梁 軍，馮呈呈，張勝軍，劉曉初，張黎紅，李婷婷

(1.遼寧省大連市氣象臺(tái)，遼寧 大連 116001；2.中國(guó)氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081)

引 言

1971—2017年遼東半島全區(qū)性大暴雨大多由北上熱帶氣旋(TC)與西風(fēng)帶冷空氣相互作用變性所引發(fā)，占變性臺(tái)風(fēng)總數(shù)的50.0%[1-2]。這類(lèi)臺(tái)風(fēng)暴雨通常出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)與西風(fēng)槽相互作用過(guò)程中，在此過(guò)程中若有低空急流將水汽輸送至中緯度槽前，則有利于TC的維持和大范圍強(qiáng)降水的產(chǎn)生[3-6]；TC與西風(fēng)槽相互作用，有的獲得斜壓能量變性加強(qiáng)(變性加強(qiáng)率為26.5%，略高于西北太平洋TC的變性加強(qiáng)率25.0%)，激發(fā)中尺度對(duì)流系統(tǒng)(MCS)，增加降水強(qiáng)度[7-10]，有的則快速填塞，降水持續(xù)時(shí)間較短；若有多個(gè)臺(tái)風(fēng)相互作用，臺(tái)風(fēng)路徑、強(qiáng)度和降水受TC、副熱帶高壓、西風(fēng)帶冷槽等多個(gè)系統(tǒng)影響，環(huán)境因素更為復(fù)雜[11-13]。臺(tái)風(fēng)變性的不同時(shí)期對(duì)所經(jīng)地區(qū)降水產(chǎn)生的影響不同，即便路徑相似、變性時(shí)期相同的臺(tái)風(fēng)所引發(fā)的降水也不盡相同[14-15]，因此北上TC與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用下其路徑、強(qiáng)度和降水的預(yù)報(bào)技術(shù)一直是預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中的難點(diǎn)。

2018年的1818號(hào)臺(tái)風(fēng)“溫比亞”(Rumiba)于8月中旬北上影響遼東半島，降水期間與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用，變性加強(qiáng)，遼東半島南部的大連地區(qū)從8月19日凌晨開(kāi)始至20日20:00(北京時(shí)，下同)，全市平均降雨量達(dá)190.7 mm，突破了日平均降雨量歷史極值，其中4個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站日降水量突破該站有完整氣象記錄以來(lái)歷史極值。此次強(qiáng)降水發(fā)生在多系統(tǒng)相互作用的復(fù)雜過(guò)程中，MCS非?；钴S，不斷有對(duì)流云團(tuán)生成，造成該地區(qū)暴雨積累成災(zāi)，其變化規(guī)律和發(fā)生發(fā)展機(jī)理變得更為復(fù)雜[16]，加之模式預(yù)報(bào)的不確定性，更加劇了預(yù)報(bào)難度。本文利用中國(guó)氣象局熱帶氣旋年鑒、常規(guī)和非常規(guī)氣象觀測(cè)資料、FY-2G衛(wèi)星的云頂亮溫(TBB)和歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)中心ERA-Interim全球再分析資料(水平分辨率0.125°×0.125°)，針對(duì)遼東半島臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降水過(guò)程，分析影響其路徑、強(qiáng)度和降水的天氣尺度環(huán)流背景及有利于中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展的環(huán)境條件，以期為今后北上變性加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降水業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)提供參考。

1 臺(tái)風(fēng)概況和降水實(shí)況

1818號(hào)臺(tái)風(fēng)“溫比亞”于2018年8月14日14:00在琉球群島南部洋面上生成，生成后向西北方向移動(dòng)，靠近杭州灣附近強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，17日早晨在杭州灣北部登陸上海市(浦東新區(qū)南部沿海登陸)，強(qiáng)度減弱為熱帶風(fēng)暴后繼續(xù)向西北偏西方向移動(dòng)，18日14:00在河南南部進(jìn)一步減弱為熱帶低壓并于19日早晨轉(zhuǎn)向東北方向移動(dòng)，20日早晨經(jīng)黃河入?？谶M(jìn)入渤海，加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴后向東北偏東方向移動(dòng)，20日夜間在朝鮮西北部海域消失[圖1(a)]。

