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        201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”對福鼎市影響過程分析

        2022-02-16 07:55:42唐志勇鄭宗賢
        農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2022年12期
        關(guān)鍵詞:福鼎市強(qiáng)臺風(fēng)強(qiáng)對流

        唐志勇,張 良,鄭宗賢

        1.福建省福鼎市氣象局,福建福鼎 355200;2.福建省福安市氣象局,福建福安 355000

        熱帶氣旋是形成于熱帶洋面上的低壓系統(tǒng),根據(jù)強(qiáng)度可分為熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)、強(qiáng)臺風(fēng)和超強(qiáng)臺風(fēng)6個等級。福鼎市位于福建省東北部,北與浙江省接壤,東臨大海,東北、西北、西南向中部和東南沿海波狀傾斜,屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候。當(dāng)西北太平洋生成的熱帶氣旋西進(jìn)靠近中國臺灣省東部海面時,福鼎市將受其外圍環(huán)流的影響,沿海和內(nèi)陸的風(fēng)力隨著熱帶氣旋的逐步靠近而逐漸加強(qiáng),并出現(xiàn)不同強(qiáng)度的降水。熱帶氣旋會帶來暴雨、大風(fēng)和風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害,臺風(fēng)暴雨引起的山洪暴發(fā)會沖毀農(nóng)田水利工程、破壞交通和通信設(shè)施,暴雨期間通常還會出現(xiàn)局地性洪澇災(zāi)害,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大的危害。長時間的強(qiáng)降水還可能引發(fā)泥石流,甚至出現(xiàn)山體滑坡,嚴(yán)重威脅人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)前,還沒有對福鼎市南部登陸臺風(fēng)給該地區(qū)帶來風(fēng)雨影響的研究,以201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”為研究對象,以期為今后在福鼎南邊登陸的臺風(fēng)帶來的大風(fēng)和雨量預(yù)報(bào)提供參考。

        1 臺風(fēng)“瑪莉亞”概況

        201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”(Maria)于2018年7月4日20:00在西北太平洋關(guān)島以東洋面上生成,沿北西北方向移動,逐漸向中國臺灣省東部海面靠近,強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。6日夜間加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng),36 h內(nèi)完成“五級連跳”。9日14:00進(jìn)入福建省48 h警戒線,10日09:00進(jìn)入24 h警戒線。11日05:00臺風(fēng)中心繞過臺灣省,其中心位于寧德約150 km的東南洋面上(26°3′N,121°E),近中心最大風(fēng)力15級(48 m/s),中心最低氣壓945 hPa,7級風(fēng)圈半徑280~400 km,10級風(fēng)圈半徑150~200 km,12級風(fēng)圈半徑40~50 km。以30 km/h的速度向西西北方向移動。

        由于沒有被中國臺灣省中央山脈阻擋,201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”移動速度快,強(qiáng)度強(qiáng),只經(jīng)過4 h就從臺灣省北部移動至福建省沿海,于7月11日9:10在福鼎南部的連江縣黃岐半島沿海登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力14級(42 m/s,強(qiáng)臺風(fēng)級),中心最低氣壓960 hPa,成為有歷史記錄以來7月登陸福建省最強(qiáng)臺風(fēng)(圖1)。登陸后,臺風(fēng)“瑪莉亞”繼續(xù)向西北偏西移動,于11日20:00在江西黎川縣境內(nèi)減弱為熱帶低壓,之后逐漸減弱填塞消亡。

        圖1 201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”移動路徑

        201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”具有以下特點(diǎn):一是增強(qiáng)快,在生成后36 h內(nèi)完成“五級連跳”,從熱帶風(fēng)暴加強(qiáng)為超強(qiáng)臺風(fēng);二是強(qiáng)度強(qiáng),在超強(qiáng)臺風(fēng)級別維持107 h,鼎盛時近中心最大風(fēng)力達(dá)到17級(60 m/s),中心最低氣壓達(dá)到920 hPa,登陸時仍為強(qiáng)臺風(fēng);三是移速快,速度約為30 km/h;四是路徑穩(wěn)定,穩(wěn)定向西偏北方向移動;五是大風(fēng)影響大,沿海出現(xiàn)17級陣風(fēng),陸地也有10級以上大風(fēng)。

