楊守懋，王娟懷，郭騰，王亞楠，郭飛云

（1.廣州市白云區(qū)氣象局，廣東廣州 510000；2.廣東省氣候中心，廣東廣州 510000；3.廣州市氣象局，廣東廣州 510000）

臺風暴雨是臺風災害的主要形式之一，其影響范圍廣、危害程度重，常常引發(fā)洪水、城市內(nèi)澇、滑坡、泥石流等一系列次生災害，造成巨大的經(jīng)濟損失及社會影響。臺風暴雨一直以來是氣象研究工作中的重點課題，李英［4]指出，在西風槽攜帶較強冷平流、正渦度平流配合槽前高空輻散的形勢下，臺風較容易維持和變性發(fā)展，從而影響降水的強度；程正泉等［5-6]指出，臺風的降水量受大陸環(huán)境大氣穩(wěn)定度、西南氣流的水汽輸送、下游高溫高濕的大氣影響，高空的強輻散場存在時登陸臺風往往會造成大范圍強降水。除此之外，臺風暴雨的強度及落區(qū)還受臺風本身強度、范圍、結(jié)構(gòu)以及大尺度環(huán)流、水汽供應、冷空氣、山脈地形、高空急流的位置和強弱及中尺度對流渦旋等的影響［7-14]。盡管目前對臺風暴雨的研究已取得很多成果，但臺風登陸后帶來暴雨的強度和分布預報難度仍較大。因此開展臺風登陸后暴雨研究，對防御臺風暴雨災害、減少人民生命財產(chǎn)損失具有重要意義。

針對1804號臺風“艾云尼”登陸后對廣州造成特大暴雨的原因，本研究主要分析該次特大暴雨前后的天氣背景、物理量特征等，了解該次臺風特大暴雨的成因，以期能為以后的業(yè)務工作提供一些借鑒和預報經(jīng)驗。本研究選用的資料為廣東省86個國家氣象站、302個區(qū)域自動氣象站的逐時降水、風速、風向資料；NCEP／NCAR（2.5°×2.5°）逐6 h再分析的要素場資料，廣州多普勒雷達基本反射率資料。

1 “艾云尼”臺風概況

臺風“艾云尼”在南海南部生成，2018年6月2日14：00（北京時，下同）加強為熱帶低壓，5日08：00加強為熱帶風暴，6日06：00在湛江徐聞沿海地區(qū)登陸，之后在雷州半島附近回旋，11：00移入瓊州海峽，14：50在?？谑醒睾Ｔ俅蔚顷?；7日20：30，“艾云尼”在陽江海陵島第3次登陸；9日02：00移入廣州市境內(nèi)，強度持續(xù)減弱，08：00在廣州北部一帶減弱消失，中央氣象臺停止對其編號。圖1為“艾云尼”路徑圖，受“艾云尼”影響，5日00：00—9日24：00，廣東省大部分市縣出現(xiàn)了暴雨到大暴雨，局部特大暴雨，廣東全省平均累計雨量214.2 mm，有47個氣象站錄得500 mm以上的累計雨量，有1 187個氣象站錄得250～500 mm的累計雨量，有973個氣象站錄得100～250 mm的累計雨量。臺風“艾云尼”是2018年登陸廣東的首個臺風，雖然登陸強度僅為熱帶風暴級，但具有“路徑復雜、近海加強、移動緩慢、生命史長、降雨量大”的特點。

圖1 1804號“艾云尼”臺風實時移動路徑及強度變化

廣州市于6月7日出現(xiàn)暴雨到大暴雨，8日出現(xiàn)特大暴雨，臺風“艾云尼”作為強度僅為熱帶風暴級別的臺風卻給廣州帶來特大暴雨，在歷史上較為少見。圖2為廣東86個國家氣象站、廣州302個區(qū)域自動氣象站在“艾云尼”影響廣州時的降水監(jiān)測資料，主要有兩段降水，第1時間段為7日00：00—20：00，“艾云尼”第3次登錄前在南海移動時外圍云系帶動西南季風北上帶來強降水，其中廣州市的南部，累積雨量100～200 mm，中部累積雨量50～100 mm，北部累計雨量＜50 mm。從預報情況來看，預報基本與實況相符，預報成功。第2時間段為8日01：00—9日04：00，臺風“艾云尼”在陽江登陸后其本體密蔽云區(qū)帶來的降水，其中廣州市的東部及北部山區(qū)，累積雨量300～400 mm，中部南部累積雨量150～300 mm，南部沿海平原累積雨量＜150 mm。雨量的分布北多南少，與廣州北高南低的地形一致，山區(qū)雨量多于沿海平原和內(nèi)陸，表現(xiàn)出臺風暴雨迎風坡降水量較大的分布特征。此段特大暴雨降水過程累計雨量大、雨強大，遠超預期，普遍漏報。本研究針對此段特大暴雨降水過程展開分析，探究其原因。