遼東半島降水期間，“溫比亞”由熱帶低壓加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴，臺(tái)風(fēng)中心海平面氣壓由19日20:00的998 hPa降至20日14:00的990 hPa[圖1(b)]，近中心最大風(fēng)速由13 m·s-1增至20 m·s-1。遼東半島南部從8月19日凌晨開(kāi)始至20日白天，普降大暴雨，局部特大暴雨[圖1(a)]。大連市207個(gè)測(cè)站中，有21個(gè)測(cè)站出現(xiàn)特大暴雨(降雨量大于250 mm)，有181個(gè)測(cè)站出現(xiàn)大暴雨(降雨量為100～250 mm)，其余5站也現(xiàn)暴雨(雨量大于50 mm)。最大降雨量346.6 mm出現(xiàn)在大連南部旅順的董砣子村(38.84°N，121.15°E)。此次大暴雨評(píng)估為一級(jí)暴雨災(zāi)害，屬最嚴(yán)重級(jí)別。

圖1 2018年8月19日08:00至20日20:00實(shí)況累計(jì)降水量(等值線，單位：mm)與臺(tái)風(fēng)“溫比亞”路徑(a)及臺(tái)風(fēng)影響遼東半島期間“溫比亞”的中心海平面氣壓和近中心最大風(fēng)速變化(b)Fig.1 The observed rainfall (isolines, Unit: mm) from 08:00 BST 19 to 20:00 BST 20 August 2018 and the typhoon Rumiba moving track (a), sea level pressure of the typhoon center and maximum wind speed near the typhoon center with 6 h interval (b)

2 路徑預(yù)報(bào)分析

國(guó)家氣象中心基于GRAPES-MESO開(kāi)發(fā)的中尺度區(qū)域臺(tái)風(fēng)模式(GRAPES-TYM)、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心高分辨率預(yù)報(bào)系統(tǒng)(ECMWF)、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心全球預(yù)報(bào)系統(tǒng)(GFS)模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)“溫比亞”登陸后向西北偏西方向移動(dòng)的路徑預(yù)報(bào)基本一致，均預(yù)報(bào)了19日 “溫比亞”由西北轉(zhuǎn)向東北方向移動(dòng)，但轉(zhuǎn)向時(shí)間和轉(zhuǎn)向點(diǎn)不盡相同(圖略)。GRAPES-TYM模式預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)向時(shí)間(19日05:00)與實(shí)況一致，但轉(zhuǎn)向點(diǎn)較實(shí)際位置偏北1個(gè)緯度，轉(zhuǎn)向后向東北偏北方向移動(dòng)(觀測(cè)路徑轉(zhuǎn)向后向東北移動(dòng))；ECMWF模式預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)向時(shí)間、轉(zhuǎn)向點(diǎn)與GRAPES-TYM模式相似，但轉(zhuǎn)向后向東北方向移動(dòng)，更接近觀測(cè)路徑；GFS模式預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)向時(shí)間比實(shí)際提前約3 h，轉(zhuǎn)向點(diǎn)較實(shí)際位置偏東接近1個(gè)經(jīng)度，轉(zhuǎn)向后向東北偏東方向移動(dòng)。造成“溫比亞”在河南南部的轉(zhuǎn)向點(diǎn)及轉(zhuǎn)向后移動(dòng)路徑預(yù)報(bào)偏差的主要原因，一方面低估了西風(fēng)槽和華北地區(qū)高壓脊對(duì)臺(tái)風(fēng)西進(jìn)的阻擋作用，另一方面低估了位于日本附近的副熱帶高壓和東北地區(qū)高壓對(duì)臺(tái)風(fēng)向北的引導(dǎo)作用。下面從環(huán)流背景對(duì)其進(jìn)行具體分析，由于ECMWF模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品更接近觀測(cè)實(shí)況，所以以下分析均基于歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)中心ERA-Interim全球再分析資料。

2.1 西風(fēng)槽的影響

“溫比亞”影響遼東半島期間(圖2)，東亞中高緯度兩脊一槽的環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定維持，東部由于1819號(hào)臺(tái)風(fēng)“蘇力”的托舉作用，促使副高維持在日本海附近，其與東北地區(qū)的高壓脊形成近南北向的高壓帶；貝加爾湖地區(qū)的高空槽區(qū)有弱冷空氣東南移，逆時(shí)針卷入臺(tái)風(fēng)西側(cè)，致使華北南部地區(qū)的高空槽發(fā)展加強(qiáng)、穩(wěn)定維持，這種穩(wěn)定的環(huán)流形勢(shì)，既阻擋了“溫比亞”的西進(jìn)，又有利于其北上。

