于亞薇， 李明慧， 趙宇涵， 陳佳宇， 劉靖楠， 周麗娜

(1.葫蘆島市氣象局， 遼寧 葫蘆島 125000； 2.興城市氣象局， 遼寧 興城 125100)

我國是受臺風影響最嚴重的國家之一，平均每年約有7個臺風，登陸地點主要集中在華南及華東南部沿海地區(qū)[1]。據(jù)遼寧省氣象臺統(tǒng)計，平均每1.4年就有1次北上臺風直接影響遼寧。據(jù)葫蘆島市氣象臺統(tǒng)計，有氣象記錄以來，直接影響遼西葫蘆島的臺風有7次。臺風的影響不僅限于大風，更重要的是其所帶來的強降水。在臺風的研究和預報中，風雨強度的研究和預報雖已取得不少成果[2-3]，但相比臺風路徑預報，風雨預報仍然是臺風預報的薄弱環(huán)節(jié)之一[4]。臺風暴雨不僅發(fā)生在臺風登陸前后，登陸后2～3 d，條件有利時深入內(nèi)陸的臺風殘余環(huán)流仍會產(chǎn)生暴雨或大暴雨，造成嚴重災害[5-6]。一些特大暴雨主要在臺風登陸后東移受阻，低壓中心向西倒退的情況下發(fā)生，如1975年8月7503號臺風在河南引發(fā)的特大暴雨[7]，2011年8月1109號臺風“梅花”在遼寧營口引發(fā)的特大暴雨[8]。但臺風由于路徑、強度、影響系統(tǒng)的差異，對同一地區(qū)陸地的影響千差萬別。為遼西地區(qū)相似路徑臺風的預測預報及防災減災提供參考，以2018年1818號臺風“溫比亞”和2019年1909號臺風“利奇馬”為例，分析其造成遼西地區(qū)強降水差異的成因。

1 “溫比亞”和“利奇馬”臺風概況

2018年8月15日早晨，1818號臺風“溫比亞”在沖繩以西的海面上生成，16日22時在浙江舟山登陸后一路向西行進，登陸時最強中心氣壓達985 hPa，中心最大風力10級(25 m/s)，19日5時在河南駐馬店改為東北上，20日早晨在山東東營入海并繼續(xù)東北上，途經(jīng)離遼西地區(qū)最近的大連南部海域時，最強中心氣壓達990 hPa，中心最大風力8級(20 m/s)，于20日夜間在朝鮮登陸。此次過程遼西大部分地區(qū)降小雨，葫蘆島市區(qū)、綏中縣、興城市降中到大雨(圖1)，最大降水量48.2 mm，出現(xiàn)在葫蘆島市綏中縣萬家鎮(zhèn)。

2019年8月4日下午，1909號臺風“利奇馬”在西北太平洋洋面生成，7日23時加強為超強臺風，最強時中心氣壓達915 hPa，中心最大風力超過17級(62 m/s)。10日1:45前后以超強臺風級別在浙江省溫嶺市城南鎮(zhèn)登陸，10日20時減弱為熱帶風暴，中心最大風力9級(23 m/s)，之后長時間(60 h)維持熱帶風暴級別?！袄骜R”歷經(jīng)2次登陸和3次入海后，12日早晨至13日早晨在萊州灣迂回盤旋，中央氣象臺于13日14時對其停止編號。10日20時遼寧受臺風外圍云系影響開始出現(xiàn)降水，至15日20時結束，過程平均降水量126.5 mm，遼西大部分地區(qū)達到大暴雨級別。此次過程具有持續(xù)時間長、累計雨量大、影響范圍廣等特點，但小時雨強不強，小時最大降水量為42.1 mm。