圖2 廣東省2018年6月7日00：00—20：00（a）和8日01：00—9日04：00（b）降水分布（單位：mm）

2 氣候背景及環(huán)流形勢

2018年5月中下旬廣東出現(xiàn)連續(xù)16 d的高溫炎熱少雨天氣，在“艾云尼”到來之前前汛期降水偏少50%，南海季風于6月第1候爆發(fā)，爆發(fā)偏晚，“艾云尼”在南海季風爆發(fā)的第1候生成登陸廣東，較常年（6月27日）偏早21 d，受“艾云尼”和南海季風爆發(fā)共同影響，廣東各地出現(xiàn)持續(xù)性強降水。

在500 hPa形勢圖（圖略）上西太平洋副熱帶高壓較常年脊線偏東，且繼續(xù)東退，“艾云尼”臺風位于副高西側(cè)，距離副高主體較遠，北側(cè)西風槽距離臺風主體較遠，其東西兩側(cè)均有高空反氣旋控制，處于高空鞍形場環(huán)境中，引導氣流較弱，致使其移動緩慢；東側(cè)的高空反氣旋給臺風向北的引導氣流，而西側(cè)的高空反氣旋則提供向南的引導氣流，東西兩側(cè)反氣旋的掣肘以及菲律賓東側(cè)熱帶系統(tǒng)的發(fā)展，使得它在雷州半島南部到海南北部逆時針打轉(zhuǎn)。而在6日14：55其在海南2次登陸后受東側(cè)外圍副熱帶高壓的弱引導氣流引導向偏北方向移動，使得其于7日夜間再次登陸陽江海陵島。

3 物理量場分析

3.1 水汽條件

從圖3的2019年6月8日對流層（1 000～300 hPa）整層積分水汽通量場可以看出，6月8日經(jīng)孟加拉灣的索馬里急流和和越赤道北上氣流不斷向南海輸送水汽，在“艾云尼”西南側(cè)，有一條西南季風水汽輸送帶，“艾云尼”東側(cè)，有一條偏東的水汽輸送帶，兩股暖濕氣流不斷向臺風內(nèi)部輸入能量，并隨著臺風北上，為“艾云尼”提供充足的水汽來源，珠江口正處于水汽輸送的大值區(qū)，且存在西南氣流與偏東氣流的輻合，這些都為廣州大暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽和能量。

圖3 6月8日對流層（1 000～300 hPa）整層積分水汽通量場（單位：kg·hPa-1·m-1·s-1）

3.2 假相當位溫

選擇廣州市的位勢中心附近點（23.2°N，113.5°E）作假相當位溫的高度-時間剖面圖（圖4）。

從圖4可以看出，7日00：00開始，地面至500 hPa高度范圍內(nèi)各層的假相當位溫均增大，假相當位溫的增大一直持續(xù)到8日20：00后，700 hPa高度層假相當位溫達到最大值350 K，隨后開始下降。假相當位溫的增大幅度與降雨強度的變化具有一致性，假相當位溫的增大對應著溫度、濕度的上升，表征著能量的增強，為暴雨的發(fā)生提供了充足的能量條件。

