廈門機場“白鹿”臺風(fēng)強降水天氣復(fù)盤分析

史文倩 沈華平 徐志欽

摘 要：本文通過對2019年11號臺風(fēng)“白鹿”強降水對廈門機場影響過程進行復(fù)盤分析發(fā)現(xiàn)：此次臺風(fēng)的特點為路徑相對比較穩(wěn)定，臺風(fēng)外圍的螺旋云帶給廈門機場帶來強降水天氣。通過實況與發(fā)布的報文、警報對比分析發(fā)現(xiàn)，臺風(fēng)登陸后上午的降水預(yù)報較為準(zhǔn)確，下午強降水的強度和持續(xù)時間預(yù)計不足。臺風(fēng)氣象服務(wù)總體效果不錯，對臺風(fēng)的移動路徑、廈門機場風(fēng)速和風(fēng)向轉(zhuǎn)變的預(yù)報基本準(zhǔn)確，及時啟動災(zāi)害性天氣預(yù)警。

關(guān)鍵詞：臺風(fēng)強降水天氣復(fù)盤;螺旋云帶;對比分析;氣象服務(wù)

中圖分類號：P458.121.1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）22-0151-03

Abstract： Based on the re-analysis of the impact process of Typhoon "Bailu" on Xiamen airport in 2019， it was found that the track of the typhoon is relatively stable， and the spiral clouds around the typhoon bring heavy rainfall to Xiamen airport. It is found that the precipitation forecast in the morning after typhoon landing is more accurate， and the intensity and duration of heavy rainfall in the afternoon are not enough. The overall effect of typhoon meteorological service is good. The forecast of typhoon moving path， wind speed and wind direction change of Xiamen airport is basically accurate， and the early warning of disastrous weather is started in time.

Keywords： typhoon heavy rainfall weather recovery;spiral cloud band;comparison and analysis;meteorological service

臺風(fēng)是一種破壞力很強的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，臺風(fēng)過境時常常帶來狂風(fēng)暴雨天氣，引起海面巨浪，嚴(yán)重威脅航空和航海安全，臺風(fēng)登陸后帶來的風(fēng)暴增水可能摧毀莊稼、各種建筑設(shè)施等，造成人民生命、財產(chǎn)的巨大損失[1]。

2019年第11號臺風(fēng)“白鹿”于8月25日晨登陸福建南部后繼續(xù)西進，受臺風(fēng)“白鹿”影響，廈門機場24日夜間至25日下午出現(xiàn)大到暴雨，整個臺風(fēng)影響期間過程雨量為78.6 mm（暴雨）;受強降水影響，最低能見度為900 m（25日07：21）;24日15：00至25日08：00間斷出現(xiàn)大風(fēng)，最大平均風(fēng)速為16 m/s，陣風(fēng)風(fēng)速為22 m/s（出現(xiàn)時間25日08：24），其中25日10：00—15：00持續(xù)較強側(cè)風(fēng)，造成廈門機場大量航班取消和返航備降。本文通過臺風(fēng)強降水天氣復(fù)盤分析，希望對今后此類天氣現(xiàn)象的預(yù)測提供借鑒。

1 環(huán)流場背景及物理量分析

1.1 臺風(fēng)路徑和特點

2019年8月21日14：00，1911號臺風(fēng)“白鹿”于西太平洋洋面生成，強度為熱帶風(fēng)暴級;22日23：00于菲律賓以東洋面加強為強熱帶風(fēng)暴級，并沿副熱帶高壓南側(cè)一路向西偏北移動;24日13：00前后登陸臺灣省南部東平縣，強度維持;25日07：25，在福建東山沿海再次登陸后繼續(xù)西進至廣東東部，09：00，強度減弱為熱帶風(fēng)暴級，14：00，強度減弱為熱帶低壓級;26日02：00后停止編號。

1.2 環(huán)流場背景分析

副高緯向分布，脊線位于30°N附近，穩(wěn)定控制著西太平洋及我國黃河流域以南大部地區(qū)，臺風(fēng)沿副高西南側(cè)外圍穩(wěn)定地向西北方向移動，一直到登陸時副高仍較強，所以造成臺風(fēng)實際路徑比預(yù)報路徑偏南，未經(jīng)過臺灣中央山脈的阻擋，僅掠過臺灣南部進入臺灣海峽，強度并沒有明顯減弱。臺風(fēng)路徑與引導(dǎo)氣流之間往往存在相關(guān)性，引導(dǎo)氣流的方向和速度自然成為臺風(fēng)路徑預(yù)報的主要依據(jù)之一[2]。

