臺(tái)風(fēng)“浪卡”（2016）暴雨特點(diǎn)及衛(wèi)星云圖特征分析

寧子杰，包文雯，陳崢蓉，潘 靜，黃明策

（1.欽州市氣象局，廣西 欽州 535000；2.廣西壯族自治區(qū)氣象臺(tái)，南寧 530022）

引言

每年7—9 月是華南后汛期臺(tái)風(fēng)影響季節(jié)，進(jìn)入10 月后，冬季風(fēng)逐漸加強(qiáng)，海溫逐漸降低，影響廣西沿海的秋臺(tái)風(fēng)數(shù)量明顯減少，由秋臺(tái)風(fēng)引起的暴雨以上量級(jí)強(qiáng)降水所占比例就更少［1］，所以導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)降水預(yù)報(bào)不容易把握，服務(wù)上容易陷入被動(dòng)。秋季冷空氣勢(shì)力逐漸活躍后，往往能侵入到低緯地區(qū)，有時(shí)適當(dāng)?shù)睦淇諝鈺?huì)對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨起到明顯的增幅作用［2］。臺(tái)風(fēng)降水一般出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)螺旋雨帶部位，由本體環(huán)流直接產(chǎn)生降水，但臺(tái)風(fēng)后部偏南氣流與其他系統(tǒng)相互作用也往往能造成強(qiáng)降水［3－4］，這些臺(tái)風(fēng)很多時(shí)候呈不對(duì)稱結(jié)構(gòu)［5－8］，由此對(duì)臺(tái)風(fēng)影響下的降水強(qiáng)度和落區(qū)預(yù)報(bào)帶來了難題。臺(tái)風(fēng)“浪卡”（2016）在進(jìn)入北部灣后，在臺(tái)風(fēng)本體環(huán)流和南下冷空氣的共同作用下，對(duì)廣西造成了持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)降雨及大風(fēng)天氣過程。本文對(duì)其降水特點(diǎn)進(jìn)行分析，并對(duì)環(huán)境場(chǎng)、物理量場(chǎng)以及衛(wèi)星云圖資料特征進(jìn)行分析，尋找預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，為提高秋季臺(tái)風(fēng)的預(yù)報(bào)能力提供參考依據(jù)。

1 臺(tái)風(fēng)“浪卡”概況

1.1 路徑特征

2020 年10 月12 日上午8 時(shí)，位于南海的熱帶低壓加強(qiáng)為2020 年第16 號(hào)臺(tái)風(fēng)“浪卡”（Nangka），此后以25km·h-1左右的速度向西稍偏北方向移動(dòng)，13 日11 時(shí)接近海南島加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，中心附近最大風(fēng)力25m·s－1，于19 時(shí)20 分前后在海南省瓊海市登陸，登陸后強(qiáng)度減弱為熱帶風(fēng)暴級(jí)并繼續(xù)西行穿過海南島，14 日凌晨移入北部灣海面，18 時(shí)20分在越南清化沿海再次登陸，登陸后迅速減弱，20時(shí)減弱為熱帶低壓（圖1），屬于常見臺(tái)風(fēng)路徑類型。

1.2 “浪卡”影響廣西的風(fēng)雨特征

受臺(tái)風(fēng)“浪卡”影響，廣西南部和西部出現(xiàn)較強(qiáng)的風(fēng)雨天氣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，10 月13 日08 時(shí)至15 日08時(shí)，廣西有849 個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)50～100mm 降水，有141個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)100～200mm 降水，11 個(gè)站點(diǎn)降水達(dá)200mm 以上，最大降水368.5mm 出現(xiàn)在十萬大山北麓的防城港市上思縣叫安鎮(zhèn)。此次暴雨過程以14日12 時(shí)為界分成兩個(gè)階段，第一階段（13 日08時(shí)—14 日12 時(shí)）為臺(tái)風(fēng)本體環(huán)流倒槽云帶產(chǎn)生的降雨，降雨區(qū)主要分布在廣西沿海到崇左市一帶；第二段主要是臺(tái)風(fēng)后部的偏南氣流與冷空氣互相作用增強(qiáng)的動(dòng)力強(qiáng)迫引發(fā)，降雨中尺度特征明顯，具有降雨總量大、強(qiáng)雨強(qiáng)度強(qiáng)、局地性明顯的特點(diǎn)，雨帶相對(duì)第一階段稍偏西，暴雨區(qū)覆蓋了廣西西部和南部大部地區(qū)（圖1）。此外，臺(tái)風(fēng)影響期間，41 個(gè)氣象觀測(cè)站出現(xiàn)8～11 級(jí)的大風(fēng)，最大為北海市斜陽島站29.6m·s－1。