2.2 副熱帶高壓和大陸高壓的影響

隨著1819號(hào)臺(tái)風(fēng)“蘇力”的西北移，副高持續(xù)向西北擴(kuò)展，“溫比亞”登陸后繼續(xù)西行，19日02:00，其中心緯度與副高脊線接近，臺(tái)風(fēng)停滯少動(dòng)[圖2(a)]，05:00臺(tái)風(fēng)中心越過(guò)副高脊線，臺(tái)風(fēng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向；19日08:00至20日02:00[圖2(b)、圖2(c)]，大陸高壓由青海東移至華北西部，阻擋了臺(tái)風(fēng)的繼續(xù)西進(jìn)，與此同時(shí)，發(fā)展的西風(fēng)槽東側(cè)與副高之間的偏南風(fēng)氣流加強(qiáng)，“溫比亞”在加強(qiáng)的偏南氣流引導(dǎo)下，快速向NNE方向移動(dòng)；20日02:00后[圖2(d)]，貝加爾湖地區(qū)高空槽區(qū)的弱冷空氣繼續(xù)向東南擴(kuò)散至遼東半島西北部，維持在東北地區(qū)的高壓東移南落，引導(dǎo)氣流由東北偏北風(fēng)轉(zhuǎn)為東北偏東風(fēng)，臺(tái)風(fēng)在黃河入海口附近移入渤海向ENE移動(dòng)，此間對(duì)遼東半島產(chǎn)生影響。

圖2 2018年8月19日02:00(a)和08:00(b)、20日02:00(c)和08:00(d)500 hPa位勢(shì)高度場(chǎng)(實(shí)線，單位：gpm)和風(fēng)矢量場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1)(三角形為遼東半島；圓點(diǎn)為臺(tái)風(fēng)中心，下同)Fig.2 The 500 hPa geopotential height (solid lines, Unit: gpm) and wind vector (arrows, Unit: m·s-1) fieldsat 02:00 BST 19 (a), 08:00 BST 19 (b), 02:00 BST 20 (c) and 08:00 BST 20 (d) August 2018(The triangles represent the Liaodong Peninsula and the dots indicate the typhoon center location，the same as below)

3 強(qiáng)度預(yù)報(bào)分析

各模式對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸后的強(qiáng)度均預(yù)報(bào)登陸后快速衰減，進(jìn)入渤海后增強(qiáng)，強(qiáng)度變化趨勢(shì)預(yù)報(bào)接近實(shí)況，但登陸后實(shí)況強(qiáng)度緩慢減弱,入海后預(yù)報(bào)增強(qiáng)時(shí)間較實(shí)況延遲6 h左右，且強(qiáng)度較實(shí)況均偏弱，遼東半島降水期間“溫比亞”的中心海平面氣壓預(yù)報(bào)較實(shí)況高2～8 hPa?！皽乇葋啞睆?qiáng)度衰減緩慢和進(jìn)入渤海后強(qiáng)度快速增強(qiáng)的原因與以下幾個(gè)方面相關(guān)。

3.1 環(huán)境場(chǎng)的影響

“溫比亞”影響遼東半島期間，在對(duì)流層低層850 hPa上，其與日本海附近的副高及臺(tái)風(fēng)“蘇力”之間形成的東南風(fēng)低空急流[圖3(a)、圖3(b)]，將我國(guó)東部海域的水汽不斷向北輸送，“溫比亞”獲得持續(xù)的水汽輸送而衰減緩慢。

與此同時(shí)，200 hPa西風(fēng)槽前存在一支高空急流[圖3(c)、圖3(d)]，臺(tái)風(fēng)東北移動(dòng)與中緯度高空槽靠近，20日08:00已移至急流軸南側(cè)，高低空急流在高空急流入口區(qū)上升支環(huán)流圈內(nèi)耦合，高層強(qiáng)輻散中心迭置在低層輻合中心上空，有利于“溫比亞”的發(fā)展加強(qiáng)。

