劉玉嬌，林 虹, 裴永燕

（1.牡丹江市氣象局，黑龍江 牡丹江157000；2.黑龍江省農(nóng)墾建三江管理局氣象臺，黑龍江 富錦 156300）

1 引言

臺風(fēng)是影響中國的重要天氣系統(tǒng)之一， 影響我國的臺風(fēng)災(zāi)害具有發(fā)生頻率高、突發(fā)性強、群發(fā)性顯著、影響范圍廣、成災(zāi)強度大等特點，這類災(zāi)害主要由臺風(fēng)帶來的狂風(fēng)、暴雨、暴潮及其引發(fā)的災(zāi)害鏈所造成。 臺風(fēng)災(zāi)害不僅造成大批人員傷亡，而且對中國各個經(jīng)濟部門都有嚴(yán)重影響。 黑龍江省雖然是受臺風(fēng)影響較小省份之一， 但受大尺度環(huán)流背景和地形作用影響， 臺風(fēng)帶來的影響也很明顯， 尤其是2012年“布拉萬”對黑龍江省的影響為近年來最顯著的一次。 因此，為了更好提供歷史參照，對每一次臺風(fēng)過程的歸納總結(jié)是很有必要的。

2 風(fēng)雨概況及特點

2.1 風(fēng)雨實況

第9 號臺風(fēng)“美莎克”：9 月2-4 日牡丹江地區(qū)自東南向西北方向產(chǎn)生降雨天氣， 降水主要集中在2日夜間-3 日白天。牡丹江西部和東南部出現(xiàn)暴雨，局部大暴雨（圖1a）。 區(qū)域內(nèi)平均降雨量為51.5 mm，最大累積降雨量出現(xiàn)在海林市梨樹溝為171.4 mm，最強小時降雨出現(xiàn)在海林市梨樹溝，3 日14-15 時32.8 mm/h。降雨同時全區(qū)伴隨有6-7 級東南風(fēng)，陣風(fēng)風(fēng)力達9-11 級，極大風(fēng)速達32.1 m/s（東寧本站，突破歷史極值）。

圖1 臺風(fēng)(a)“美莎克”和(b)“海神”降水實況圖

第10 號臺風(fēng)“海神”：9 月7 日-8 日10 時，牡丹江地區(qū)自東南向西北方向出現(xiàn)暴雨天氣 （圖1b），主要降水時段7 日下午至夜間。 區(qū)域內(nèi)平均降雨量57.6 mm， 最大降雨量出現(xiàn)在綏芬河市本站為148.2 mm， 最大雨強出現(xiàn)在寧安市石巖，7 日19-20 時27 mm/h。 平均風(fēng)力5-6 級，陣風(fēng)7-9 級，極大風(fēng)速出現(xiàn)在東寧27.8 m/s。

2.2 主要特點

移動路徑相近，登陸地點一致，強度先增強再減弱。 “美莎克”生成后在原地回旋，后轉(zhuǎn)向西北方向移動。 “海神”生成后先向西移動，然后向西北北方向移動。 “美莎克”和“海神”均在韓國慶尚南道沿海附近登陸， 繼續(xù)向西北方向移動， 在吉林和龍市再次登陸。 而后在哈爾濱市五常市附近移入黑龍江省。

影響區(qū)域高度疊加。 “美莎克”和“海神”先后北上，受其影響海林大部、寧安西部、綏芬河大部強降水區(qū)域高度疊加， 局部累計降水量達200 mm 以上，最大累計雨量海林梨樹溝262.3 mm。

風(fēng)雨較強，突破歷史極值。 受“美莎克”影響，東寧本站瞬時風(fēng)力達32.1 m/s（11 級），突破歷史極值。受“海神”影響，綏芬河本站日降水量達147.8 mm，突破歷史極值。

3 高空環(huán)流形勢分析

圖2 （a）8 月29 日08 時,（b）9 月1 日08 時，（c）9 月2 日20 時,（d）9 月3 日08 時“美莎克”500 hPa 高空環(huán)流形勢場