圖1 臺(tái)風(fēng)“浪卡”移動(dòng)路徑（藍(lán)實(shí)線，紅點(diǎn)為對(duì)應(yīng)日期當(dāng)日08時(shí)臺(tái)風(fēng)中心位置）及影響廣西的過程雨量（填色，單位：mm）

2 環(huán)流形勢(shì)分析

2.1 有利臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)條件分析

高空出流有利于臺(tái)風(fēng)增強(qiáng)，在這次臺(tái)風(fēng)過程中，200hPa 南亞高壓呈東部型，中心穩(wěn)定維持在東南地區(qū)沿海，臺(tái)風(fēng)處于南亞高壓西南側(cè)，在接近海南島增強(qiáng)的過程中，南亞高壓西部風(fēng)速明顯強(qiáng)于東部，并且西部風(fēng)向風(fēng)速輻散隨臺(tái)風(fēng)西移不斷加強(qiáng)，高層出流條件增加對(duì)西移臺(tái)風(fēng)加強(qiáng)有利。在500hPa 上，10 月13 日副熱帶高壓加強(qiáng)西伸，臺(tái)風(fēng)東環(huán)與副高之間區(qū)域氣壓梯度明顯增強(qiáng)，風(fēng)速加大，西半環(huán)風(fēng)速仍維持在較小的水平，臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)出現(xiàn)不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。在登陸海南島前，臺(tái)風(fēng)和副高之間存在的強(qiáng)氣壓梯度，使臺(tái)風(fēng)東側(cè)偏南風(fēng)急流加強(qiáng)，有利于大量水汽和能量被輸送到臺(tái)風(fēng)環(huán)流中，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度得到加強(qiáng)；穿過海南島進(jìn)入北部灣后，其北部與副高作用持續(xù)增強(qiáng)，北側(cè)風(fēng)速明顯加大。與中層500hPa 類似，850hPa 臺(tái)風(fēng)北側(cè)與副高擠壓，風(fēng)速較大，其東南部在臺(tái)風(fēng)西移過程中有穩(wěn)定的偏南風(fēng)卷入，低層入流條件穩(wěn)定，在靠近海南島前，有季風(fēng)槽氣流卷入使得臺(tái)風(fēng)有所加強(qiáng)。高低層風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速大小的分布，表明了上下風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，這種風(fēng)場(chǎng)的不對(duì)稱也導(dǎo)致了臺(tái)風(fēng)云帶分布的不對(duì)稱。

2.2 穩(wěn)定西移條件分析

副高穩(wěn)定西伸是引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)持續(xù)西行的主要原因。500hPa 環(huán)流呈緯向型，副高脊線位于25°N 附近，西脊點(diǎn)在110°E 左右，臺(tái)風(fēng)位于副高西南側(cè)，與副高之間有強(qiáng)的氣壓梯度，同時(shí)副高處于明顯加強(qiáng)西伸態(tài)勢(shì)，在副高西南部東南氣流的引導(dǎo)下，臺(tái)風(fēng)有向西偏北移動(dòng)的傾向；地面圖上，在高空槽引導(dǎo)下有冷空氣持續(xù)南下補(bǔ)充，受副熱帶高壓和南下冷空氣的雙重壓制，“浪卡”向北移動(dòng)分量受到阻擋而一路偏西行。

2.3 有利暴雨發(fā)生的條件分析

“浪卡”從進(jìn)入北部灣開始影響廣西，到登陸越南后的臺(tái)風(fēng)后部降水，整個(gè)臺(tái)風(fēng)暴雨過程持續(xù)了約2d 的時(shí)間。此次過程主要分為兩個(gè)階段，首先是14日凌晨到上午時(shí)間段，臺(tái)風(fēng)進(jìn)入北部灣后，廣西南部受臺(tái)風(fēng)北部螺旋云帶影響，臺(tái)風(fēng)倒槽配合高空輻散低空輻合，產(chǎn)生了暴雨天氣過程。過程中水汽在廣西南部輻合，低層臺(tái)風(fēng)東北側(cè)與副高間的東南急流加強(qiáng)，為持續(xù)性降雨提供了穩(wěn)定的水汽和能量條件。