3.2 冷空氣的影響

過(guò)臺(tái)風(fēng)中心的溫度距平緯向垂直剖面(圖4)顯示，8月19日08:00臺(tái)風(fēng)中心上空至700 hPa已侵入冷空氣[圖4(a)]，暖中心在500 hPa以上，暖心結(jié)構(gòu)隨高度向東傾斜；臺(tái)風(fēng)中心附近342 K的冷中心與其東側(cè)357 K的暖中心形成半暖半冷結(jié)構(gòu)[圖5(a)]，氣旋性環(huán)流中假相當(dāng)位溫等值線密集，說(shuō)明“溫比亞”已變性。20日08:00，臺(tái)風(fēng)中心上空均為正的溫度距平，700 hPa以下臺(tái)風(fēng)中心以東的溫度明顯高于其西側(cè)[圖4(b)]，形成東暖西冷的溫度結(jié)構(gòu)，斜壓性增強(qiáng)，其低層環(huán)流內(nèi)有圍繞臺(tái)風(fēng)中心的環(huán)形鋒帶[圖5(b)]，之后的6 h內(nèi)，低層溫度明顯下降，高層增暖顯著，斜壓位能及潛熱釋放有利于臺(tái)風(fēng)低壓的發(fā)展，臺(tái)風(fēng)西側(cè)和東北側(cè)冷暖鋒特征明顯，變性臺(tái)風(fēng)發(fā)展到最強(qiáng)。

圖3 2018年8月19日08:00(a，c)與20日08:00(b，d)850 hPa風(fēng)矢量(箭頭，單位：m·s-1，陰影區(qū)水汽通量大于等于10 g·hPa-1·cm-1 ·s-1)和水汽通量散度場(chǎng)(等值線，單位：g·hPa-1·cm-2 ·s-1)(a，b)及 200 hPa風(fēng)場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1，陰影區(qū)風(fēng)速大于等于25 m·s-1)、高度場(chǎng)(實(shí)線，單位：gpm)和散度場(chǎng)(虛線，單位：10-5 s-1，虛線散度大于等于1×10-5 s-1)(c，d) Fig.3 The 850 hPa wind vector (arrows, Unit: m·s-1, shaded areas for vapor flux equal to or greater than 10 g·hPa-1·cm-1 ·s-1) and vapor flux divergence field (lines, Unit: g·hPa-1·cm-2 ·s-1) (a，b), and the 200 hPa wind field (arrows, Unit: m·s-1, shaded areas for wind speed equal to or greater than 25 m·s-1) and geopotential height field (solid lines, Unit: gpm) and divergence field (dashed lines, Unit: 10-5 s-1, dashed lines for divergence equal to or greater than 1×10-5 s-1 ) (c，d) at 08:00 BST 19 (a, c) and 08:00 BST 20 (b, d) August 2018

圖4 2018年8月19日08:00過(guò)臺(tái)風(fēng)中心33.3°N(a)和20日08:00過(guò)臺(tái)風(fēng)中心37.9°N(b)的溫度距平(單位：℃)緯向垂直剖面Fig.4 Zonal profiles of temperature anomaly (Unit: °C) along 33.3°N at 08:00 BST 19 (a) and along 37.9°N at 08:00 BST 20 (b) August 2018

圖5 2018年8月19日08:00(a)和20日08:00(b)850 hPa風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢，單位：m·s-1)和假相當(dāng)位溫(實(shí)線，單位：K)Fig.5 The 850 hPa wind field (arrows, Unit: m·s-1) and pseudo-equivalent potential temperature (solid lines, Unit: K) at 08:00 BST 19 (a) and 08:00 BST 20 (b) August 2018

4 降水預(yù)報(bào)分析

臺(tái)風(fēng)降水是路徑和強(qiáng)度的綜合體現(xiàn)，路徑和強(qiáng)度出現(xiàn)偏差，降水預(yù)報(bào)隨之也有一定的偏差。下面基于三個(gè)模式的降水預(yù)報(bào)及實(shí)況24 h降水量，分析其降水的預(yù)報(bào)能力。