受臺風(fēng)登陸前后外圍影響，本場高空各層?xùn)|北轉(zhuǎn)東南后轉(zhuǎn)偏南氣流控制，臺風(fēng)倒槽位于粵東至臺灣海峽，后向廣東東部推進。登陸后，中低層閩粵交界到閩南地區(qū)有一支東南急流，進入閩中至閩北地區(qū)風(fēng)速減小，在廈門地區(qū)附近有明顯的風(fēng)速輻合，產(chǎn)生水平風(fēng)切變，有利于對流天氣的發(fā)生。

1.3 物理量分析

25日08：00廈門T-InP圖（圖略）顯示，K指數(shù)為38，SI指數(shù)為0.82，CAPE值為1 479.6，抬升凝結(jié)高度接近自由對流高度，不穩(wěn)定能量較強，有利于對流發(fā)展，因整層水汽充沛，主要表現(xiàn)為強度較大的陣性降水。

從24日20：00至25日20：00濕度空間剖面圖（圖略）上可以看出，25日白天低層到300 hPa都維持一個高濕的狀態(tài)，達到80%以上，300 hPa以上相對濕度減小至50%以下，呈上干下濕的狀態(tài)，存在位勢不穩(wěn)定層結(jié)。傍晚開始，整層濕度減小，降水趨于減弱。

從24日20：00至25日20：00渦度空間剖面圖（圖略）上可以看出，500 hPa以下正渦度平流明顯，500 hPa以上負渦度平流明顯，低層輻合高層輻散，有較強的上升運動，且25日白天，正負渦度平流均有增加，上升運動進一步增強，利于對流云系的維持和發(fā)展。

1.4 多普勒天氣雷達圖分析

隨著臺風(fēng)“白鹿”于東山登陸后逐漸向內(nèi)陸移動，福建區(qū)域內(nèi)有大范圍中到強的對流回波，主體西移，但臺風(fēng)外圍不斷觸發(fā)生成新的螺旋對流雨帶，間歇性地帶來中到強的降水過程。根據(jù)復(fù)盤結(jié)果，針對飛行影響較大的兩波強降水天氣過程進行主要分析。

從強度圖（圖略）上可以看出，25日11：32本場東南方向10～35 km處突然有新的對流云帶觸發(fā)加強，云頂高6～8 km，以30 km/h的速度向偏北方向移動，12：00左右，對流云帶移至本場。結(jié)合雷達徑向速度圖（圖略）可以看出，本場偏南方向20 km的上空有明顯的大風(fēng)區(qū)（風(fēng)速為17 m/s），同高度負速度值大于正速度值，存在風(fēng)速輻合[3]。因此，在12：02—12：42，長約30 km，寬8～10 km的雨帶加強北抬壓過本場上空，后向西北方向移出，造成40 min左右的大陣雨天氣，1 h降水量達23.3 mm（暴雨）。

同樣，25日14：50，本場偏南方向20 km處觸發(fā)多個對流單體，云頂高5～9 km，而后連成對流云帶，以30 km/h的速度向偏北方向移動;15：30左右，對流云帶移至本場，強度略有減弱，云帶稍分散開來，北抬至北部山區(qū)后又迅速加強。結(jié)合雷達徑向速度圖（圖略）可以看出，本場偏南方向50 km的上空也有明顯的大風(fēng)區(qū)，但靠近本場時輻合略有減弱，因此在15：28—16：08出現(xiàn)間歇性的中到大陣雨，之后進入北面同安山區(qū)后繼續(xù)加強。

2 強降水過程的預(yù)報結(jié)果分析

2.1 實況與發(fā)布的報文、警報對比分析

25日進近區(qū)域內(nèi)一直受臺風(fēng)對流云系影響，中午11：40左右，機場偏南10 km處有中等強度對流云系迅速加強發(fā)展北抬，呈窄帶狀;12：02—12：42開始自南向北影響本場及周邊，大陣雨維持40 min。下午15：10左右類似，機場偏南20～35 km處有兩條中到強的對流云系加強發(fā)展北抬;15：28—16：08出現(xiàn)短時的中到大陣雨。