        2 臺風(fēng)“瑪莉亞”對福鼎市風(fēng)雨影響

        2.1 風(fēng)的影響

        201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”登陸前后,2018年7月11日03:00~10:00,福鼎市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均出現(xiàn)10級以上大風(fēng),以沙埕鎮(zhèn)臺山島58.8 m/s(17級)為最大,市區(qū)極大風(fēng)速為30.6 m/s(11級)。

        2.2 雨的影響

        201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”進(jìn)入24 h警戒線后,福鼎市2018年7月10日23:00開始出現(xiàn)降水,主要降水時段集中在臺風(fēng)登陸前后,即11日04:00~ 11:00。統(tǒng) 計(jì)10日23:00—11日20:00共21 h各區(qū)域自動站累計(jì)雨量,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均出現(xiàn)暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)大暴雨,佳陽鄉(xiāng)162.1 mm最多,市區(qū)累計(jì)雨量為128.6 mm;最大小時雨強(qiáng)以磻溪鎮(zhèn)的32.2 mm最大。

        3 受災(zāi)情況

        受201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”影響,7月10日23:00起福鼎市范圍內(nèi)開始出現(xiàn)大風(fēng)、降水。至11日20:00,市區(qū),以及疊石、貫嶺、管陽、前岐、佳陽、磻溪、白琳、龍安等大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)累計(jì)雨量超過100 mm,其中佳陽鄉(xiāng)162.1 mm最多。持續(xù)的大風(fēng)和強(qiáng)降雨導(dǎo)致全市17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi),出現(xiàn)局部發(fā)生停電,部分農(nóng)作物受損,漁排網(wǎng)箱損毀,水利、交通設(shè)施毀壞,工礦企業(yè)停產(chǎn)等情況,受災(zāi)人口4.64萬人,緊急轉(zhuǎn)移群眾2.18萬人。截至12日12:00,全市因?yàn)?zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3.9億元。

        4 氣象服務(wù)情況

        4.1 決策服務(wù)

        福鼎市氣象局早部署、早預(yù)警、早服務(wù),應(yīng)急響應(yīng)迅速果斷、預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確及時,氣象服務(wù)積極主動,為地方黨委政府指揮防抗臺風(fēng)“瑪莉亞”提供科學(xué)依據(jù),為提前部署防御工作贏得了大量的時間,最大限度地避免了臺風(fēng)災(zāi)害造成的損失。此次過程共報(bào)送11份決策氣象服務(wù)產(chǎn)品,分別為3期《重要?dú)庀笮畔?bào)》、8期《重要天氣預(yù)警報(bào)告》。在7月6日《下周天氣》中,介紹了臺風(fēng)“瑪莉亞”動態(tài),并指出預(yù)計(jì)其將于2018年7月10日夜間進(jìn)入24 h警戒線,逐漸向華東沿??拷?;7日18:00發(fā)布臺風(fēng)消息,第1次指出預(yù)計(jì)“瑪莉亞”將逐漸向閩浙一帶沿??拷?日11:00的沿海臺風(fēng)警報(bào)中,首次預(yù)報(bào)瑪莉亞將在福建沿海登陸,將給福鼎市帶來嚴(yán)重風(fēng)雨影響。

        4.2 公眾服務(wù)

        及時通過廣播、電視、官方微博、微信等渠道對外發(fā)布預(yù)警信號。尤其是聯(lián)合福鼎官方新媒體平臺“幸福福鼎”制作臺風(fēng)專題微頁、開通臺風(fēng)專題報(bào)道連線直播,連續(xù)30 h在線直播臺風(fēng)最新預(yù)警預(yù)報(bào)和影響信息?!芭_風(fēng)專題報(bào)道連線直播”直播間人數(shù)最高達(dá)到18萬余人,制作的臺風(fēng)專題微頁,每篇閱讀量均超過3萬次,得到了地方政府和社會各界的高度肯定。

