相似路径台风影响梅州降水的对比分析

相似路径台风影响梅州降水的对比分析
罗碧瑜;张达文;张清华;吴建成
【摘要】该文对比分析了"狮子山"与"凡亚比"对梅州降水的影响,着重分析了两个热带气旋影响期间的环流形势、结构特征以及相关物理量场,找出了两个相似热带气旋在梅州强降水成因上的差异.
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2011(000)002
【总页数】4页(P36-39)
【关键词】台风;降水;梅州
【作者】罗碧瑜;张达文;张清华;吴建成
【作者单位】梅州市气象局,广东梅州514021;梅州市气象局,广东梅州514021;梅州市气象局,广东梅州514021;漳州市气象局,福建漳州363000
【正文语种】中文
【中图分类】P458.1+24
引言
2010年 9月,热带风暴“狮子山”、台风“凡比亚”先后在福建漳浦登陆,登陆后均西折,横穿广东,路径极为相似。

在两个热带气旋影响期间,梅州市均有明显降雨过程出现,但两者的降雨强度和降雨分布则差异很大。

“狮子山”影响期间,梅州市普降大暴雨,局部特大暴雨,特大暴雨位于梅州市西部及南部。

“凡亚比”影响期间,梅
州市东部、南部出现暴雨。

两个气旋登陆点相同,移动路径相似,但两者给梅州带来
的风雨却有明显差异。

因此,非常有必要对相似路径的台风暴雨成因进行对比分析,
这有助于提高台风暴雨发生机制的认识及预报。

1 “狮子山”(1006)和“凡亚比”(1011)概况
1006号热带风暴“狮子山”和 1011号台风“凡亚比”9月相继在南海和西太平
洋洋面生成。

“狮子山”在南海生成后移速缓慢,经过了北移-打转-东折-再北移登陆-西折的曲折路径,强度也经历了“增强 -减弱-再增强 -再减弱 -第 3次增强”的
多变过程。

“狮子山”9月 2日登陆福建漳浦后稳定向偏西方向移动(见图 1),2日中午前后进入梅州境内并自东向西横穿梅州市(历时 8h左右),20时移入河源并于
23时在其境内减弱为热带低压。

受其影响,梅州市普降大暴雨、局部特大暴雨。

图1 “狮子山”、“凡亚比”移动路径示意
1011号台风“凡亚比”于 9月 15日 20时在西太生成后,其路径较“狮子山”清晰,可分为北行、转向、西行3个阶段;强度具有发展迅速、强度强的特点,成为数年来少有的超强台风。

其 19日 09时登陆台湾花莲后维持强台风级别;20日早晨 7
时以台风强度在福建漳浦沿海再次登陆,登陆后西折,于 11时左右进入我省境内,9
时减弱为强热带风暴,19时后穿过梅州市西南部进入河源。

21日 02时减弱为热带低压。

20～21日,受“凡亚比”环流影响,梅州市普降大到暴雨,其中市东部的大埔、南部的五华、丰顺普降暴雨,局部大暴雨。

2 “狮子山”(1006)和“凡亚比”(1011)降水分布特征
热带风暴“狮子山”在登陆后未进入梅州境内时,全市基本上没有降水(图略)。

2日中午前后受其环流影响,该市自东向西开始出现降水(12～20时风暴中心位于梅州
境内)。

从图 2a可知,2日 08～4日 08时,在“狮子山”影响下该市普降大暴雨、
局部特大暴雨(特大暴雨位于该市西部及南部);最大降水中心位于市东南部的丰顺(莲花山南侧)。

由图3a可知,在狮子山登陆后西行缓慢横穿梅州市的过程中,其主要
降水在该市东南部;风暴移出该市深入广东内陆后,全市最大降水仍在东南部(图3b)。

图2 “狮子山”、“凡亚比”过程雨量示意
图3 “狮子山”过程降雨分布示意
台风“凡亚比”未登陆福建漳浦前,梅州市无降水(图略)。

受其外围环流云系影
响,20时 08时前后从我市东部开始出现降水(20日11时STS“凡亚比”中心开始进入广东,20日20时前后擦过梅州市南部)。

在“凡比亚”登陆-西折-深入广东内陆-填塞过程中,梅州市东、南部地区普遍出现暴雨和局部大暴雨的降水过程(图2b);最大降水中心位于该市东部的大埔。

在其过程中强降水主要出现在 20日夜间,随着风暴中心 21日在我省中部的快速填塞,22日梅州市降水明显减弱。

对比分析两个过程的降水分布,发现两者虽登陆点相同且移动路径相似,但降水分布
除在梅州市南部降水分布有相似之处外,其降水性质、降水时间等迥然不同。

“凡
亚比”台风降水主要是短时强降水,而“狮子山”过程强降水主要是长时间雨量累
积而成。

3 “狮子山”和“凡亚比”形势场分析
在影响热带气旋运动的诸多因子中,大尺度环境引导气流是最重要和基本的[1],而副高是最直接地控制和影响热带气旋活动的最主要的大型天气系统[2]。

