1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”特征及成因分析

郭媚媚，唐潔，李文輝，陳國(guó)貞

（肇慶市氣象局，廣東肇慶 526060）

1522號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“彩虹”特征及成因分析

郭媚媚，唐潔，李文輝，陳國(guó)貞

（肇慶市氣象局，廣東肇慶 526060）

利用常規(guī)觀(guān)測(cè)、Micaps、自動(dòng)氣象站資料，對(duì)1522號(hào)臺(tái)風(fēng)“彩虹”的天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)、物理量診斷、單站氣象要素演變特征、環(huán)境條件及中小尺度系統(tǒng)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：肇慶各地氣壓最低值出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸前后1h內(nèi)，強(qiáng)降水峰值出現(xiàn)前約1－2h，強(qiáng)降水發(fā)生前氣壓突降現(xiàn)象與強(qiáng)降水的時(shí)段有很好的相關(guān)性，能為預(yù)報(bào)提供參考；臺(tái)風(fēng)“彩虹”發(fā)展在東北高西南低氣壓場(chǎng)背景條件下，往垂直風(fēng)切變小的地方移動(dòng)；暖云層厚度較厚，暖云層中水汽接近飽和，地面至850hPa和700hPa的風(fēng)垂直切變數(shù)值均比地面至500hPa大。中低層的風(fēng)垂直切變很大，水汽條件和動(dòng)力條件有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生；小渦旋的長(zhǎng)時(shí)間維持，配合強(qiáng)盛的東南風(fēng)，在西北高東南低的地形作用下，有利于產(chǎn)生持續(xù)的強(qiáng)降水。

天氣學(xué)；強(qiáng)臺(tái)風(fēng)；“彩虹”；特征；成因

引言

廣東省南臨南海，東面瀕臨西太平洋，是我國(guó)熱帶氣旋登陸和受其影響最多的省份［1］，后汛期受熱帶氣旋影響頻繁。熱帶氣旋造成狂風(fēng)暴雨、風(fēng)暴潮等災(zāi)害，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，威脅人民生命安全［2、3］。肇慶市地處廣東省中西部、西江中下游。每年影響肇慶的臺(tái)風(fēng)有3－4個(gè)。多年來(lái)，氣象業(yè)務(wù)人員對(duì)熱帶氣旋的規(guī)律和特點(diǎn)作了大量的研究。鄭志陽(yáng)等分析近60年影響惠安臺(tái)風(fēng)頻數(shù)氣候變化特征，發(fā)現(xiàn)1990年以后為偏多期［4］。何如等利用測(cè)風(fēng)塔上的超聲風(fēng)觀(guān)測(cè)儀器對(duì)臺(tái)風(fēng)“啟德”影響過(guò)程的湍流脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)特

征參數(shù)進(jìn)行了分析［5］。劉遠(yuǎn)方從水汽輸送、動(dòng)力條件、層結(jié)穩(wěn)定性等方面分析了臺(tái)風(fēng)“海鷗”對(duì)南寧機(jī)場(chǎng)強(qiáng)降水的影響［6］。李華實(shí)等分析了1409號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”近海急劇加強(qiáng)的原因是上層輻散增強(qiáng)和弱的垂直切變［7］。黃翠銀、黃增俊等對(duì)臺(tái)風(fēng)“山神”和“海燕”天氣過(guò)程中冷空氣作用、散度、渦度、水汽、水平風(fēng)垂直切變等方面進(jìn)行分析［8、9］。秦鵬等采用基于動(dòng)力氣象學(xué)原理的方法，估算影響廣東沿海的熱帶氣旋最大強(qiáng)度最低中心氣壓和最大風(fēng)速［10］。