        4.3 預(yù)警信號

        福鼎市氣象臺共發(fā)布預(yù)警信號35條:臺風(fēng)預(yù)警信號29條,其中臺風(fēng)紅色預(yù)警信號19條;暴雨預(yù)警信號6條,其中2條暴雨紅色預(yù)警信號。

        4.4 應(yīng)急響應(yīng)

        福鼎市氣象局于7月9日09:00啟動重大氣象災(zāi)害(臺風(fēng))Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng);10日09:00提升為Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng);12:30提升為Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng);11日18:00將Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)調(diào)整為Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)。

        5 臺風(fēng)“瑪莉亞”診斷分析

        5.1 環(huán)流場分析

        從2018年7月9日08:00~11日20:00 500 hPa高度場(圖2)看出,副熱帶高壓加強(qiáng)西伸,10日20:00,588線向北彎曲至浙江省境內(nèi),臺風(fēng)“瑪莉亞”環(huán)流結(jié)構(gòu)緊密,眼區(qū)深邃,始終沿著副熱帶高壓邊緣以30 km/h左右的移動速度向西偏北方向穩(wěn)定移動,移動速度快。臺風(fēng)移動路徑的右側(cè)與副熱帶高壓之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣壓梯度力,風(fēng)場具有不對稱性,產(chǎn)生東南急流,東南急流為臺風(fēng)降水提供了良好的水汽條件和動力條件,導(dǎo)致福鼎市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)10級以上大風(fēng)和暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)大暴雨。

        圖2 2018年7月9日08:00—11日20:00 500 hPa環(huán)流場

        5.2 物理量場分析

        從850 hPa和200 hPa高度散度場上看(圖3),7月11日08:00福鼎市上空850 hPa為強(qiáng)烈的水汽輻合大值區(qū),水汽主要來源于西北太平洋,東南急流攜帶西太平洋大量的水汽源源不斷地輸送至福鼎市上空。同時,東南急流上的風(fēng)速脈動為降水的產(chǎn)生提供了良好的動力條件。200 hPa高層為明顯的輻散區(qū),高層輻散低層輻合配置有利于抽吸作用的產(chǎn)生,加強(qiáng)垂直上升運(yùn)動,具有較強(qiáng)的動力條件,極有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。

        圖3 2018年7月11日08:00 925、200 hPa散度場

        K指數(shù)在強(qiáng)降水預(yù)報(bào)中得到了廣泛的研究和應(yīng)用,其對暴雨預(yù)報(bào)有指示作用,K指數(shù)越大,對流性越強(qiáng),越有利于雷暴大風(fēng)、短時強(qiáng)降水等強(qiáng)對流天氣的產(chǎn)生[1]。從11日08:00對流參數(shù)看,福鼎市上空存在K指數(shù)大值區(qū),K值最大值達(dá)38以上,正好處于福鼎市強(qiáng)降水時段。