由8月19日20:00至20日20:00實(shí)況降水強(qiáng)度和分布(圖6)可以看出，大暴雨及以上的強(qiáng)降水帶有兩條，一條在遼東半島，一條在山東半島西部。對(duì)遼東半島強(qiáng)降水區(qū)，GRAPES-TYM的72 h預(yù)報(bào)出現(xiàn)漏報(bào)，48 h和24 h預(yù)報(bào)的降水明顯加強(qiáng)，隨著預(yù)報(bào)時(shí)效的臨近模式降水預(yù)報(bào)向大調(diào)整，但遼東半島南部的特大暴雨出現(xiàn)漏報(bào)；ECMWF模式對(duì)于大暴雨及以上量級(jí)的降水落區(qū)預(yù)報(bào)較實(shí)況偏西，48 h遼東半島降水預(yù)報(bào)較72 h增強(qiáng)，但強(qiáng)降水中心均在渤海西岸，24 h預(yù)報(bào)遼東半島大暴雨區(qū)域擴(kuò)大，但特大暴雨區(qū)消失，降雨量臨近調(diào)小，特大暴雨出現(xiàn)漏報(bào)；GFS模式預(yù)報(bào)的強(qiáng)降水范圍較實(shí)況偏小，大暴雨及以上量級(jí)的降水落區(qū)預(yù)報(bào)較實(shí)況偏北，模式臨近預(yù)報(bào)特大暴雨區(qū)消失，雨帶略向南調(diào)。綜合分析表明，GRAPES-TYM和ECMWF的預(yù)報(bào)最接近實(shí)況，特別是ECMWF的24 h預(yù)報(bào)，遼東半島和山東半島的2個(gè)強(qiáng)降水區(qū)均有較出色的表現(xiàn)。

圖6 2018年8月19日20:00至20日20:00 實(shí)況累計(jì)降水及GRAPES模式、ECMWF模式、GFS模式72 h、48 h、24 h預(yù)報(bào)降水(單位：mm)Fig.6 The observed 24 h rainfall from 20:00 BST 19 to 20:00 BST 20 August and rainfall forecasted by GRAPES, ECMWF and GFS models for 72 h, 48 h and 24 h (Unit: mm)

各模式24 h均預(yù)報(bào)遼東半島降水量在50～200 mm之間，而實(shí)況遼東半島普降大暴雨，東部和南部特大暴雨，降水偏強(qiáng)的原因初步分析如下。

4.1 中尺度云團(tuán)變化特征

分析TBB和850 hPa流場(chǎng)(圖7)可以看出，8月19日08:00至20日02:00，“溫比亞”由河南移至黃河入海口附近，其外圍云系主要出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)北側(cè)倒槽周?chē)?，受此降雨云帶影響，遼東半島出現(xiàn)小雨，最大雨量出現(xiàn)在大連南部的旅順地區(qū)，最大雨強(qiáng)均不足10 mm·h-1，相應(yīng)的雷達(dá)回波以穩(wěn)定性降水為主(圖略)；20日02:00后，“溫比亞”向其西北部西風(fēng)槽前云帶靠近，槽后冷空氣向東南偏東方向移動(dòng)，臺(tái)風(fēng)東側(cè)強(qiáng)暖濕空氣與冷空氣在其東北部匯合形成暖鋒，暖鋒帶上不斷有零散的、云頂亮溫低于-50 ℃的中尺度對(duì)流云團(tuán)生成合并，云體面積向四周擴(kuò)散增大；20日05:00—17:00,遼東半島南部普降大暴雨，最大小時(shí)降水量89.7 mm出現(xiàn)在大連金普新區(qū)的松木島(39.4°N、121.74°E)，大部分地區(qū)持續(xù)短時(shí)強(qiáng)降水均歷時(shí)4～6 h。

遼東半島降水期間，較強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)出現(xiàn)在“溫比亞”東北部，云型為向東北伸展的盾狀急流卷云，在變性臺(tái)風(fēng)發(fā)展最強(qiáng)時(shí)，其東段出現(xiàn)向南彎曲的強(qiáng)云帶，但與典型的溫帶氣旋云型不同，冷鋒云帶不明顯。業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中對(duì)暖區(qū)內(nèi)中尺度對(duì)流云團(tuán)的強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間估計(jì)不足，降水極端性預(yù)報(bào)出現(xiàn)偏差。

圖7 2018年8月19—20日FY-2G 低于-15 ℃的TBB(陰影,單位：℃)及850 hPa風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)羽)和6 h累計(jì)雨量(單位：mm,等值線為雨量≥10 mm區(qū)域)分布(a)19日08:00,(b)19日20:00,(c)20日02:00，(d)20日08:00，(e)20日14:00,(f)20日20:00Fig.7 The distribution of TBB (≤-15 ℃) (shaded areas, Unit: ℃) from FY-2G, 850 hPa wind field (barbs) and 6-hour accumulated rainfall (Unit: mm, contours for rainfall equal to or greater than 10 mm) from 19 to 20 August 2018(a) 08:00 BST 19, (b) 20:00 BST 19, (c) 02:00 BST 20, (d) 08:00 BST 20, (e) 14:00 BST 20, (f) 20:00 BST 20