1522號(hào)臺(tái)風(fēng)“彩虹”2015年10月2日凌晨生成，3日23：00加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)，4日14：10在廣東省湛江市坡頭區(qū)沿海登陸，中心最大風(fēng)力50m·s－1，是1949年以來(lái)在10月份登陸廣東的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。臺(tái)風(fēng)“彩虹”的移動(dòng)路徑穩(wěn)定、近海發(fā)展快、風(fēng)雨影響大。受其影響，3～4日，南海北部海面、粵西沿海12－15級(jí)大風(fēng)，陣風(fēng)16－17級(jí)。湛江麻章區(qū)湖光鎮(zhèn)錄得平均風(fēng)46.4m·s－1、陣風(fēng)67.2m·s－1（超過(guò)17級(jí)）的全省最大風(fēng)。4～7日，粵西和珠江三角洲等地出現(xiàn)了暴雨到大暴雨局部特大暴雨，陽(yáng)江陽(yáng)春市永寧鎮(zhèn)錄得577.9mm的全省最大累積雨量。

本文利用Micaps、肇慶地面觀(guān)測(cè)站、自動(dòng)氣象站的氣溫、氣壓、露點(diǎn)、降水等要素資料，分析了臺(tái)風(fēng)“彩虹”天氣過(guò)程的環(huán)流形勢(shì)、物理量診斷、單站氣象要素演變特征、環(huán)境條件及中小尺度系統(tǒng)，為今后臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1 過(guò)程概述

2015年10月3～6日，受臺(tái)風(fēng)“彩虹”外圍環(huán)流影響，肇慶普降暴雨到大暴雨，局部特大暴雨。3日20：00到6日20：00，全市平均雨量為169.0mm，其中超過(guò)100mm有105站，超過(guò)200mm有40站，超過(guò)300mm有18站，最大雨量出現(xiàn)在大旺區(qū)為435.9mm。強(qiáng)降水落區(qū)主要在肇慶東部的鼎湖、大旺、高要、四會(huì)、廣寧、懷集等地。3日夜間到4日，全市有17個(gè)自動(dòng)氣象站出現(xiàn)8級(jí)以上大風(fēng)，其中高要金渡鎮(zhèn)達(dá)23.5m·s－1（9級(jí)）。

圖 1 2015年10月3日20∶00～6日20∶00肇慶各地逐時(shí)雨量(單位:mm)和氣壓(單位:hPa)

分析肇慶降雨大的出現(xiàn)地點(diǎn)高要測(cè)站、高要白土、高要水南、四會(huì)測(cè)站、廣寧測(cè)站的逐時(shí)雨量、氣壓（圖1）。降水呈現(xiàn)三峰型（4日白天7：00～18：00、4日夜間22：00～5日1：00和5日早晨4：00～8：00）。

四會(huì)測(cè)站5日0：00～1：00的1小時(shí)降雨量達(dá)過(guò)程最大值45.7mm。各氣象臺(tái)站均在降水峰值出現(xiàn)前1－2h發(fā)布暴雨黃色預(yù)警信號(hào)，應(yīng)急響應(yīng)啟動(dòng)及時(shí)，服務(wù)效果較好。

分析降水全過(guò)程的氣壓值隨時(shí)間的演變（圖1）可以發(fā)現(xiàn)，氣壓最低值高要測(cè)站1005.7hPa、廣寧測(cè)站1004.8hPa、四會(huì)測(cè)站1006.8hPa出現(xiàn)在4日14：00～15：00，在臺(tái)風(fēng)登陸前后1h內(nèi)，強(qiáng)降水峰值出現(xiàn)前約1－2h，與強(qiáng)降水的時(shí)段有較好的相關(guān)性。在強(qiáng)降水期間，對(duì)應(yīng)的氣壓位于低值區(qū)。高要、廣寧、四會(huì)降水峰值出現(xiàn)前2－3h，氣壓開(kāi)始下降，幅度為1－2hPa。氣壓的演變特征和強(qiáng)降水發(fā)生前氣壓突降現(xiàn)象與強(qiáng)降水的時(shí)段有很好的相關(guān)性，能為預(yù)報(bào)提供參考。降水發(fā)生期間（3～5日），溫度、露點(diǎn)很接近（圖2）。溫度和露點(diǎn)的差值在1℃以?xún)?nèi)的時(shí)段正是降水出現(xiàn)的時(shí)期，與強(qiáng)降水集中的時(shí)段基本吻合。

