摘 要：利用常規(guī)觀測資料、美國國家環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）1°×1°再分析資料、區(qū)域自動站和新一代天氣雷達(dá)等資料，從路徑、環(huán)流背景、雷達(dá)回波特征、渦度與垂直速度條件、假相當(dāng)位溫條件和水汽條件等方面，對“盧碧”和“海貝思”臺風(fēng)特點及其造成的暴雨過程進(jìn)行對比分析，充分認(rèn)識臺風(fēng)暴雨天氣影響系統(tǒng)發(fā)展演變規(guī)律，為做好臺風(fēng)暴雨預(yù)報提供參考。

關(guān)鍵詞：臺風(fēng)；暴雨；低空急流；渦度；假相當(dāng)位溫

中圖分類號：P426.62 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–0-03

臺風(fēng)路徑和暴雨預(yù)報是我國臺風(fēng)預(yù)報中的重要研究內(nèi)容，臺風(fēng)嚴(yán)重威脅我國國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)安全。福建省山地多、平原少，臺風(fēng)暴雨常衍生出山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害[1]。近年來，國內(nèi)外氣象工作者逐步加強對臺風(fēng)預(yù)報技術(shù)的研究，并取得了諸多研究成果，但對于近海生成的臺風(fēng)暴雨，尤其是因福建省西高東低的特殊地形所帶來的極端降水研究較少。南海北部洋面生成的臺風(fēng)，因其移速緩慢，防御難度大，造成降水的強度和落區(qū)常存在很大的差異。因此，利用常規(guī)觀測資料、NCEP 1°×1°再分析資料、區(qū)域自動站和新一代天氣雷達(dá)等資料，針對2021年第9號臺風(fēng)“盧碧”和2014年第7號臺風(fēng)“海貝思”，從路徑、環(huán)流背景、雷達(dá)回波特征、渦度與垂直速度條件、假相當(dāng)位溫條件和水汽條件等方面，對比分析“盧碧”和“海貝思”臺風(fēng)特點及其造成暴雨過程，為今后近海生成的臺風(fēng)暴雨短期預(yù)報和訂正提供相關(guān)理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。

1 兩次臺風(fēng)過程概況

“盧碧”和“海貝思”都屬于近海生成臺風(fēng)，兩者均移速緩慢，路徑相似，且強度較弱（均以熱帶風(fēng)暴級為主），但所造成的強降水落區(qū)和特點存在明顯的差異。

1.1 “盧碧”概況

“盧碧”于2021年8月4日08：00在南海北部洋面生成，屬近海生成臺風(fēng)，防御難度大，移速緩慢，生命史中出現(xiàn)數(shù)次停滯不動，受副高偏遠(yuǎn)、多臺風(fēng)等因素的影響，前期路徑曲折，后期總體以東北行為主，強度較弱（熱帶風(fēng)暴級為主）。8月5日11：20登陸廣東省南澳縣沿海，同日16：50再次登陸福建省東山沿海。

8月7日11：00近中國臺灣島時減弱為熱帶低壓，隨后與誘生低壓產(chǎn)生中心替換，換心后合并北上?！氨R碧”臺風(fēng)過程具有影響時間長、累積雨量大、降水極端性強的特點，長樂區(qū)江田鎮(zhèn)的過程降水量達(dá)652.4 mm，24 h降水極值達(dá)477.0 mm；平潭縣南海鄉(xiāng)3 h雨強極值達(dá)150.9 mm，1h雨強極值達(dá)67.4 mm。平潭縣日降水量破1961年以來歷史極值，主要強降水落區(qū)集中在福建省東部沿海地區(qū)[2]。

1.2 “海貝思”概況

“海貝思”于2014年6月14日14：00在南海東北部海面生成，屬南海近海生成臺風(fēng)，移速慢，生成后一直穩(wěn)定向偏北方移動，登陸后以東北行為主，強度較弱（熱帶風(fēng)暴級為主）。6月15日16：50在廣東省汕頭市濠江區(qū)附近沿海登陸，并于6月15日20：00減弱為熱帶低壓。6月17日早晨移入東海海面后，再次于17日

14：00加強為熱帶風(fēng)暴，夜間逐漸轉(zhuǎn)化為溫帶氣旋。

“海貝思”臺風(fēng)過程具有影響時間長、雨強小、雨強分布均勻的特點，其中24 h降水極值詔安汾水關(guān)達(dá)378.3 mm；1 h雨強極值晉江英林達(dá)46.3 mm，主要強降水落區(qū)集中在福建省南部地區(qū)。