4.2 有利條件分析

前面分析表明，19日“溫比亞”外圍云系已影響遼東半島，但該地降水不大。分析19日08:00—20:00的溫度露點(diǎn)差(圖8)可以看出，遼東半島上空至850 hPa溫度露點(diǎn)差(T-Td>4 ℃的空氣為干空氣)[17]在3 ℃左右，700 hPa及以上大氣接近飽和，降水云系移至相對(duì)干冷的下墊面，不穩(wěn)定度和動(dòng)力抬升條件減弱，降水強(qiáng)度弱(回波強(qiáng)度在20～30 dBZ之間)。20日08:00，遼東半島上空整層空氣接近飽和，臺(tái)風(fēng)西側(cè)700 hPa在西北氣流引導(dǎo)下已有明顯干侵入，臺(tái)風(fēng)北側(cè)至遼東半島之間邊界層θe等值線逐漸密集[圖9(a)]，斜壓鋒區(qū)向南傾斜，對(duì)流不穩(wěn)定增大；與此同時(shí)，其上200～700 hPa之間向下伸展的暖舌與其北側(cè)的冷空氣形成的高空鋒區(qū)也逐漸加強(qiáng)，疊加在低層鋒區(qū)上，鋒區(qū)上的抬升運(yùn)動(dòng)明顯加強(qiáng)，其上18×10-5s-1的正渦度柱由700 hPa發(fā)展到400 hPa，且始終隨高度向西北傾斜，有持續(xù)的正渦度輸送，臺(tái)風(fēng)變性加強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)在其正渦度柱的北側(cè)靠近遼東半島的區(qū)域發(fā)展，有利于該區(qū)域強(qiáng)降水的產(chǎn)生。20日20:00(圖略)，臺(tái)風(fēng)氣柱北側(cè)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)東北移至朝鮮半島西部海域，遼東半島低層已為下沉氣流控制，降水趨于停止。

分析遼東半島(38°N—41°N、120°E—124°E)區(qū)域平均地面對(duì)流有效位能(CAPE)隨時(shí)間的變化[圖9(b)]可以看出，19日08:00—20:00，CAPE已被釋放，遼東半島已產(chǎn)生降水。20日02:00開(kāi)始，CAPE再次積聚，08:00—14:00達(dá)到最大，20:00迅速減小，強(qiáng)降水主要發(fā)生在20日02:00后和20:00前。

4.3 降水落區(qū)與冷暖平流活動(dòng)

上述分析表明，“溫比亞”影響遼東半島期間，強(qiáng)降水只出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)北部至遼東半島之間相當(dāng)位溫等值線密集的鋒區(qū)附近一定位置，這與臺(tái)風(fēng)低層環(huán)流中的冷暖平流密切相關(guān)[5,13,18]。

2018年8月20日02:00[圖10(a)]，臺(tái)風(fēng)東部的暖平流向偏北方向移動(dòng)，暖平流大值中心移至黃河入?？诟浇搅魑鱾?cè)和北側(cè)已有弱的冷平流，臺(tái)風(fēng)西側(cè)和北側(cè)冷暖平流匯合區(qū)的走向與冷鋒和暖鋒鋒區(qū)分布基本吻合，沿著冷暖平流交匯處輻合上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，中尺度對(duì)流云團(tuán)發(fā)展，山東半島西北部已出現(xiàn)較強(qiáng)降水(陰影區(qū))。隨著臺(tái)風(fēng)的東北移和西風(fēng)槽的靠近[圖10(b)和圖10(c)]，自臺(tái)風(fēng)西側(cè)和北側(cè)侵入的冷平流加強(qiáng)，遼東半島附近的冷暖平流及輻合抬升均明顯加強(qiáng)，中尺度對(duì)流云團(tuán)西段由于西側(cè)冷平流的加強(qiáng)而向南彎曲，臺(tái)風(fēng)北側(cè)環(huán)狀強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)維持在遼東半島，半島的強(qiáng)降水持續(xù)。至20日20:00(圖略)，暖平流大值中心隨臺(tái)風(fēng)東移至朝鮮半島西部海域，遼東半島低層已處于冷平流控制的下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)，抑制了對(duì)流運(yùn)動(dòng)發(fā)展，環(huán)狀云系西段逐漸松散，對(duì)流發(fā)展僅維持在云系東段，遼東半島降水逐漸結(jié)束。