從預(yù)報結(jié)果來看，機場預(yù)報FC0009中：預(yù)報時段00-04UTC短時大陣雨，伴低云180 m，能見度1 500 m;預(yù)報時段05-09UTC短時中陣雨，伴低云240 m，能見度2 500 m。通過對比可以看出：25日上午的降水預(yù)報較為準(zhǔn)確，25日下午對雨強的預(yù)報偏弱，大陣雨出現(xiàn)時間報得過于保守，預(yù)報的持續(xù)時間較短，且短時出現(xiàn)1 000 m左右的能見度。廈門機場25日雨強實況與報文FC0009對比見圖1。

發(fā)布的機場雷雨警報，雖具有15～20 min的提前量，但對本場大陣雨持續(xù)的預(yù)報時間預(yù)計不足，第一段預(yù)報中到大陣雨15 min，實際大陣雨持續(xù)40 min，為管制部門實施流量管理提供時間裕度不夠;第二段，預(yù)報起止時間為15：40—16：40，但實際影響時間為15：30—16：22，預(yù)報時段有十幾分鐘的誤差，對航班運行影響不大。廈門機場25日雨強實況與機場警報對比見圖2。

2.2 數(shù)值預(yù)報模式分析

作為目前預(yù)報室主要參考模式的歐洲數(shù)值預(yù)報中心的預(yù)報結(jié)果如下：25日11：00-17：00共6 h降水量本場周邊為3～10 mm，為小到中雨的量級，降水量的預(yù)報偏弱。值班預(yù)報員對天氣過程實時監(jiān)測，對模式的預(yù)報結(jié)果做出了修訂，將小到中雨的量級修訂為中到大雨。24日08：00及20：00的10 m風(fēng)場預(yù)報：24日夜間23：00至25日05：00東北到偏東風(fēng)8級（風(fēng)速為17～21 m/s），陣風(fēng)9～10級（風(fēng)速為21～28 m/s）;25日早晨漸轉(zhuǎn)偏東南風(fēng)6級（風(fēng)速為11～14 m/s），陣風(fēng)7級（風(fēng)速為14～17 m/s）;11：00后轉(zhuǎn)偏南風(fēng)4～5級（風(fēng)速為6～11 m/s），陣風(fēng)6～7級（風(fēng)速為11～17 m/s）;夜間偏南風(fēng)3～4級。值班預(yù)報員根據(jù)臺風(fēng)實際行徑位置與預(yù)告場相對比，發(fā)現(xiàn)登陸時間相對略晚，于是將風(fēng)向轉(zhuǎn)換時間和風(fēng)速量級進行調(diào)整，最終結(jié)論與實況相對吻合。

3 氣象服務(wù)情況

自8月21日“白鹿”生成開始，氣象臺就密切關(guān)注臺風(fēng)路徑和相關(guān)動態(tài)。在提前一天的重要天氣概率通報中就做出了較為準(zhǔn)確的預(yù)報;24日10：00啟動臺風(fēng)III級預(yù)警后，共發(fā)布4份臺風(fēng)緊急警報，3份臺風(fēng)警報，1份臺風(fēng)登陸消息，1份臺風(fēng)消息，為空管站各級領(lǐng)導(dǎo)組織指揮抗臺工作提供了可靠的決策依據(jù);24日提前近2 h發(fā)布進近區(qū)域雷雨天氣預(yù)警，25日強降水當(dāng)日發(fā)布的機場雷雨警報也有一定的提前量，但對25日中午到下午的雨強預(yù)報偏弱，而后及時對強度進行修訂，發(fā)布了機場暴雨警報。

4 總結(jié)

①臺風(fēng)外圍螺旋云帶，再配合一定的輻合場與低空急流等有利因素，促成了這次暴雨級別的強降水過程。

②此次臺風(fēng)天氣過程預(yù)報效果總體較好，大風(fēng)及側(cè)風(fēng)預(yù)報量級及時段相對吻合，對降水預(yù)報時段大致吻合，提前在前一天的重要天氣概率通報中就做出了較為準(zhǔn)確的預(yù)報。

③當(dāng)日發(fā)布的機場警報也具有一定的提前量，但因臺風(fēng)實際登陸時間比預(yù)計的偏晚近2 h以上，強降水時間推后，由于缺少數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的支持，加上臺風(fēng)減弱較慢，對臺風(fēng)登陸后25日中午到下午的強降水的強度和持續(xù)時間預(yù)計不足，還需要提高臨近預(yù)報的準(zhǔn)確率。

④加強與管制部門的協(xié)同決策，及時根據(jù)天氣演變情況修訂預(yù)報產(chǎn)品，為發(fā)布MDRS預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)提供更可靠的決策依據(jù)。

參考文獻：

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[3]俞小鼎，姚秀萍.多普勒天氣雷達原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.