3.3 散度場

本研究對出現(xiàn)特大暴雨的6月8日沿廣州中線113.5°E經(jīng)線求散度的經(jīng)向-高度剖面圖，如圖5所示。由圖5可以看出，8日廣州上空600 hPa以下為風速輻合區(qū)，且上空600 hPa以上均有明顯輻散區(qū)與之配合，也就是始終維持著低層輻合、高層輻散形勢，這種配置即抽吸作用有利于上升運動維持。另外可以看出8日14：00前后低層相對散度降低，散度最低達到-1.6×10-5s-1，也即低層輻合增強、上升運動增強，強的上升運動有利于暴雨的產(chǎn)生，與實際降水強度變化一致。同樣渦度場也表現(xiàn)出低層正渦度、高層負渦度（圖略），再配合充沛的水汽輻合抬升條件，以及850 hPa西南季風與偏東風的輻合有利于特大暴雨的發(fā)生。其中8日廣州南部地區(qū)低層輻合較強，此時低層為較強的偏南氣流，在偏南氣流作用下，水汽輻合抬升過程中向北輸送，這也與雷達回波生成及移動的演變特征一致，同時在廣州北部地區(qū)高層輻散更為明顯，致使廣州北部雨強大于南部，出現(xiàn)特大暴雨。

圖5 2018年6月8日08：00（a）、14：00（b）、20：00（c）900～400 hPa沿113.5°E的散度（單位：10-5 s-1）經(jīng)向-高度剖面圖

4 雷達回波演變

分析廣州多普勒天氣雷達基本反射率1.5°仰角產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，6月8日特大暴雨雷達回波演變可分為3個階段。

第1階段：白云、花都強降水，6月8日13：00起帶狀雷達回波帶自西向東緩慢移動并不斷發(fā)展影響廣州，回波帶狀特征明顯，主要是由南側(cè)生成的單體隨著西南風場向東北移動并不斷合并加強形成，列車效應明顯，回波主要位于廣州西北部，回波強度普遍在35 dBz以上，其中14：00前后回波中心強度達到55～60 dBz。在整層西南風場的引導下，回波的移動方向為東北方向，同時回波西南側(cè)不斷有新的回波生成并入發(fā)展，在13：00—16：00整個降水雨帶也隨之呈東北走向，回波中心55～60 dBz的位置主要位于白云、花都及廣州城區(qū)北部，這些地方在15：00均錄得時降水量超過80 mm的強降水。

第2階段：番禺、廣州城區(qū)強降水，16：00—20：00，西南側(cè)新生成的單體不斷合并發(fā)展為一條新的帶狀回波，回波中心55～60 dBz的位置位于廣州中南部，番禺、廣州城區(qū)一帶，并向東北移動，番禺、廣州城區(qū)分別在18：00、19：00錄得時降水量超過50 mm的短時強降水。

第3階段：從化、增城強降水，20：00后回波略減弱并繼續(xù)東北移，此時回波中心50～55 dBz的位置位于從化、增城一帶，從化在22：00錄得時降水量達30 mm的強降水。

5 結(jié)論

1）該次特大暴雨降水分布北多南少，與廣州北高南低的地形基本一致，山區(qū)雨量多于沿海平原和內(nèi)陸，表現(xiàn)出臺風暴雨迎風坡降水量較大的分布特征，產(chǎn)生降水的云系主要是“艾云尼”本體對流沿切向發(fā)展的較強螺旋云帶。

2）通過對環(huán)流背景場分析，認為“艾云尼”處于高空鞍形場環(huán)境中，引導氣流較弱，致使其移動緩慢，并在兩股引導氣流的作用下在雷州半島南部到海南北部逆時針打轉(zhuǎn)。6月6日在海南2次登陸后受東側(cè)外圍副熱帶高壓的弱引導氣流引導向偏北方向移動，使得其于7日夜間再次登陸陽江海陵島。西南季風與偏東氣流2條水汽輸送帶為“艾云尼”提供充足的水汽，有利于該次特大暴雨的產(chǎn)生。

3）低層輻合、高層輻散的“抽吸”作用為特大暴雨的產(chǎn)生提供強有力的動力抬升條件，8日14：00廣州南部低層輻合更強、北部高層輻散更強，在強勁的偏南氣流作用下水汽向北輸送，致使北部雨強更大。6月8日特大暴雨出現(xiàn)時假相當位溫增大幅度與降雨強度的變化具有一致性。

4）“6·8”特大暴雨第1階段是由帶狀回波向東緩慢移動并合并新生回波單體所產(chǎn)生的降水；第2階段的大暴雨是由南側(cè)穩(wěn)定少動的塊狀強回波單體發(fā)展合并形成的帶狀回波產(chǎn)生的降水；第3階段的強降水是由帶狀回波的東移合并造成。