2 強降雨成因分析

2.1 環(huán)流背景

2018年8月19日8時，歐亞大陸中高緯多冷渦系統(tǒng)，新疆北部有一高空脊，東西伯利亞經(jīng)貝湖東部到新疆東北部有一橫槽，遼寧位于橫槽前部偏西氣流控制。西太平洋副熱帶高壓形成一個閉合中心，西側脊線位于黃海上空。19日20時(圖2a)橫槽轉豎過程中出現(xiàn)斷裂，斷裂后的高空槽一支轉為豎槽位于河北、河南、安徽一帶，影響遼寧地區(qū)，一支位于貝湖東部和南部，源源不斷為河北、河南的豎槽補充冷空氣。副高穩(wěn)定少動，對高空槽的繼續(xù)東移構成阻塞作用。黃渤海上空建立了東南急流，為遼西地區(qū)輸送水汽。20日8時(圖2b)，河北、河南一帶的高空槽移經(jīng)遼西地區(qū)，攜帶的冷空氣與“溫比亞”在此結合，副高東退至日本，西脊點位于韓國南部，與“溫比亞”相距較遠，約9個經(jīng)距，副高對“溫比亞”的水汽供應和引導氣流都較弱。東南急流不斷加強，遼西上空水汽充沛。20日20時高空槽移至遼寧東部，遼西地區(qū)降水結束。

2019年8月10日20時(圖2c)，歐亞大陸中高緯度呈兩槽一脊的環(huán)流形勢，西西伯利亞到新疆北部有一低槽，內(nèi)蒙古東北部至河套地區(qū)有一縱深的高空槽，貝加爾湖到內(nèi)蒙古中部有一弱脊，遼寧處于槽前西南暖濕氣流控制。西太平洋副熱帶高壓位于30°～40°N，副高西脊點伸至朝鮮半島127°E處，9號臺風“利奇馬”位于江蘇南部與浙江北部，10號臺風“羅莎”位于其東南部2 100 km的太平洋洋面上。隨臺風北上，內(nèi)蒙古東北部的高空槽小幅北抬，11日中午遼西地區(qū)受臺風遠距離倒槽頂部影響，降水逐漸加強。12日早晨(圖2d)，內(nèi)蒙古至河套地區(qū)的西風帶高空槽東移至東北地區(qū)東部，與貝湖東部的弱脊相互配合。西風帶高空槽與臺風倒槽勢力相當形成對峙，之間鋒區(qū)維持，對臺風北上構成了強烈的阻塞作用，同時使副高不斷東退。由于副高與“利奇馬”相距較遠，約11個經(jīng)距，且中間形成了密集的流場，因此副高對“利奇馬”的水汽供應和引導氣流都有所減弱。兩者共同作用，使得“利奇馬”再入萊州灣后一直在萊州灣迂回盤旋。遼西地區(qū)受臺風倒槽影響長達24 h，迎來主降水時段。13日早晨，臺風倒槽與高空槽結合，東側阻塞高壓形勢穩(wěn)定，冷空氣與臺風殘渦攜帶的暖濕水汽勢力相當，臺風倒槽在遼河流域發(fā)展并維持。遼西地區(qū)位于臺風倒槽后部，迎來第二輪小高峰降水。

從850 hPa風場看，“溫比亞”過程中，19日20時遼寧位于氣旋頂部，來自黃海的水汽開始向遼西地區(qū)輸送；20日8時“溫比亞”入海，遼西位于“溫比亞”西北象限，來自渤海、黃海的東南暖濕空氣與冷空氣在葫蘆島沿海地區(qū)及渤海上空匯合，強降水在此階段開始?！袄骜R”過程中，10日8時開始，臺風北側外圍風圈便形成了強勁的東南風急流，將黃海海面上的水汽源源不斷向遼寧地區(qū)輸送；東南急流不斷加強，12日早晨東南急流最大風速達24 m/s，臺風倒槽在渤海上空形成水汽輻合，遼西沿海地區(qū)位于倒槽頂部冷暖空氣交匯處。朝陽地區(qū)不在水汽輻合區(qū)，這也是遼西沿海地區(qū)降水大于內(nèi)陸朝陽地區(qū)的主要原因。

2.2 能量場

從850 hPa假相當位溫(θse)上看，2018年19日20時河北位于高能舌上，葫蘆島θse在336 K左右(圖3a)；20日8時高能舌東移，葫蘆島位于高能舌頂，南部綏中縣的θse最大值，為344 K(圖3b)，這也是綏中為全市降雨量最大地區(qū)的原因。葫蘆島一直沒有能量鋒區(qū)經(jīng)過，所以“溫比亞”對流性降水不強。

