臺風(fēng)“蘇拉”引起的溫州機(jī)場降水的模擬分析

陳磊 陳龔梅 侯思遠(yuǎn) 戴璇璇 陳志平

摘 要 利用常規(guī)觀測資料、氣象云圖等資料對2012年第9號臺風(fēng)“蘇拉”進(jìn)行了分析，得出“蘇拉”具有強(qiáng)度強(qiáng)、移速慢、與西南季風(fēng)結(jié)合局地雨強(qiáng)大、影響時(shí)間長和范圍廣等特點(diǎn)，數(shù)值模擬結(jié)果表明：登陸時(shí)間和地點(diǎn)、降水區(qū)域分布與實(shí)況比較接近；模擬臺風(fēng)降雨的極值效果不理想，但總體趨勢效果良好；模擬的風(fēng)與實(shí)況較一致。

關(guān)鍵詞 “蘇拉”；溫州機(jī)場；數(shù)值模擬

中圖分類號：P444 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.29.044

臺風(fēng)往往會(huì)給飛行安全造成嚴(yán)重影響，這些影響包括顛簸、雷擊、風(fēng)切變、低能見度等。2012年8月2-3日臺風(fēng)“蘇拉”在浙江省和福建省二次登陸，受其影響，臺灣、福建、浙江和江西等地出現(xiàn)了強(qiáng)風(fēng)雨天氣。浙江省大部地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨，局部地區(qū)出現(xiàn)大暴雨，共有881個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量超過50 mm，其中256個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過100 mm，3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過200 mm，最大雨量出現(xiàn)在溫州甌海區(qū)北林垟，為215.6 mm。受其帶來的強(qiáng)降水及陣風(fēng)影響，溫州機(jī)場共有24個(gè)航班被迫取消，另有一個(gè)航班備降。

本文利用溫州空管站研發(fā)的WRF預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，對臺風(fēng)“蘇拉”進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析其移動(dòng)、強(qiáng)度及其帶來的強(qiáng)降水，以期為預(yù)報(bào)員提供一定的預(yù)報(bào)思路，從而有利于業(yè)務(wù)工作的開展。

1 臺風(fēng)概況

1.1 移動(dòng)路徑及環(huán)流形勢

“蘇拉”于2012年7月28日08：00在菲律賓以東約630 km的西北太平洋洋面上生成，于7月30日下午加強(qiáng)為臺風(fēng)，8月1日22：00加強(qiáng)為強(qiáng)臺風(fēng)，8月2日03：15前后在臺灣省花蓮市秀林鄉(xiāng)沿海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力有14級（42 m/s）。登陸后很快減弱為臺風(fēng)，3日凌晨減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，并于3日06：50前后在福建省福鼎市秦嶼鎮(zhèn)沿海二次登陸，登陸后繼續(xù)深入福建，10：00時(shí)減弱為熱帶風(fēng)暴，最終于3日晚上停止編號。

“蘇拉”生成后兩天便加強(qiáng)為臺風(fēng)，隨后不久又加強(qiáng)為強(qiáng)臺風(fēng)，并以強(qiáng)臺風(fēng)的強(qiáng)度登陸臺灣花蓮。“蘇拉”的移動(dòng)速度卻很緩慢，7月28-31日平均移動(dòng)速度小于10 km/h，甚至在7月31日09：00—15：00一直在臺灣東南部洋面回旋。由于它生成后處于一個(gè)引導(dǎo)氣流比較弱的環(huán)境中，加上第10號臺風(fēng)“達(dá)維”給它的西行造成了一定的阻礙，此外，在35～40°N有大范圍的高壓帶，且副高脊線穩(wěn)定維持，所以雙臺風(fēng)的相互作用和副高的阻礙作用，造成了它向西北偏西方向移動(dòng)且移速較慢（見圖1a）。夏季西太平洋尤其是菲律賓以東洋面的溫度很高，特別適合臺風(fēng)能量的聚集，同時(shí)，在南海到西太平洋上盛行著較強(qiáng)的西南季風(fēng)（見圖1b），為臺風(fēng)暴雨提供了充足的水汽和暴雨發(fā)生發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制，這種情況下帶來的降水強(qiáng)度更強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間也會(huì)更久。

1.2 臺風(fēng)對機(jī)場的影響

8月2日，強(qiáng)臺風(fēng)“蘇拉”在臺灣省花蓮沿海登陸后，溫州機(jī)場開始受其外圍環(huán)流影響。03：00UTC開始下小陣雨，06：00—13：00UTC出現(xiàn)中到大陣雨，期間11：39—12：40出現(xiàn)了雷暴伴大雨天氣。3日06：37—08：24UTC出現(xiàn)中到大陣雨，之后轉(zhuǎn)為小陣雨為主，16：00UTC降水結(jié)束。同時(shí)，機(jī)場平均風(fēng)力5～6級，陣風(fēng)7～8級。受其影響，溫州機(jī)場共有24個(gè)航班被迫取消，另有一個(gè)航班備降。