圖8 2018年8月19日20:00(a，c)與20日08:00(b，d)700 hPa(a，b)及850 hPa(c，d)風(fēng)場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1)和溫度露點(diǎn)差(等值線，單位：℃)Fig.8 The 700 hPa (a, b) and 850 hPa (c, d) wind fields (arrows, Unit: m·s-1) and the value of T-Td(contours, Unit: ℃) at 20:00 BST 19 (a, c) and 08:00 BST 20 (b, d) August 2018

圖9 2018年8月20日08:00過(guò)臺(tái)風(fēng)中心(37.9°N,119.6°E)的相當(dāng)位溫(實(shí)線，單位：K)、風(fēng)場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1)和垂直渦度(陰影，單位：10-5 s-1)的經(jīng)向垂直剖面(a)及遼東半島(38°N—40°N、120°E—124°E)平均地面對(duì)流有效位能時(shí)間演變(橫坐標(biāo)上的粗線段為強(qiáng)降水時(shí)段)(b)Fig.9 The meridional vertical section of equivalent potential temperature (solid lines，Unit：K) , wind field (arrows, Unit: m·s-1, made by v and -100×ω) and vertical vorticity (shaded areas, Unit: 10-5 s-1) along the typhoon center (37.9°N,119.6°E) at 08:00 BST 20 August 2018 (a), the temporal variation of averaged surface convective available potential energy (CAPE) over the Liaodong Peninsula region (38°N-40°N, 120°E-124°E)(The thick line segment on the abscissa indicates the heavy rainfall period)(b)

圖10 2018年8月20日02:00(a)、08:00(b)和14:00(c) 850 hPa風(fēng)矢量場(chǎng)(箭頭，單位：m·s-1)、溫度平流(等值線，單位：10-3 K·s-1)和6 h累計(jì)雨量(陰影，單位：mm)Fig.10 The 850 hPa wind field (arrows, Unit: m·s-1), temperature advection (contours, Unit: 10-3 K·s-1) and 6-hour accumulated rainfall (shaded area，Unit：mm) at 02:00 BST (a), 08:00 BST (b) and 14:00 BST (c) on 20 August 2018

5 結(jié) 論

(1)“溫比亞”預(yù)報(bào)的難點(diǎn)是登陸后轉(zhuǎn)向點(diǎn)及轉(zhuǎn)向后路徑的預(yù)報(bào)，西風(fēng)槽和大陸高壓的東移阻擋了“溫比亞”的西行；臺(tái)風(fēng)“蘇力”的西北移，導(dǎo)致副高位置偏北，其與東北地區(qū)高壓形成的高壓帶則有利于“溫比亞”的北抬。

(2)“溫比亞”和“蘇力”2個(gè)臺(tái)風(fēng)與副高之間形成的東南風(fēng)低空急流，提供了持續(xù)的水汽和能量，既有利于“溫比亞”強(qiáng)度的維持，又誘發(fā)了遼東半島強(qiáng)降水的持續(xù)發(fā)生。

(3)“溫比亞”在變性過(guò)程中與西風(fēng)槽以及低空急流相互作用有利于其北側(cè)螺旋云系的發(fā)展。強(qiáng)降水落區(qū)與臺(tái)風(fēng)低層環(huán)流北側(cè)輻合帶內(nèi)冷暖平流活動(dòng)密切相關(guān)，冷暖平流交匯處的能量鋒帶對(duì)強(qiáng)降水有較好的指示作用。

(4)數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)轉(zhuǎn)向點(diǎn)和轉(zhuǎn)向后的路徑預(yù)報(bào)存在較大分歧，除了參考集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品外，還可采用相似預(yù)報(bào)手段，對(duì)比分析相似個(gè)例和誤差小的數(shù)值預(yù)報(bào)模式的大尺度環(huán)境場(chǎng)，借助于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品和相似個(gè)例進(jìn)行訂正。