)回東南偏南風(fēng)，17時1500 m左右開始穩(wěn)定地轉(zhuǎn)為西南偏南風(fēng)，1000 m以下穩(wěn)定地轉(zhuǎn)為南風(fēng)，16日6時左右洞頭上空風(fēng)速開始<12 m/s，16日9時溫州≥20 mm/h的短時強降水結(jié)束。鲇魚臺風(fēng)：9月26日8時左右洞頭上空開始出現(xiàn)≥12 m/s的偏東急流，之后急流風(fēng)速逐漸增大，至27日12時，1500 m左右風(fēng)速從24 m/s增加到28 m/s，1000 m以下出現(xiàn)了32 m的東風(fēng)急流，16時溫州開始出現(xiàn)≥20 mm/h的短時強降水，≥12 m/s的偏東急流一直維持到29日3時，8時開始轉(zhuǎn)西南風(fēng)，10時≥20 mm/h的短時強降水結(jié)束。從上述分析可以看出，莫蘭蒂和鲇魚臺風(fēng)短時強降水發(fā)生前，伴隨著低空急流的突增過程，短時強降水結(jié)束前急流已經(jīng)消失，急流風(fēng)向轉(zhuǎn)南或者西南方向并不能確認(rèn)短時強降水結(jié)束。注：雷達(dá)風(fēng)廓線風(fēng)速與NASA可視化GEOS-5模擬資料的風(fēng)速由于資料來源不同，風(fēng)速大小略有差異。

6 浙江省短臨天氣監(jiān)測和預(yù)報產(chǎn)品顯示平臺雨量檢驗

浙江省氣象臺開發(fā)的浙江省短臨天氣監(jiān)測和預(yù)報產(chǎn)品顯示平臺在基層的短臨預(yù)報服務(wù)中發(fā)揮了重要作用。本文對其逐10 min累加降水預(yù)報在3次臺風(fēng)過程中的應(yīng)用進(jìn)行了檢驗分析，由于基層一般都是在2、5、8、11、14、17、20、23時8個時次制作未來3 h的雨量預(yù)報產(chǎn)品，因此以這8個時次的產(chǎn)品檢驗為主，當(dāng)分析臺風(fēng)過程3 h的雨量中心時，則按實際起止時間進(jìn)行分析。以3 h出現(xiàn)預(yù)報雨量≥50 mm即暴雨橙色預(yù)警信號標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析(圖略)。尼伯特臺風(fēng)：7月9日11、14、17時4個時次溫州南部預(yù)報有個別地方出現(xiàn)≥50 mm/3h的強降水，實況是14—17、17—20時2個時段溫州南部有出現(xiàn)≥50 mm/3h的強降水；這段時間內(nèi)3 h最大雨強出現(xiàn)在泰順九峰為89.5 mm，時間為7月9日16～19時；此次強降水過程預(yù)報的起止時間基本準(zhǔn)確，落區(qū)略有偏差。莫蘭蒂臺風(fēng)：9月15日5時開始至16日2時都預(yù)報有≥50 mm/3h的強降水，16日5時后不再預(yù)報有≥50 mm/3h的強降水；實況是9月15日2時開始出現(xiàn)≥50 mm/3h強降水，16日5—8時，永嘉仍有6個站點出現(xiàn)≥50 mm/3h的強降水，8時后不再有強降水；這段時間內(nèi)溫州境內(nèi)共有60站次出現(xiàn)了≥100 mm/3h的強降水，最大出現(xiàn)在泰順雅陽為259.6 mm，時間為9月15日10—13時；此次強降水過程預(yù)報的起止時間基本準(zhǔn)確，落區(qū)略有偏差。鲇魚臺風(fēng)：9月27日23時至29日2時溫州境內(nèi)一直預(yù)報有≥50 mm/3h的強降水，29日5時后不再預(yù)報有≥50 mm/3h的強降水；實況是9月27日23時開始出現(xiàn)≥50 mm/3h的強降水，9月29日5時后≥50 mm/3h的強降水結(jié)束；這段時間內(nèi)溫州境內(nèi)共有58站次出現(xiàn)了≥100 mm/3h的強降水，最大的出現(xiàn)在文成周山為227.3 mm，時間為9月28日15—18時；此次強降水過程預(yù)報的起止時間準(zhǔn)確，落區(qū)上略有偏差。分析3次臺風(fēng)過程出現(xiàn)3 h最大雨強的3 h雨量預(yù)報及3 h雨量實況(圖略)可知，尼伯特臺風(fēng)：預(yù)報了泰順、文成、平陽、蒼南4縣交界處，蒼南東部海面及瑞安東部沿海3個雨量中心，雨量中心值分別為30.9 mm、24.4 mm和24.9 mm；跟實況對比4縣交界處的雨量中心位置預(yù)報準(zhǔn)確，預(yù)報雨量極值比實況極值偏小58.6 mm，約65%，預(yù)報位于蒼南東部海面及瑞安東部沿海的雨量中心合并西移到平陽東部沿海地區(qū)，預(yù)報雨量極值比實況極值偏小56 mm，約69%；強降水落區(qū)預(yù)報和實況都是分成東西兩處，形態(tài)上基本吻合。莫蘭蒂臺風(fēng)：預(yù)報≥50 mm/3 h的強降水落區(qū)覆蓋了泰順全境及文成的西南部，雨量中心值為85.7 mm，實況是泰順及文成全部出現(xiàn)了≥50 mm/3h的強降水，落區(qū)上略有偏差，預(yù)報雨量極值比實況極值偏小173.9 mm，約66%；預(yù)報≥50 mm/3h的強降水落區(qū)形態(tài)呈西北東南走向，實況落區(qū)形態(tài)呈南北向，基本吻合；鲇魚臺風(fēng)：預(yù)報≥50 mm/3h的強降水落區(qū)主要位于文成、泰順、平陽、蒼南4縣交界，雨量中心值為70 mm，實況是該雨量中心比預(yù)報的范圍要大，進(jìn)行了西北到東南方向的拉伸，預(yù)報雨量極值比實況極值偏小157.3 mm，約69%；預(yù)報的強降水落區(qū)形態(tài)為西北東南向，實況落區(qū)形態(tài)也是西北東南向，兩者基本吻合。綜上所述，3 h雨量預(yù)報對≥50 mm/3h的強降水預(yù)報起止時間基本準(zhǔn)確，落區(qū)基本準(zhǔn)確但略有偏差，形態(tài)基本吻合，預(yù)報雨量中心極值比實況極值偏小約65%～70%。