2 數(shù)值模擬

利用自主研發(fā)的WRF預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對此次臺風(fēng)影響情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。模式采用雙重網(wǎng)格嵌套，粗網(wǎng)格區(qū)域有121×100個(gè)格點(diǎn)，格距為30km；細(xì)網(wǎng)格區(qū)域有140×100個(gè)格點(diǎn)，格距為10km。模式垂直分層為30層，模式區(qū)域的中心位置為27.99°N，120.69°E。模擬時(shí)間為2012年8月2日20：00—8月3日20：00（北京時(shí)），積分步長為1 h。在模式中粗細(xì)網(wǎng)格區(qū)域都采用簡單冰相云物理過程方案；對流參數(shù)化方案則均為Grell方案；對于邊界層方案，粗網(wǎng)格區(qū)域采用了MRF方案，細(xì)網(wǎng)格區(qū)域則選取了高分辨率的Blackadar方案。

2.1 登陸情況和降水區(qū)域分布模擬

圖2a模擬了“蘇拉”登陸福鼎后的海平面氣壓場以及降水分布，對比觀測實(shí)況（圖2b），可看出模擬的登陸時(shí)間和位置與實(shí)際觀測比較接近，降水區(qū)域呈現(xiàn)沿著中國東部沿海的狹長條狀分布，這與降水量實(shí)況也比較接近，說明該模式對于臺風(fēng)登陸情況及降水分布的模擬效果不錯(cuò)。但對于臺風(fēng)演變的影響因素估計(jì)有所偏差，例如模擬過程中，因?yàn)檫€有第10號臺風(fēng)“達(dá)維”生成，產(chǎn)生了雙臺風(fēng)的相互作用，這一點(diǎn)模式中并沒有考慮到，所以對于雨強(qiáng)及降水中心區(qū)的模擬還是不夠準(zhǔn)確。

2.2 降水量、溫度、相對濕度和風(fēng)的模擬

降水量模擬結(jié)果顯示（見圖3），8月2日20：00開始降水，之后降水開始逐漸增大，整體呈現(xiàn)先增大后減小的動(dòng)態(tài)變化，總體趨勢比較平緩，以連續(xù)性降水為主，整個(gè)模擬時(shí)段的降水量總計(jì)75.5 mm，達(dá)到暴雨級別。溫州機(jī)場實(shí)際降水也呈現(xiàn)先增大后減小的過程，但起伏比較明顯，有兩次明顯的強(qiáng)降水時(shí)段，分別為3日7：00前后和14：00前后，24時(shí)降雨量為51 mm（見圖4），故模擬過程雨量比實(shí)況要明顯偏大，表明模式對于臺風(fēng)降水的極值模擬不好，但總體趨勢還可以。

模擬的相對濕度24時(shí)平均值為91.8%（見圖3b），而實(shí)際觀測數(shù)據(jù)24時(shí)平均為82.9%（圖略），表明模擬的降水量偏大。由于此次臺風(fēng)經(jīng)過兩次登陸，減弱相對較快，所以溫州機(jī)場受風(fēng)速影響不是特別明顯，實(shí)際觀測數(shù)據(jù)24時(shí)平均風(fēng)速為8.2 m/s，模擬的風(fēng)速24時(shí)平均值為9.55 m/s（見圖3c）。從圖3d可以看出，2日20：00 UTC起，“蘇拉”尚處于臺灣海峽，溫州機(jī)場上空為東北偏北風(fēng)，之后在“蘇拉”逐漸向著福鼎沿海移近的過程中，上空漸變?yōu)槠珫|風(fēng)，“蘇拉”登陸后繼續(xù)西移，溫州機(jī)場上空轉(zhuǎn)為東南偏南風(fēng)，因此，模擬的風(fēng)廓線能夠較好地反映“蘇拉”登陸福鼎前后的風(fēng)場演變過程。此外，從圖3e中可以看出，模擬結(jié)果表明，950～900 hPa是一個(gè)高溫高濕區(qū)，表明臺風(fēng)帶來了充沛的水汽，這也是機(jī)場出現(xiàn)強(qiáng)降水的原因。

3 結(jié)論

利用常規(guī)觀測資料和氣象云圖等資料分析得出，“蘇拉”具有強(qiáng)度強(qiáng)，移速慢，與西南季風(fēng)結(jié)合局地雨強(qiáng)大，影響時(shí)間長，范圍廣等特點(diǎn)。數(shù)值模擬結(jié)果表明：模擬的登陸時(shí)間和位置與實(shí)際觀測比較接近；降水區(qū)域呈現(xiàn)沿著中國東部沿海的狹長條狀分布，這與實(shí)況也比較接近，故模式對于臺風(fēng)降水分布的模擬效果較好，但對于臺風(fēng)演變的影響因素估計(jì)有所偏差，如模擬過程中，因同期還有第10號臺風(fēng)“達(dá)維”生成，產(chǎn)生了雙臺風(fēng)的相互作用，模式中并未考慮到這一點(diǎn)，所以對于雨強(qiáng)及降水中心區(qū)的模擬還不夠準(zhǔn)確。

（責(zé)任編輯：劉昀）