在“狮子山”过程中,副高整体偏弱(引导气流弱),因此其路径曲折多变;在“凡亚比”过程中,由于副热带高压强大且稳定,因而“凡亚比”路径相对较稳定。

从两个热带气旋过程中500hPa环流形势看,“狮子山”自始至终引导气流都不强,
移速慢。

8月 30日 08时前(第1阶段)受副高外围弱的偏南引导气流影响,“狮子山”缓慢偏北行;9月1日 14时前(第2阶段)受罕见的3个台风(“狮子山”、
“圆规”、“南川”)相互作用,“狮子山”以打转、缓慢偏东移为主。

9月 1日
14时～4日 20时(第 3阶段)受逐渐加强西伸的西太平洋副热带高压影响,“狮子山”偏西分量明显加大;另外由于西南地区到广西上空大陆副高的稳定维持,“狮子
山”在两高影响下移动缓慢。

从850hPa风场上可看到,“狮子山”登陆后(2日 08时～3日 20时),梅州市上空的东南急流一直维持(图4a,b);低空东南急流的长时间维持,不但使“狮子山”得到源源不断的能量补充,从而使其得以在陆上维持时间长达 60h,此外也使海上的暖湿气流源源不断向粤东输送,为梅州市的暴雨到大暴雨提供充足和持续的水汽条件。

4日由于粤东上空的低空急流逐渐被西太平洋正在发展的 1009号热带气旋“玛瑙”吸入,从而粤东上空的低空东南急流消失,梅州市降水明显减弱。

9月 16日 21时前,在 500hPa图上可看到台风“凡亚比”处于鞍型场中,移速较慢,以偏北行为主。

18日开始东环副高加强西伸,与大陆副高打通,此时“凡亚比”处于高压坝南侧转向西行,移速明显加快。

此后“凡亚比”受副高南侧强盛的偏东气流引导,稳定快速地向偏西方向移动(20km/h左右)。

登陆后“凡亚比”仍旧受大陆副高南侧偏东气流的引导继续快速西移,于11时进入我省,20时前后擦过梅州南部地区。

由于降水持续时间的长短,直接影响着降水量的大小。

过程中台风“凡亚比”移速较快、雨时较短。

850hPa图上,20日 20时粤东上空有东南急流存在,21日08时急流移至粤中一带,粤东上空为辐散偏南风场,降水明显减弱。

从两个热带气旋登陆西折进入我省开始到填塞,“狮子山”在我省维持了近 60h,而“凡亚比”仅维持了15h。

两者登陆深入我省内陆后维持、影响时间的明显差异,造成了两者相应降水维持时间的明显差异,也直接影响了两者的过程降水强度。

4 “狮子山”和“凡亚比”环流结构特征分析
登陆台风的暴雨一直是气象研究的重点[3-5]。

热带气旋暴雨的成因不但跟台风的强度、台风登陆后的维持时间、台风的移动速度以及环境流场的相互作用有关,还跟台风的结构、地形作用等有关。

从“狮子山”登陆前9月 1日11时(图4a)以及登陆后9月2日10时(图4b)的卫星云图可看出,“狮子山”结构不对称,对流云团南强北弱。

“狮子山”进入我省到
填塞其低值环流中心为西 -西南走向,因而其强降水落区也主要集中在环流中心的右侧。

从“凡亚比”的卫星云图上看,“凡亚比”登陆台湾前其眼区清晰、结构对称;
登陆西折进入我省后,其结构变得松散,出现两大对流云团(图4c)主体强对流云团主
要位于我省的中西部沿海一带。

图4 “狮子山”、“凡亚比”卫星云图
5 “狮子山”和“凡亚比”物理量场分析
5.1 涡度
从500hPa涡度图可看出,“狮子山”强降水过程中,整个广东为正涡度不稳定区,正涡度大值区位于我省的中东部,浙江到东海始终有一东北西南向的负涡度区域存在。