2 臺(tái)風(fēng)“彩虹”路徑分析

在分析TC路徑變化時(shí)，應(yīng)著眼TC與西北太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱(chēng)副高）以及中緯度西風(fēng)帶中的槽脊系統(tǒng)之間的相對(duì)位置及強(qiáng)度變化。副高是操縱TC運(yùn)動(dòng)的主要天氣系統(tǒng)［11］?！安屎纭卑l(fā)展在東北高西南低氣壓場(chǎng)背景條件下。10月3日08：00，副高位于西太平洋海面上，西脊點(diǎn)在115°E附近。副高面積和強(qiáng)度指數(shù)分別為110和401dagpm，強(qiáng)度異常強(qiáng)。廣東地區(qū)500hPa高度場(chǎng)在590－592dagpm，內(nèi)陸風(fēng)速4m·s－1，沿海8－12m·s－1。“彩虹”位于東西帶狀分布的副高的西南緣，受到副高邊緣南側(cè)偏東南氣流引導(dǎo)，向西北偏西方向移動(dòng)（圖3a）。10月4日08：00，副高西脊點(diǎn)西伸至110°E，副高形狀變成方頭狀。副高面積和強(qiáng)度指數(shù)比前一天增加了12和113dagpm。廣東地區(qū)500hPa高度場(chǎng)仍然很高，維持在590－592dagpm，風(fēng)速急增，內(nèi)陸10－16m·s－1，沿海30－32m·s－1?！安屎纭蔽挥诟备呶鱾?cè)，在強(qiáng)盛的東南氣流的引導(dǎo)下快速向西北方向移動(dòng)（圖3b）。

圖2 2015年10月3～5日高要、四會(huì)溫度、露點(diǎn)、氣壓、雨量圖(單位分別為:℃、℃、hPa,、mm)

3 臺(tái)風(fēng)“彩虹”強(qiáng)度分析

TC強(qiáng)度的變化與海表溫度、濕度、對(duì)流層風(fēng)速垂直切變、高低空散度、對(duì)流不穩(wěn)定、低層渦度密切相關(guān)［12－15］。

圖3 2015年10月3～4日500 hpa天氣圖

3.1海溫

當(dāng)TC處于或移向高海溫區(qū)時(shí)，強(qiáng)度將維持或加強(qiáng)。在盛夏和初秋，西北太平洋的熱帶和亞熱帶洋面和南海的海溫一般都具備適合TC維持和發(fā)展的條件。2015年10月，在“彩虹特”生成前至登陸廣東之前，西北太平洋的熱帶和亞熱帶洋面維持在28℃以上，南海西北部海溫高達(dá)29－31℃，比歷年同期異常偏高2℃。高海溫十分有利于“彩虹”強(qiáng)度的維持和加強(qiáng)。

3.2 風(fēng)速垂直切變

2015年10月2日08：00，“彩虹”移經(jīng)菲律賓，菲律賓北部、臺(tái)風(fēng)中心附近的500至1000hPa、700至1000hPa風(fēng)速垂直切變?yōu)楦咧抵行?，?shù)值分別為2.5×10－3和7×10－3·s－1?！安屎纭蓖湮鞅狈酱怪憋L(fēng)切變小的地方移動(dòng)。10月4日20：00，“彩虹”登陸廣東后，強(qiáng)度減弱，西北行進(jìn)入廣西境內(nèi)。廣東西部形成500至1000hPa、700至1000hPa風(fēng)速垂直切變的高值中心。“彩虹”位于風(fēng)速垂直切變梯度區(qū)內(nèi)，并向垂直風(fēng)切變小的地方移動(dòng)（圖4）。對(duì)流層上下弱的風(fēng)速垂直切變，有利于氣柱內(nèi)凝結(jié)潛熱的集聚和暖心結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而導(dǎo)致地面氣壓的下降，有利于“彩虹”增強(qiáng)和移動(dòng)。

圖4 2015年10月2、4日風(fēng)速垂直切變分布(單位:×10-3·s-1)