        5.3 雷達(dá)回波

        從福建雷達(dá)拼圖(圖4)上看,隨著臺風(fēng)“瑪莉亞”逐步向福建省沿??拷?,福鼎市逐漸受到西北—東南走向的臺風(fēng)外圍螺旋雨帶影響,在7月11日凌晨,出現(xiàn)大風(fēng)和強(qiáng)降水天氣過程。隨著臺風(fēng)的逐步靠近,風(fēng)力逐漸增大,降水也有所加強(qiáng),降水主要集中于11日凌晨至11日上午。11日03:00前后臺風(fēng)“瑪莉亞”的外圍螺旋雨帶全面覆蓋福鼎市,降水強(qiáng)度較弱,隨著臺風(fēng)中心的不斷靠近,降水沿福鼎市海岸線向內(nèi)陸方向擴(kuò)展,形成降水中心。隨著回波單體不斷發(fā)展成線狀對流,強(qiáng)對流回波不斷經(jīng)過福鼎市上空,有明顯的“列車效應(yīng)”。強(qiáng)對流回波>40 dBz的回波頂高在3 km以下,具有低頂高、低質(zhì)心的結(jié)構(gòu)特征,降水效率高。04:00~11:00為降水最強(qiáng)時段,小時降水量達(dá)32.2 mm。臺風(fēng)“瑪莉亞”09:10在連江登陸后強(qiáng)度迅速減弱消散,繼續(xù)向西偏北方向移動,隨著臺風(fēng)環(huán)流的西進(jìn),10:00起降水不斷向西擴(kuò)展向北移動,沿臺風(fēng)環(huán)流切線方向呈帶狀分布,13:00前后強(qiáng)回波已過福鼎市轄區(qū),降水強(qiáng)度明顯減弱。14:00~20:00,福鼎市維持陣性降水天氣,20:00后,隨著臺風(fēng)不斷深入內(nèi)陸,螺旋雨帶逐漸減弱降水趨于結(jié)束。

        圖4 2018年7月11日00:00~23:00整點(diǎn)雷達(dá)回波圖

        5.4 地形的增幅作用

        在熱帶氣旋中,大量的潮濕空氣集中在低層,在海拔2 km以下地形的抬升作用最大[2]。在氣旋移動過程中,低層風(fēng)速大,暖濕氣流明顯,氣流被迫抬升,強(qiáng)對流系統(tǒng)在此產(chǎn)生移出,加強(qiáng)暴雨,降水中心集中在迎風(fēng)坡[3]。福鼎市位于福建省東北部,與浙江溫州毗鄰,三面環(huán)山,一面臨海,桐山溪、雙岳溪、百步溪等河流通過沙埕灣匯入東海,地形呈現(xiàn)“口窄腹大”的倒喇叭口地形。喇叭口地形使氣流的輻合加強(qiáng),福鼎市不斷有由東南風(fēng)和東風(fēng)構(gòu)成的地面輻合線發(fā)展和維持,產(chǎn)生風(fēng)向輻合線,配合向岸風(fēng)帶來的暖濕氣流,觸發(fā)強(qiáng)對流,強(qiáng)降水主要集中在喇叭口地形和迎風(fēng)波處。統(tǒng)計(jì)市區(qū)、前岐、佳陽、白琳等地處喇叭口地形鄉(xiāng)鎮(zhèn)及疊石、貫嶺、管陽、磻溪等地處迎風(fēng)坡鄉(xiāng)鎮(zhèn)累計(jì)雨量均超過100 mm,是臺風(fēng)暴雨降水中心。

        6 結(jié)論

        (1)201808號臺風(fēng)“瑪莉亞”具有增強(qiáng)快、強(qiáng)度強(qiáng)、移速快、路徑穩(wěn)定特點(diǎn),在福鼎市南邊連江縣登陸,給福鼎市帶來嚴(yán)重的風(fēng)雨影響,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)暴雨到大暴雨,臺山島出現(xiàn)17級陣風(fēng)。

        (2)此次防臺服務(wù)過程中,福鼎市氣象臺早部署、預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確及時,服務(wù)積極主動,在新媒體直播取得了良好的效果,得到了地方政府和社會各界的高度肯定。

        (3)東南急流為強(qiáng)降水提供了良好的水汽條件和動力條件,高層輻散低層輻合配置有利于抽吸作用的產(chǎn)生,加強(qiáng)垂直上升運(yùn)動,極有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。

        (4)受臺風(fēng)外圍螺旋雨帶影響,強(qiáng)對流回波不斷經(jīng)過福鼎市上空,有明顯的列車效應(yīng),降水效率高。

        (5)由東南風(fēng)和東風(fēng)構(gòu)成的地面輻合線發(fā)展和維持,配合向岸風(fēng)帶來的暖濕氣流,觸發(fā)強(qiáng)對流,強(qiáng)降水主要集中在喇叭口地形和迎風(fēng)坡。

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