由于负涡度不利于台风气旋环流的发展,从而抑制了台风外围云系的发展,因而过程
中“狮子山”东北面的降水较弱,“凡亚比”过程中,广东也为正涡度不稳定区,但正涡度大值区位于我省的中部,江南南部也始终有一东西向的负涡度区域存在;该稳定
存在的负涡度区的不利于“凡亚比”西北部的降水。

5.2 水汽通量分析
分析过程中“狮子山”和“凡亚比”水汽通量及其散度演变,可看到过程中两个台
风在梅州上空都有高通量的水汽输入(图 5a,b)。

“狮子山”过程中,水汽通量大值
区在粤东北部,“凡亚比”的在粤东偏东地区。

但从低层925hPa水汽通量散度场
来看,2日20时(图5c)梅州市上空为一水汽通量辐合区,辐合值由 08时的 -8× 10-5 g/(s·cm2·hPa)加强到-24×10-5 g/(s·cm2· hPa),3日08时起辐合值有所减小但该市上空仍为水汽辐合区,最大水汽幅合中心转移到粤中上空。

“凡亚比”过程中,20日 08时该市上空水汽通量散度为水汽辐散区(正值区),20时迅速转为水汽通量散度辐合区(负值区,图 5d),21日该市上空始终维持一辐合区,但21日 08时大负值区主要在我省东部偏南地区,20时最大水汽幅合中心转移到我省西南部。

对比“狮子山”和“凡亚比“水汽通量可知,它们在梅州市上空都具备登陆后造成
暴雨的水汽条件。

但从925hPa水汽通量散度分布来看,两个热带气旋登陆西移进入我省后都存在水汽的辐合,它为梅州市强降水的发生提供了充沛的水汽条件,但“狮子山”在该市上空维持水汽通量辐合的时间明显长于“凡亚比”。

图5 “狮子山”、“凡亚比”850hPa水汽通量及925hPa水汽通量散度图
5.3 θse场分析
高能高湿条件和大气层结不稳定度是产生暴雨的重要条件,假相当位温(θse)是表征大气温湿特征的物理量,对流层中θse高值区代表的是高温高湿区,即高能区。

Δθse=θse 850-θse 500表示大气稳定度。

当Δθse＞0时为不稳定层结,当Δθse ＜0时为稳定层结。

分析两个热带气旋暴雨过程中θse的变化(图略)发现:1日 20时,闽南到粤东为高能区,高能中心位于粤东上空(中心值＞355K)。

2日 08时θse高能区向四周扩展,粤东闽南上空高能中心值也进一步增大(中心值＞357K),与此对应的是2日08时粤东上空的Δθse值也为一正值(+12),这说明此时粤东上空的中低层已为暴雨的产生积累了充足的能量,使粤东地区处于对流不稳定的中心。

2日白天出现了暴雨后,2日 20时粤东上空850hPa的θs e值虽略有下降(355K),但粤东上空仍然是一个高能量区,且Δθse值也仍旧为一正值(+3,仍为对流性不稳定),这就给“狮子山”连续性暴雨的产生提供了充足的能量来源。

从台风“凡亚比”过程中θse和Δθse的演变情况,可看到在“凡亚比”强降水开始前,梅州市上空也为一高能区(352～356K 之间),但高能中心位于赣南,梅州市上空的Δθse在8～10K之间;21日08
时,850hPa的θse高能区已西移至广西东部-我省西部上空,梅州市上空的Δθse也已降为 0;由此可见,20日夜间梅州市的强降水基本释放了该市上空的不稳定能量,21日白天起该市上空层结渐趋稳定。

由上述分析可见,“狮子山”影响期间,梅州市上空的不稳定能量较高且持续时间长,有利于暴雨的生成和维持。

“凡亚比”影响期间,该市上空不稳定能量略低且不稳
定层结维持时间短,能量条件不利于强降水的发生和持续。

6 结语
1)“狮子山”和“凡亚比”虽登陆点相同且移动路径相似,但降水分布除了在梅州
市南部降水分布有相似之处外,其降水性质、降水时间等迥然不同。

“凡亚比”过
程强降水主要是短时强降水;“狮子山”过程强降水主要是长时间雨量累积而成。

2)分析两个热带气旋的结构特征发现:登陆后“狮子山”进入我省到填塞其低值环
流中心为西 -西南走向,因而其强降水落区也主要集中在环流中心的右侧。

而“凡亚比”登陆西折进入我省后,结构变得松散,主体强对流云团主要位于广东中西部沿海。

3)对比两者的涡度、水汽通量、θse场发现:在两个热带气旋影响梅州市期间,“狮
子山”的物理量场对强降水的生成和持续均比“凡亚比”有利。

参考文献:
【相关文献】
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