臺風(fēng)“美莎克”：于8 月28 日17 時在菲律賓以東西太平洋洋面上生成。 此時東亞中高緯地區(qū)為“兩脊一槽”的環(huán)流形勢，588 線北抬至吉林東部一帶，高空多短波槽活動。 29 日08 時（圖2a）中高緯度冷暖空氣輸送加強，形成阻塞形勢。 588 線西伸至110°E附近，臺風(fēng)在原地回旋。 9 月1 日08 時（圖2b）副高減弱，588 線東退至130°E， 臺風(fēng)沿著副高西側(cè)偏南氣流向北移動。 此時中高緯貝加爾湖附近短波槽發(fā)展加深成長波槽并向東移動至內(nèi)蒙古東部。至9 月2日20 時（圖2c）高空槽線移至渤海灣附近，臺風(fēng)中心位于韓國南部。 牡丹江地區(qū)開始產(chǎn)生降水天氣。

9 月3 日08 時（圖2d）高空槽加深形成冷渦南壓至渤海灣，-16 ℃冷中心落后于低渦， 臺風(fēng)中心位于朝鮮半島附近，冷渦向臺風(fēng)西南側(cè)輸送冷空氣。 臺風(fēng)開始變性逐漸減弱為溫帶氣旋， 繼續(xù)向西北方向移動。 移動過程中渤海灣附近冷空氣繼續(xù)向東北地區(qū)輸送，牡丹江此時東部有偏東向的暖濕平流，冷暖平流交匯，形成鋒區(qū)，降水強度明顯加大。

圖3 （a）9 月6 日20 時,（b）7 日08 時和（c）20 時,（d）8 日08 時“海神”500 hPa 高空環(huán)流形勢場

臺風(fēng)“海神”：于9 月1 日在日本以南洋面生成。在登陸前，吸入大量干冷空氣，減弱速度加快。 6 日20 時（圖3a）中高緯地區(qū)為“兩槽一脊”的環(huán)流形勢，在烏拉爾山附近和鄂霍次克海北部存在深厚的冷渦系統(tǒng)，貝加爾湖附近有一阻塞高壓形成，將冷空氣輸送至黑龍江省北部地區(qū)和華北地區(qū)，588 線東退北抬至45°N、140°E 附近，臺風(fēng)沿著副高西側(cè)偏南氣流向西北移動。 7 日08 時（圖3b）烏拉爾山附近冷渦加強，冷空氣輸送加強，臺風(fēng)西側(cè)開始有冷空氣入侵，日本海高壓亦加強形成閉合中心， 臺風(fēng)沿東南氣流向西北移動， 牡丹江東部產(chǎn)生降水天氣。 7 日20 時（圖3c）在華北地區(qū)有-12 ℃冷中心向臺風(fēng)西側(cè)輸送冷空氣，貝加爾湖附近脊加強并向東北方向發(fā)展，日本海高壓維持少動，溫帶氣旋移動逐漸緩慢。 8 日08時（圖3d）隨著西北側(cè)干冷空氣的入侵，系統(tǒng)逐漸減弱，降水強度也大大減小。

4 物理條件分析

4.1 水汽條件

水汽通量可以很好的追蹤水汽來源和水汽輸送軌跡[1]。 500 hPa 水汽通量場上來看（圖略），兩次臺風(fēng)的主要水汽來源均來自日本海及渤海地區(qū)。 但“美莎克”水汽輸送強度強于“海神”。 主要是因為“美莎克”除了自身外圍云系的水汽輸送外， 還有來自剛剛形成的“海神”外圍云系的水汽輸送。 兩次臺風(fēng)過程在吉林延邊自治州地區(qū)均有明顯的水汽通量輻合，大面積降水出現(xiàn)在水汽通量輻合區(qū)附近。 另外從水汽通量場水汽通量＞30 g/cm hPa.s 的大值區(qū)來看，持續(xù)時間長且強度強，與水汽通量輻合配合較好。 可見強的水汽通量輻合和充足的水汽輸送是強降水形成和維持的必要條件。

4.2 動力條件

“美莎克”：從850 hPa 風(fēng)場上來看，9 月3 日08時牡丹江處于臺風(fēng)北部東南氣流控制中， 并有風(fēng)向風(fēng)速的輻合。 此時綏芬河處于低空急流軸附近。200 hPa 高空場上牡丹江地區(qū)處于高空急流軸的右側(cè)輻散區(qū)。