4 環(huán)境條件分析

由于肇慶地區(qū)位于廣東中西部地區(qū)，現(xiàn)選取廣西區(qū)梧州、廣東省清遠(yuǎn)站的資料作分析。由4日08：00T－logP圖（圖5）可見(jiàn)，各站上空有深厚的濕層，400hPa以下，溫度曲線(xiàn)和露點(diǎn)曲線(xiàn)緊密相連，大氣接近飽和。根據(jù)云的微物理過(guò)程，暖云的降水效率要高于冷云，抬升凝結(jié)高度到融化層（大致為0℃層高度）之間的厚度可以作為暖云厚度的估計(jì)。梧州、清遠(yuǎn)探空站的抬升凝結(jié)高度和0℃層高度分別為970、980m和5270、5070m，暖云層厚度較厚，并且暖云層中水汽接近飽和，有利于產(chǎn)生高效率的強(qiáng)降水。結(jié)合500、700、850和925hPa地面天氣圖，可見(jiàn)：4日08：00粵西地區(qū)地面為東北風(fēng)7m·s－1，925hPa為偏東風(fēng)19m·s－1，850hPa為東南風(fēng)22m·s－1，700hPa為東南風(fēng)24m·s－1，500hPa為東南風(fēng)21m·s－1，風(fēng)速隨高度增加，風(fēng)向順轉(zhuǎn)，地面至850hPa、地面至700hPa、地面至500hPa風(fēng)垂直切變分別為9.9×10－3、8.3×10－3和

3.7×10－3·s－1，可見(jiàn)，地面至850hPa和700hPa的風(fēng)垂直切變數(shù)值均比地面至500hPa大，中低層的風(fēng)垂直切變很大。水汽條件和動(dòng)力條件有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。

圖5 2015年10月4日08∶00郴州、桂林、梧州、清遠(yuǎn)溫度對(duì)數(shù)壓力圖

5 中小尺度系統(tǒng)分析

從10月4日05：00開(kāi)始至5日12：00，肇慶東部廣寧、四會(huì)、高要等地區(qū)地面持續(xù)出現(xiàn)南、北2個(gè)中－？尺度的小渦旋。小渦旋尺度為10－40km，北邊的渦旋中心位于廣寧、四會(huì)交界的地方，南邊的位于高要南部。小渦旋的長(zhǎng)時(shí)間維持，配合強(qiáng)盛的東南風(fēng)，在西北高東南低的地形作用下，產(chǎn)生肇慶東部地區(qū)持續(xù)的強(qiáng)降水。

6 結(jié)論

（1）肇慶各地氣壓最低值出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)登陸前后1小時(shí)內(nèi)，強(qiáng)降水峰值出現(xiàn)前約1－2h，與強(qiáng)降水的時(shí)段有較好的相關(guān)性。在強(qiáng)降水期間，對(duì)應(yīng)的氣壓位于低值區(qū)。強(qiáng)降水發(fā)生前氣壓突降現(xiàn)象與強(qiáng)降水的時(shí)段有很好的相關(guān)性，能為預(yù)報(bào)提供參考。溫度和露點(diǎn)的差值在1℃以?xún)?nèi)的時(shí)段正是降水出現(xiàn)的時(shí)期，與強(qiáng)降水集中的時(shí)段基本吻合。

（2）臺(tái)風(fēng)“彩虹”發(fā)展在東北高西南低氣壓場(chǎng)背景條件下。副高是操縱“彩虹”運(yùn)動(dòng)的主要天氣系統(tǒng)?！安屎纭毖禺惓?qiáng)大的副高邊緣強(qiáng)盛的東南氣流快速向西北方向移動(dòng)。

（3）臺(tái)風(fēng)“彩虹”往垂直風(fēng)切變小的地方移動(dòng)。

（4）暖云層厚度較厚，并且暖云層中水汽接近飽和，有利于產(chǎn)生高效率的強(qiáng)降水。地面至850hPa和700hPa的風(fēng)垂直切變數(shù)值均比地面至500hPa大，中低層的風(fēng)垂直切變很大。水汽條件和動(dòng)力條件有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。

（5）小渦旋的長(zhǎng)時(shí)間維持，配合強(qiáng)盛的東南風(fēng)，在西北高東南低的地形作用下，有利于產(chǎn)生持續(xù)的強(qiáng)降水。

［1］林良勛.廣東省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：氣象出版社，2006：29－30.