2 環(huán)流背景對比分析

基于200 hPa高空，“盧碧”影響期間，南亞高壓中心位于100°E以西、30°N附近的高原上空，福建省東部沿海處于偏北風(fēng)與偏西風(fēng)急流分流區(qū)。2021年8月5日福建省整體處于南亞高壓脊線以北，高層輻散抽吸作用，于福建省上空形成次級環(huán)流上升支，當(dāng)與低層輻合上升運動疊加，有利于整層上升運動深厚并加強，使得8月5日降水過程以對流性質(zhì)為主，因此也出現(xiàn)了降水極端性強、短時強降水明顯的特征。8月6日隨著臺風(fēng)環(huán)流的北上，南亞高壓略有西退，降水以臺風(fēng)本體和螺旋雨帶降水為主，小時雨強有所減弱[60lhGeNjj5DOtHAeesTrCw==3]。

“海貝思”影響期間，南亞高壓偏東偏南，中心位于120°E以西、25°N附近，強分流區(qū)主要位于長江中下游地區(qū)，福建省中南部處南亞高壓脊線附近，高層抽吸作用條件比“盧碧”弱，整層上升運動不深厚，因此總降水量比“盧碧”期間降水量少。

分析500 hPa環(huán)流可知，“盧碧”與“海貝思”影響期間的環(huán)流形勢相差不大，副高偏東偏南，整體受偏西氣流引導(dǎo)向東北移動，同時高空槽槽底位置偏北，引導(dǎo)氣流較弱，移動緩慢。兩者不同點是，“盧碧”前期受季風(fēng)槽影響，西南引導(dǎo)氣流較“海貝思”更明顯，前期東北分量更顯著。受“雙臺風(fēng)效應(yīng)”影響，東部海面“銀河”臺風(fēng)對“盧碧”存在強拉弱影響，因此前期偏東移動分量明顯。此外，受南段副高不斷調(diào)整且距離較遠(yuǎn)的影響，登陸前偏北分量存在較大的不確定性，因此各種模式預(yù)報路徑均存在明顯偏差，從而導(dǎo)致降水落區(qū)預(yù)報出現(xiàn)失誤的現(xiàn)象。

850 hPa流場上，暴雨落區(qū)與該層低空急流位置和強度對應(yīng)較好，“盧碧”登陸前，福建省整個東部沿海地區(qū)都處于偏南風(fēng)急流和偏東風(fēng)急流輻合區(qū)，且在前期造成低層很強的暖濕空氣平流，加強層結(jié)不穩(wěn)定度，假相當(dāng)位溫大值區(qū)對應(yīng)高溫、高濕區(qū)，使得低層擾動加強，觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放，并且造成了較低抬升凝結(jié)高度，暖云較厚使得降水效率較高，因此整個過程前期以對流性降水為主[4]。后期隨著“盧碧”北上靠近影響，以螺旋雨帶和本體降水為主，造成影響時間較長、累計雨量較大，降水極端性較強的特點?！昂Ｘ愃肌钡顷懬?，環(huán)流系統(tǒng)較小，僅在福建省南部存在偏東風(fēng)急流輻合，以臺風(fēng)本體降水和螺旋雨帶降水為主，雨強分布較為均勻，與高溫、高濕區(qū)相對應(yīng)，結(jié)合地形強迫抬升共同影響，在南部也出現(xiàn)了較強累計雨量。

3 雷達(dá)回波對比分析

從“盧碧”雷達(dá)組合反射率（圖1a、圖1b、圖1c）可見，“盧碧”登陸福建省前，臺風(fēng)眼區(qū)清晰，中心略空但有一定強度，低層環(huán)流結(jié)構(gòu)清晰。由于受南亞高壓偏北風(fēng)急流的影響，西部垂直風(fēng)切較大，使得其不對稱結(jié)構(gòu)明顯，主要強降水回波位于臺風(fēng)環(huán)流東側(cè)和南側(cè)，同時較強的垂直風(fēng)切，也使福建北部形成較強中尺度對流云團(tuán)?！氨R碧”登陸福建后，臺風(fēng)眼區(qū)松散，中心強度減弱，但仍維持較強的東南風(fēng)急流，伴隨著季風(fēng)云團(tuán)水汽的不斷輸送，結(jié)合臺風(fēng)倒槽共同作用，由此在整個福建省東部沿海地區(qū)形成持續(xù)的降水。