“海神”：7 日20 時臺風(fēng)位于朝鮮半島附近。 200 hPa 風(fēng)場上， 牡丹江地區(qū)處于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，有動力輻散作用。 850 hPa 上有東南急流從東寧進入牡丹江地區(qū)，伴有風(fēng)速的輻合。

從風(fēng)流場上來看(圖略)，高空均是處于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，低層處于低空急流的出口區(qū)附近。 低層輻合、高層輻散作用，便于水汽向上垂直輸送，對暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展十分有利。 另外在兩次臺風(fēng)過程中，綏芬河低層均處于東南急流出口區(qū)附近，較利于暴雨天氣過程的產(chǎn)生。

4.3 熱力條件

θse能在一定程度上反映不穩(wěn)定能量，當(dāng)?shù)蛯应萻e水平梯度足夠大時，說明有強能量鋒區(qū)存在，有利于強降水天氣的發(fā)生和發(fā)展[2]。 從圖4 知：兩次臺風(fēng)過程均有能量鋒區(qū)形成，伴隨鋒區(qū)的形成，降水強度明顯加大，且強降水區(qū)域在鋒區(qū)附近。

低層不穩(wěn)定能量的存在，利于層結(jié)不穩(wěn)定，為臺風(fēng)暴雨天氣發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。

圖4 （a）9 月3 日08 時和（b）9 月7 日20 時850 hPa假相當(dāng)位溫模式預(yù)報場（單位：K)

4.4 地形作用

由于地表摩擦作用，臺風(fēng)登陸后，降水強度也會隨之減弱。 但是地形的抬升作用在一定時間內(nèi)也能夠增加臺風(fēng)降水[3]。 迎風(fēng)地形的強迫抬升和強迫輻合可使臺風(fēng)降水明顯增加。

兩次臺風(fēng)過程在綏芬河和海林西部地區(qū)產(chǎn)生局地大暴雨天氣，地形輻合抬升起了一定的作用。 牡丹江地形以山地和丘陵為主， 西部與哈爾濱交界處有南北向張廣才嶺山脈，海林西南部老禿頂子山，最高海拔為1687 m。兩次臺風(fēng)過程以偏東或東南風(fēng)為主。在牡丹江西部張廣才嶺東側(cè)迎風(fēng)坡， 風(fēng)與山脈基本呈正交形勢，有利于氣流抬升。

綏芬河地區(qū)三面環(huán)山，有向東開口的“簸箕”地形，東南或偏東氣流進入內(nèi)陸后由于地形摩擦作用，風(fēng)向轉(zhuǎn)變，發(fā)展出一些中小尺度環(huán)流，輻合抬升進一步加強，從而促使雨量明顯加大。 地形引起的中小尺度系統(tǒng)對綏芬河地區(qū)強降水的產(chǎn)生有明顯的增幅效應(yīng)。

5 思考與小結(jié)

（1） 兩次臺風(fēng)過程在中高緯度環(huán)流形勢不同：“美莎克”為“兩脊一槽”形勢，“海神”為“兩槽一脊”形勢。 但副高均北抬東退至日本海附近并形成閉合中心，形成阻塞形勢，利于臺風(fēng)沿氣流北上。

（2） 兩次臺風(fēng)過程冷空氣均在華北地區(qū)入侵，“美莎克”冷中心強度大于“海神”。 在臺風(fēng)北上過程中冷暖空氣交匯，在牡丹江地區(qū)形成能量鋒區(qū)，有利于暴雨天氣的維持和發(fā)展。

（3）臺風(fēng)北上過程中，牡丹江處于高空急流入口區(qū)左側(cè)，低空急流出口區(qū)左側(cè)，高低空動力條件配置利于水汽的垂直輸送， 為暴雨的發(fā)生提供了強有力的抬升機制。

（4）兩次臺風(fēng)的主要水汽來源均來自日本海及渤海地區(qū)。但“美莎克”水汽輸送強度強于“海神”。主要是因為“美莎克”除自身外圍云系的水汽輸送外，還有來自剛剛形成的“海神”外圍云系的水汽輸送。

（5）地形抬升作用對暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展起到一定的增幅作用，特別是綏芬河“簸箕”地形引發(fā)的中小尺度環(huán)流，使得大氣輻合抬升進一步加強，對局地大暴雨天氣過程起到了明顯的增幅作用。