7 結(jié) 語

1)3個臺風(fēng)都在閩南登陸，但尼伯特對溫州影響小，而莫蘭蒂、鲇魚2個臺風(fēng)對溫州給溫州帶來了嚴(yán)重影響，3個臺風(fēng)雨量影響主要都集中在登陸后。

2)閩南登陸對溫州影響為輕度的尼伯特其登陸時強度為強熱帶風(fēng)暴，500 hPa在蒙古一帶存在高壓，850 hPa沒有出現(xiàn)東風(fēng)急流和大范圍≥90%的濕區(qū)；閩南登陸對溫州帶來嚴(yán)重雨量影響的莫蘭蒂、鲇魚臺風(fēng)登陸時強度為臺風(fēng)，500 hPa在蒙古一帶存在低壓，使得冷空氣沿著等壓線輸送到華東沿海，進(jìn)而侵入到臺風(fēng)環(huán)流，強盛的副高和逐漸靠近的臺風(fēng)之間加大的氣壓差利于急流產(chǎn)生和加強，850 hPa東風(fēng)急流和大范圍≥90%的濕區(qū)出現(xiàn)的時間提前量均在24 h以上。

3)莫蘭蒂、鲇魚2個臺風(fēng)短時強降水發(fā)生前，伴隨著低空急流的突增過程，短時強降水結(jié)束前急流已經(jīng)消失，急流風(fēng)向轉(zhuǎn)南或者西南方向并不能確認(rèn)短時強降水結(jié)束。

4)浙江省短臨天氣監(jiān)測和預(yù)報產(chǎn)品顯示平臺逐10 min更新的3 h雨量預(yù)報在尼伯特、莫蘭蒂、鲇魚3個臺風(fēng)影響期間對≥50 mm/3h的強降水預(yù)報起止時間基本準(zhǔn)確，落區(qū)基本準(zhǔn)確但略有偏差，形態(tài)吻合度較高，預(yù)報雨量中心極值比實況極值偏小約65%～70%，在實際預(yù)報服務(wù)中可適當(dāng)進(jìn)行訂正。

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