台风“暹芭”引起宁德市远距离暴雨过程分析.pdf
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1、海峡科学Straits ScienceJune 2023No.6,Total 198th台风“暹芭”引起宁德市远距离暴雨过程分析缪语沛 陈 杰 赵一夫 周 艺(福建省宁德市气象局,福建 宁德 352100)摘要 利用 ECWMF 再分析资料、新一代天气雷达、地面及高低空常规观测资料,对 2022 年第 3 号台风“暹芭”登陆期间在宁德市引起的远距离暴雨进行分析。结果表明,此次远距离暴雨由台风“暹芭”外围环流与副高之间形成的低层东风急流共同作用形成,暴雨持续时出现东风波,为此过程提供了一定的动力条件。此次远距离暴雨有两个暴雨中心,一个在福鼎、霞浦、柘荣交汇处,另一个在蕉城和福安沿海一带。此过程
2、CMA-MESO 模式具有一定的预报能力,其余模式的量级预报均偏小。关键词 台风“暹芭”远距离暴雨 数值模式中图分类号 P458.1+21.1文献标识码 A文章编号 1673-8683(2023)06-0024-060 引言台风远距离暴雨因其预报难、降水强度大、突发性强,对人民的生命财产安全构成很大危害,近年来受到越来越多的学者的关注和研究。陈联寿1提出了热带气旋远距离降水定义为远距离降水发生在 TC(Tropicalcyclone,TC)范围之外,但与 TC 之间存在内在物理联系;朱洪岩等2对台风的数值模拟研究表明,台风可通过水汽和能量的输送直接影响远距离降雨区的分布,西风槽可为台风远距离降
3、雨提供低层辐合、高层辐散及槽前正涡度平流的大尺度背景,有利于垂直运动的发展和降雨的维持;WANG 等3分析了日本的一次暴雨过程,指出远离日本位于太平洋上台风外围的水汽输送对这次暴雨的发生起重要作用;丛春花等4通过总结台风远距离暴雨的研究进展,指出台风作为一个强大的扰动源可以激发周围流体内部的波动。我国台风远距离暴雨的形成往往是由登陆台风造成,较多地发生在四川、陕西、山东和河北等地,未登陆台风对沿海附近造成的远距离暴雨则相对少见5。本文利用欧洲中期天气预报中心(ECWMF)再分析资料、新一代天气雷达、地面及高低空常规观测资料,对2022 年3 号台风“暹芭”引起宁德市远距离暴雨过程进行分析。1
4、天气实况回顾2022 年第3 号台风“暹芭”于 6 月 30 日 08 时在南海生成,之后朝西北方向移动,30 日 23 时加强为强热带风暴级并继续向西北方向移动,7 月 2 日 08 时加强为台风级,并于当日15 时在广东电白沿海登陆,中心最低气压为965hPa,中心附近最大风力 12 级(35m/s),其登陆点距离宁德市约 1039km。登陆后西北行进入广西境内,7 月 4 日 08 时中央气象台停止对其编号。台风“暹芭”登陆时强度强、结构完整、影响范围广,我国华东、华南地区和海南岛出现大范围的降水,其残余环流配合高空槽,降水范围扩大至山东、河南和东北三省。受台风“暹芭”环流影响,7 月
5、1 日宁德市部分地区出现大雨到暴雨,局部大暴雨,柘荣东源乡和霞浦水门乡出现特大暴雨。统计6 月30 日20 时至7 月1 日20 时共24h 累计雨量,宁德市共有6 个县的24 个乡超过50mm,福鼎、霞浦、柘荣的6 个乡超过 100mm。其中霞浦、柘荣的 2 个乡超过200mm,最大为柘荣东源乡 265.5mm,其次为霞浦水门乡216.7mm;城区降水量最大为柘荣 88.2mm;1h 降水量最大为柘荣东源乡 86.6mm。从降水分布图来看,分为两个强降水中心,一个在柘荣、福鼎和霞浦交界处,另一个在蕉城和福安沿海一带(图1)。此次暴雨过程突发性强,小时雨强大,预报难度高。422023 年第 6