第二階段降雨過程發(fā)生在“浪卡”登陸越南后，此時(shí)廣西西南部處于副熱帶高壓和臺(tái)風(fēng)之間，中低層都是一致的東南急流，有明顯的風(fēng)速風(fēng)向輻合，保證了降雨過程的水汽和能量供應(yīng)，北部灣沿海出現(xiàn)這樣的環(huán)境條件有利于出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)后部的強(qiáng)降水［4］，地面圖上有適當(dāng)強(qiáng)度的冷空氣南下影響廣西南部，與臺(tái)風(fēng)后部偏南暖濕氣流交匯產(chǎn)生的輻合以及斜壓性增強(qiáng)誘發(fā)了第二階段的降水。相比較第一階段的降雨過程，第二階段的系統(tǒng)以及環(huán)境場(chǎng)中心都向西偏移，因此雨帶和強(qiáng)降水中心也有所西移。后期的降水影響范圍除了廣西沿海和崇左市一帶，廣西西部和南部地區(qū)也普降大雨到暴雨。

3 物理量分析

3.1 水汽條件

持續(xù)的水汽供應(yīng)是暴雨發(fā)生的重要條件。臺(tái)風(fēng)西移過程中，廣西以南海域存在季風(fēng)槽環(huán)流，槽中西南氣流為廣西上空輸送水汽和能量，使得臺(tái)風(fēng)影響前期水汽供應(yīng)充足，臺(tái)風(fēng)進(jìn)入北部灣后，低層臺(tái)風(fēng)與副高之間的東南急流加強(qiáng)，在廣西南部有風(fēng)向輻合，為暴雨區(qū)輸送了水汽和激發(fā)了上升運(yùn)動(dòng)；水汽通量散度場(chǎng)顯示，負(fù)水汽通量輻散中心跟隨臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)，臺(tái)風(fēng)在北部灣西移過程中，廣西南部上空始終存在明顯的水汽通量散度負(fù)值區(qū)（圖2），表明該處有持續(xù)的水汽輸送和輻合，為暴雨的產(chǎn)生提供了充分的水汽條件。

圖2 14 日08 時(shí)850hPa 風(fēng)矢量（箭頭）和水汽通量散度（陰影，單位：10－7g·cm－2·hPa－1·s－1）

3.2 動(dòng)力抬升條件

散度場(chǎng)上13 日08 時(shí)200hPa 散度正值中心位于臺(tái)風(fēng)中心以東海面上，正散度中心隨臺(tái)風(fēng)移動(dòng)逐漸西移，14 日08 時(shí)正散度中心位于雷州半島，廣西南部高層都是很強(qiáng)的輻散區(qū)，低層負(fù)散度中心則由廣西中心向西南方向移動(dòng)出海；低層正渦度中心隨臺(tái)風(fēng)移動(dòng)跟隨在其移動(dòng)路徑右側(cè)，中心強(qiáng)度在進(jìn)入北部灣時(shí)發(fā)展最強(qiáng)，廣西南部處于正渦度大值區(qū)內(nèi)；垂直速度場(chǎng)上13 日08 時(shí)起從850hPa 到對(duì)流層高層廣西南部都處于上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)（圖3）；在高空的強(qiáng)輻散、低空的強(qiáng)輻合作用下，廣西南部上空形成了貫通整層的上升運(yùn)動(dòng)，為暴雨的產(chǎn)生提供了較強(qiáng)的動(dòng)力抬升條件。

圖3 14 日08 時(shí)850hPa 垂直速度（等值線，單位：hPa·s－1）和200hPa 散度（陰影，單位：10－5·s－1）

4 衛(wèi)星資料分析

臺(tái)風(fēng)螺旋云帶的變化可以表征臺(tái)風(fēng)的發(fā)展情況以及強(qiáng)度變化特征?！袄丝ā痹谶M(jìn)入南海后加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴的階段，臺(tái)風(fēng)環(huán)流云系結(jié)構(gòu)主要分成三個(gè)部分（圖4a），南側(cè)有西南氣流卷入的螺旋云帶發(fā)展最為旺盛，云帶覆蓋面積廣，云臂延伸較長(zhǎng)，表明來自南海的水汽和能量輸入充足，為臺(tái)風(fēng)的維持和發(fā)展提供了條件，該處云頂亮溫最低，表明該處對(duì)流云帶發(fā)展最為旺盛；眼區(qū)周圍是成團(tuán)狀的積云對(duì)流；北部螺旋云帶發(fā)展不如南部明顯，呈現(xiàn)為偏窄的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)云系，這是由于臺(tái)風(fēng)處于副熱帶高壓西南部，受到高壓擠擋而導(dǎo)致發(fā)展范圍受限。