2019年10日20時葫蘆島θse在340 K左右(圖3c)，11日8時增大到342 K，雨勢也開始增強，之后葫蘆島地區(qū)θse大多維持在340～344 K，雨強也在增大后維持較平穩(wěn)的態(tài)勢。12日8時，在葫蘆島、錦州一帶形成1個鋒區(qū)，呈東北西南向分布，表明這一區(qū)域存在對流不穩(wěn)定。12日20時θse繼續(xù)增大，12日白天也是此次過程中降水量最大的時段。13日8時θse開始減小(圖3d)，雨勢逐漸減弱。850 hPa θse的增大和減小，與雨勢的增大和減小幾乎同步，在θse變化不大時，鋒區(qū)的建立會直接導致降水增強。在遼西4個市中，朝陽市的θse一直小于葫蘆島和錦州，且沒有明顯的鋒區(qū)經(jīng)過，故朝陽市的降水量最小。

2.3 水汽條件

從整層水汽含量看，“溫比亞”影響遼西時，大值區(qū)圍繞著臺風，遼西地區(qū)最大值在55 mm(圖4a)?！袄骜R”影響遼西時，大值區(qū)圍繞在臺風及臺風北部，伴隨臺風北上(圖4c)。2019年10日20時開始，遼西地區(qū)整層水汽含量長久維持在50 mm以上，并不斷增大；12日8時達到最大，大值區(qū)位于山東北部到遼寧中部一帶，整層水汽含量最大值為75 mm，位于葫蘆島市綏中縣南部、渤海中部海域。

從水汽通量場看，“溫比亞”影響遼西時，遼西地區(qū)水汽通量長久維持在6～9 g/(cm·hPa·s)(圖4b)?！袄骜R”影響遼西時，遼西地區(qū)于2019年12日8時進入倒槽頂部強的水汽輻合區(qū)，水汽通量最大值達27 g/(cm·hPa·s)(圖4d)，12日白天是此次過程最強降水時段。

3 衛(wèi)星云圖

“溫比亞”影響遼西時，持續(xù)受“溫比亞”北上外圍云系影響，云系隨“溫比亞”東北上而逐漸影響遼西地區(qū)，直到2018年20日17時前后徹底移出遼西各市。

“利奇馬”影響遼西時，2019年10日8時，遼寧西部地區(qū)開始受高空槽云系影響，隨著臺風北上，10日20時高空槽云系逐漸與臺風外圍云系打通，但遼西地區(qū)依然以高空槽云系影響為主。11日6時，隨著臺風北上，遼西地區(qū)逐漸轉為臺風外圍云系影響。12日4時，冷暖空氣在遼西地區(qū)交匯，遼西上空生成對流云團，隨著臺風云系逐漸向西北方向旋轉，相繼影響遼寧西部地區(qū)，強降水時段逐漸拉開帷幕。

4 結論

1) 兩次降水都不是受臺風本體影響，“溫比亞”過程中，遼西地區(qū)受“溫比亞”北上外圍云系、西太平洋副熱帶高壓及來自西北地區(qū)的西風帶高空槽三帶系統(tǒng)影響；而“利奇馬”過程，遼西地區(qū)主要受西風帶高空槽和臺風倒槽的相繼影響。

2) 兩次過程，副高均不斷東退，對臺風的水汽供應和引導氣流都較弱。由于“溫比亞”影響遼西時本身已經(jīng)減弱，中心最大風速20 m/s，最低氣壓990 hPa，7級風圈半徑最大180 km，影響時間短，僅為13 h左右。“利奇馬”影響遼西時，強度要強于“溫比亞”，中心最大風速23 m/s，最低氣壓980 hPa，7級風圈半徑最大300 km，降水時段長達96 h。故“利奇馬”的累計雨量大于“溫比亞”。

3) “利奇馬”過程，臺風倒槽攜帶大量水汽到遼西，水汽通量最大值27 g/(cm·hPa·s)，于12日早晨在渤海上空形成水汽輻合，遼西沿海地區(qū)位于倒槽頂部冷暖空氣交匯處。“溫比亞”過程，遼西地區(qū)水汽通量長久維持在6～9 g/(cm·hPa·s)，故“溫比亞”僅下了小雨。

4) 850 hPa θse的增大和減小，與雨勢的增大和減小幾乎同步，在θse變化不大時，鋒區(qū)的建立會直接導致降水的增強。在“溫比亞”過程中，遼西地區(qū)沒有建立起能量鋒區(qū)。