6、 期海峡科学HAI XIA KE XUE图 1 2022 年 6 月 30 日 20 时至 7 月 1 日 20 时宁德降水实况图2 天气形势2.1 环流形势2.1 环流形势7 月1 日08 时500hPa 形势(图 2)为两高型,副高主体位于西太平洋到日本海,华中和华西地区呈块状分布,2022 年第3 号台风“暹芭”7 月1 日08 时距离海南省三沙市(西沙永兴岛)东北方向约250km,台风整体向西北方向移动。华东一带有短波槽移动过境,槽底位置偏北,距离强降水区400km 以上,对本地区降水影响不大。图 2 2022 年 7 月 1 日 08 时 500hPa 高空图700hPa 上(图 3
7、a)3 号台风“暹芭”气旋性环流范围很大,受其外围环流影响,来自海上的东南气流到达台湾省被山脉阻挡发生绕流,与副高主体的南侧环流共同作用形成一支偏东急流,向宁德市输送水汽。850hPa(图3b)和925hPa(图3c)上,宁德市沿海有明显的偏东急流,由于地形作用在柘荣和霞浦一带辐合上升,为强降水的发生输送了大量水汽。(a)700hPa(b)850hPa(c)925hPa图 3 2022 年 7 月 1 日 08 时环流形势图 此次远距离暴雨过程,影响系统主要有第 3 号台风“暹芭”外围环流、700hPa 偏东气流、850hPa 和 925hPa的偏东急流。宁德市最强时段的降水主要发生在偏东急流
8、和低层的水平风辐合区。大气环流背景场与低层形势特征与研究人员总结结果类似,台风外围有偏南风,低空急流向强降水区输送水汽,但高层形势有差别,一般台风远距离降水发生在 500hPa 西风槽前或槽区,但此次远距离降水发生在副高外围,短波槽位置偏北,并没有为系统发展提供涡度平流等动力条件。2.2 高、低空风场2.2 高、低空风场高、低空急流的配置对暴雨天气的产生有着极为重要的作用。高空急流的抽吸作用有利于上升运动的维持和加强,是高空产生辐散的重要机制6。低空急流的产生,能够造成一定的水汽堆积。水汽通量的辐合为该地区的暴雨提供了必要条件,高、低空急流的耦合是暴雨或大暴雨产生的重要机制。由图 4 和图 5
9、 可52HAI XIA KE XUE海峡科学2023 年第 6 期以看出,7 月 1 日 910 时暴雨区的 925hPa 和 850hPa对应着明显的偏东急流,从福鼎 1011 时风廓线雷达可以看出,3800 4400m 对应的中高层出现东风波动,通常东风波动前吹东北风,东风波动前后吹东南风,波动前有下沉运动,波动后有上升运动,强降水集中在波动后,与之对应,最大小时雨强出现。1112 时,该地区低层仍有急流存在,使得上升运动更为显著,说明中低层水汽和不稳定能量的输送与加强是此过程的能量条件,中高层的东风波动为降水提供了动力条件,所以东风急流的稳定维持和东风波的出现导致了这次暴雨过程。图 4
10、2022 年 7 月 1 日福鼎风廓线雷达图 5 2022 年 7 月 1 日相对湿度叠加高度风场3 物理量分析3.1 探空分析3.1 探空分析从 2022 年 7 月 1 日 08 时福州的探空图(图 6)看,CAPE 值为 1543.9J/kg,较高;0 6km 垂直风切变风切不强;0层高度在5207.9m,偏高,低层至700hPa 以偏东暖湿气流为主,湿层较低,并受台风外围的环流影响,有很强的水汽输送能力;850hPa 比湿为15g/kg,利于暴雨的产生。K 指数为 36.1,T85 为 22.9,SI 指数为-2.3,层结不稳定,700hPa 至 500hPa 以偏东风转东北风,上干下
11、湿结构明显,易产生局地雷暴。图 6 2022 年 7 月 1 日 08 时福州探空图从表1 可以看出,6 月 30 日 20 时,福州探空有一定的不 稳 定 能 量,达 622.5J/kg;7 月 1 日 08 时 达 到1563.9J/kg,有明显的增强;随着暴雨过程开始,能量有所释放,至7 月1 日20 时能量降至 382.2J/kg。从 SI 指数也能看出,伴随着过程发生,SI 指数负值增大,表明大气层结不稳定。6 月 30 日 20 时和 7 月 1 日 08 时 K 指数相差不大,都在 36以上,表明大气层结不稳定,易产生雷暴;在暴雨过程结束后,SI 指数上升,此时层结逐渐趋于稳定,
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