［2］郝全成，胡婭敏，羅曉玲.2014年廣東省汛期氣候特征及降水異常成因分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2015，36（2）：40－42.

［3］黃雪松，廖雪萍，覃衛(wèi)堅(jiān).廣西熱帶氣旋特征變化與災(zāi)損變化態(tài)勢(shì)［J］.氣象研究與應(yīng)用，2014，35（1）：1－3.

［4］鄭志陽(yáng)，楊蘇勤，劉德和，等.影響福建省惠安縣臺(tái)風(fēng)氣候特征及其不同路徑的風(fēng)雨影響［J］.氣象研究與應(yīng)用，2016，37（1）：34－37.

［5］何如，周紹毅，蘇志，等.廣西欽州灣臺(tái)風(fēng)“啟德”風(fēng)場(chǎng)特征實(shí)測(cè)研究［J］.氣象研究與應(yīng)用，2015，36（4）：34－37.

［6］劉遠(yuǎn)方.臺(tái)風(fēng)“海鷗”影響南寧機(jī)場(chǎng)強(qiáng)降水過(guò)程分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2016，37（1）：56－60.

［7］李華實(shí)，廖勝石，李露芳，等.1409超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”近海急劇加強(qiáng)特征及成因分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2016，37（1）：47－51.

［8］黃翠銀，農(nóng)孟松，陳劍飛.臺(tái)風(fēng)“山神”和“海燕”對(duì)廣西影響對(duì)比分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2014，35（2）：7－13.

［9］黃增俊，黃歸蘭，丘良，等.冷空氣侵入超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“海燕”造成廣西強(qiáng)降雨增幅成因分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2015，36（1）：31－37.

［10］秦鵬，黃浩輝.影響廣東沿海的熱帶氣旋最大強(qiáng)度估算［J］.氣象研究與應(yīng)用，2015，36（1）：1－5.

［11］練江帆，梁必騏.9615號(hào)臺(tái)風(fēng)特點(diǎn)及其原因初探［J］.廣東氣象，1997，19（S3）：19－22.

［12］李君海.熱帶氣旋影響陵水縣降水的不同強(qiáng)度特征［J］.廣東氣象，2011，33（4）：37－40.

［13］劉燕，林良勛.登陸福建的熱帶氣旋對(duì)廣東降水的影響［J］.廣東氣象，2007，29（2）：14－17.

［14］羅佰良，張超.登陸熱帶氣旋影響湖南并造成強(qiáng)降水的氣候特征［J］.廣東氣象，2008，30（4）：12－14.

［15］吳春娃，馮文.“浣熊”、“海高斯”對(duì)海南島降水的對(duì)比分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2009，30（1）：26－29.

Characteristics and cause analysis of No.1522 severe typhoon" Mujigae"

Guo Mei-mei,Tang Jie,Li Wen-hui,Chen Guo-zhen
(Zhaoqing Municipal Meteorological Service,Zhaoqing Guangdong,526060)

Based on conventional observation,Micaps,automatic meteorological station data,the circulation situation,physical diagnosis,single station characteristics,environmental conditions and meteorological elements meso-microscale system of NO.1522 typhoon"Mujigae"were analyzed.The results show that the lowest pressure appear within the first 1 hour before and after the typhoon and the first 1-2 h before the peak raining occurring.The pressure dip phenomenon and raining occurring time have good correlation to offer reference for forecasting;Typhoon"Mujigae"developed under the background of northeast-high-and-southwest-low pressure and moved to where the vertical wind shear is small;thicker warm cloud,almost saturation water in the warm clouds,both of the ground to 850 hPa and 700 hPa wind vertical shear value are larger than the ground to 500 hPa.Low-level vertical wind shear is very big,in the water vapor condition and dynamic condition is advantageous to the heavy rain;long time maintain of small vortex compared with strong east wind under the southeast-high-and-northwestlow terrain,which is helpful to generate continuous heavy rain.

synoptic;severe typhoon;"Mujigae";characteristic;cause

P458.1+24

A

1673-8411（2016）03-0069-05

2016-05-26

郭媚媚（1979—），女，廣東肇慶人，高級(jí)工程師，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)工作。