從“海貝思”雷達(dá)組合反射率（圖1d、圖1e、圖1f）可見，“海貝思”登陸前后，臺風(fēng)眼區(qū)都較清晰，螺旋雨帶明顯，強降水區(qū)主要集中在臺風(fēng)中心右側(cè)及螺旋雨帶所在位置，其后部的螺旋雨帶隨臺風(fēng)環(huán)流旋轉(zhuǎn)北上，形成列車效應(yīng)；且前期與季風(fēng)云系相聯(lián)系，有水汽不斷補充，使得南部地區(qū)降水維持時間較長，累計雨量較大。后期伴隨著季風(fēng)云系的減弱，臺風(fēng)暴雨趨于結(jié)束。由此可見，“海貝思”季風(fēng)云系強度比“盧碧”弱，維持時間短。

4 物理量場對比分析

4.1 渦度與垂直速度條件

分析850 hPa渦度可知，“盧碧”登陸前后，在福建省沿海地區(qū)從閩南地區(qū)擴(kuò)展到閩東北地區(qū)始終維持較強正渦度區(qū)。隨著臺風(fēng)逐漸北上，正渦度大值中心沿海岸線北移，對應(yīng)500 hPa的垂直速度，2021年8月6日08：00，強上升運動區(qū)在閩東地區(qū)明顯增強，這也與北方冷空氣滲透南下帶來強迫抬升有關(guān)，有利于對流發(fā)生發(fā)展。從渦度場和速度場可看出，“盧碧”影響期間整層上升運動深厚，因此雨強較大，降水極端性也較強。

“海貝思”登陸前后，正渦度區(qū)從廣東東部沿海地區(qū)逐漸向福建南部的閩南一帶沿海靠近，維持時間與暴雨持續(xù)時間相一致，落區(qū)也較為吻合。分析500 hPa垂直速度可知，“海貝思”登陸前，在廣東東部和南部有深厚的上升運動區(qū)，隨著臺風(fēng)北上，僅在閩南地區(qū)有較弱的上升運動中心。截至2014年6月15日20：00，500 hPa已看不出明顯上升運動中心，說明整層上升運動減弱，降水效率明顯下降。

綜上，“海貝思”影響期間，暴雨落區(qū)范圍較小，雨強相比“盧碧”更弱，雨強分布也相對更均勻。從兩個臺風(fēng)對比分析可知，正渦度中心與暴雨落區(qū)對應(yīng)一致，上升運動中心強度與暴雨強度相吻合。

4.2 假相當(dāng)位溫條件

假相當(dāng)位溫作為反映大氣的溫濕特征量，其大值區(qū)與強垂直上升運動中心相聯(lián)系，與低空急流暖濕性質(zhì)相對應(yīng)[5]。分析“盧碧”臺風(fēng)影響期間假相當(dāng)位溫剖面可知，2021年8月5日20：00，福建省中北部沿海存在較強高能、高濕區(qū)，高能一直擴(kuò)展到北部閩東地區(qū)（27°N），這時也是暴雨增強階段，對流性質(zhì)明顯，850 hPa水汽通量散度上，沿海地區(qū)存在偏東風(fēng)和偏南風(fēng)共同作用下帶來的水汽通量輻合，說明能量、濕度條件均和暴雨落區(qū)相一致。截至8月6日08：00，可見27°N附近從850 hPa到400 hPa附近存在一高能鋒區(qū)，且空間剖面等值線呈“漏斗狀”分布，說明北部有干冷空氣南下，與暖濕氣流在此交匯，抬升加強并維持，能量繼續(xù)釋放，暴雨維持，后期隨著干冷空氣層次加厚；臺風(fēng)逐漸遠(yuǎn)離，原有位勢不穩(wěn)定層結(jié)被破壞，低層水汽供應(yīng)被切斷，暴雨天氣趨于結(jié)束，尤其在8月6日20：00后降水明顯減弱。

分析“海貝思”臺風(fēng)影響期間的假相當(dāng)位溫剖面，強的高溫、高濕區(qū)主要集中在閩中南地區(qū)，前期有明顯的高能舌向北擴(kuò)展，但在北部地區(qū)持續(xù)時間較短，＞360 K的高值區(qū)主要集中在閩南地區(qū)，其假相當(dāng)位溫高值中心與強上升運動、低空南風(fēng)急流所帶來的水汽通量輻合區(qū)相對應(yīng)。隨著時間推移，假相當(dāng)位溫高值中心范圍逐漸南縮，與暴雨落區(qū)主要集中在閩南地區(qū)相一致。因此，假相當(dāng)位溫的高值區(qū)和其移動趨勢對暴雨落區(qū)具有較好的指示意義。

4.3 水汽條件

從850 hPa風(fēng)場和水汽通量散度場疊加可知，“盧碧”臺風(fēng)影響期間，從南海北部到福建省沿海一帶存在強勁偏南風(fēng)急流，從閩南擴(kuò)展至閩東北沿海，從南部地區(qū)20 m/s到中北部地區(qū)16 m/s，一直維持較強偏南風(fēng)和偏東風(fēng)急流輻合，這兩支急流為沿海地區(qū)源源不斷輸送水汽，其中8月5日20：00水汽通量散度最大值達(dá)-120.0 g/（hPa·cm2·s），與該時段閩中北地區(qū)強降水相一致。

“海貝思”臺風(fēng)影響期間，也可以看到在閩南地區(qū)維持一支風(fēng)速達(dá)22 m/s的偏南風(fēng)急流和一支風(fēng)速達(dá)18 m/s的偏東風(fēng)急流，但是到中部地區(qū)明顯減弱，尤其到北部地區(qū)東風(fēng)風(fēng)速僅有6～8 m/s，已達(dá)不到急流強度，因此強降水區(qū)僅出現(xiàn)在閩南地區(qū)。與此相對應(yīng)的，水汽通量散度在整個福建省中北部地區(qū)也相對均勻且較弱，其最大值僅出現(xiàn)在中南部地區(qū)達(dá)-80.0g/（hPa·cm2·s）?？梢姡椇蠀^(qū)強度、中心及其出現(xiàn)時段與強降水相吻合。

5 結(jié)論

（1）“盧碧”臺風(fēng)過程具有影響時間長、累積雨量大、降水極端性強的特點，“海貝思”臺風(fēng)過程具有影響時間長、雨強小、雨強分布均勻的特點。

（2）200 hPa南亞高壓中心位置及其所形成的次級環(huán)流上升支，與其所建立的條件對稱不穩(wěn)定對強降水落區(qū)有指示作用，500 hPa副高和西風(fēng)槽的位置對臺風(fēng)路徑有重要影響，850 hPa低空急流不僅輸送水汽，還加強了層結(jié)的不穩(wěn)定度，高溫、高濕使得低層擾動加強，觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放。

（3）中尺度對流雨團(tuán)增強了“盧碧”登陸前后降水的極端性，而季風(fēng)云團(tuán)水汽的不斷輸送，使得臺風(fēng)暴雨維持較長時間。

（4）強上升運動區(qū)在閩東地區(qū)明顯加強與北方冷空氣滲透南下帶來的強迫抬升有關(guān)，有利于對流的發(fā)生發(fā)展。對比兩個臺風(fēng)暴雨過程可知，正渦度中心與暴雨落區(qū)對應(yīng)一致，上升運動中心強度與暴雨強度相吻合。

（5）假相當(dāng)位溫高值中心所在地與強上升運動、低空南風(fēng)急流所帶來的水汽通量輻合區(qū)相對應(yīng)，假相當(dāng)位溫高值區(qū)對應(yīng)較強高能、高濕區(qū)，移動趨勢對暴雨落區(qū)具有較好的指示意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李英，陳聯(lián)壽，徐祥德.水汽輸送影響登陸熱帶氣旋維持和降水的數(shù)值試驗[J].大氣科學(xué)，2005（1）：91-98.

[2] 袁金南，周文，黃輝軍，等.華南登陸熱帶氣旋“珍珠”和“派比安”的對流非對稱分布觀測分析[J].熱帶氣象學(xué)報， 2009，25（4）：385-393.

[3] 周冠博，董林，柳龍生，等.2007號臺風(fēng)“海高斯”快速加強的成因分析[J].海洋氣象學(xué)報，2021，41（1）：100-108.

[4] 周靜，李厚偉，唐潔，等.0606號臺風(fēng)暴雨的物理量診斷分析[J].廣東氣象，2008（4）：32-35，55.

[5] 周雪松，馮勇，陳澍，等.影響山東的臺風(fēng)溫比亞（1818）中尺度云團(tuán)“列車效應(yīng)”特征分析[J].海洋氣象學(xué)報，2021，41 （2）：46-57.