登陸海南島前，南部云帶逐漸變得松散（圖4b）、脫離臺(tái)風(fēng)中心、強(qiáng)度減弱，表明來自南部的能量水汽輸送有所減弱，但同時(shí)臺(tái)風(fēng)以西的季風(fēng)槽云系卷入，使得臺(tái)風(fēng)仍得以發(fā)展加強(qiáng)；臺(tái)風(fēng)中心附近云團(tuán)發(fā)展強(qiáng)烈，但位置始終偏北，云系在這個(gè)過程中始終呈明顯的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)；臺(tái)風(fēng)眼區(qū)不明顯，中心附近有范圍相對(duì)較小的對(duì)流云發(fā)展，中尺度強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)位于距離臺(tái)風(fēng)中心約4 個(gè)經(jīng)距的西部及西南部發(fā)展，這是臺(tái)風(fēng)路徑西移的主要特征［3］，在副熱帶高壓的引導(dǎo)氣流下，“浪卡”登陸前以西北偏西移動(dòng)為主。

登陸海南島時(shí)，季風(fēng)槽云系已經(jīng)并入臺(tái)風(fēng)中心，對(duì)流云團(tuán)主要分布在臺(tái)風(fēng)的東側(cè)和南側(cè)（圖4c），西北側(cè)云系較少，云頂亮溫低說明了云系發(fā)展活躍，表明南海和孟加拉灣持續(xù)不斷的向臺(tái)風(fēng)輸入水汽能量。

臺(tái)風(fēng)進(jìn)入北部灣后強(qiáng)度維持在熱帶風(fēng)暴級(jí)，云系結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)散，分成東北西南伸展的兩條螺旋云帶（圖4d），其中東北側(cè)云帶進(jìn)入廣西南部上空后發(fā)展增強(qiáng)，旺盛的積云對(duì)流造成了這次強(qiáng)降雨過程。

圖4 FY2G 衛(wèi)星紅外云圖（單位：K）

OLR 場(chǎng)是氣象衛(wèi)星觀測(cè)到的地氣系統(tǒng)向外長(zhǎng)波輻射，它是云頂和下墊面溫度的函數(shù)［3］，在“浪卡”移動(dòng)路徑上，環(huán)境溫度的時(shí)空變化都比較小，由于OLR 的變化主要受到云的影響，因此可以通過OLR衛(wèi)星云圖來反映降水和大氣凝結(jié)潛熱釋放等信息。

“浪卡”在南海發(fā)展階段（圖5a），臺(tái)風(fēng)中心及其南部呈閉合狀的OLR 低值區(qū)，低值中心位于臺(tái)風(fēng)南部，閉合低值區(qū)以北是呈南部凹型的帶狀OLR 高值區(qū)，并且大的高值區(qū)在臺(tái)風(fēng)后部向南延伸，這樣的OLR 配置有利于“浪卡”向西移動(dòng)；此外，可以看到臺(tái)風(fēng)中心附近和南部都有旺盛的對(duì)流活動(dòng)，海南島西南側(cè)為旺盛的季風(fēng)槽云系。

圖5 FY2G 向外長(zhǎng)波輻射OLR 圖（單位：W·m-2）

進(jìn)入北部灣后（圖5b），臺(tái)風(fēng)OLR 場(chǎng)低值區(qū)的范圍有所減小，表明臺(tái)風(fēng)無論是強(qiáng)度還是積云對(duì)流活躍度都有所減弱，但可以看到臺(tái)風(fēng)北部延伸出一條OLR 低值帶，表明了廣西沿海上空仍出現(xiàn)比較旺盛的對(duì)流活動(dòng)?！袄丝ā痹诘顷懺侥虾螅▓D5c），臺(tái)風(fēng)后部廣西南部存在南北軸向的OLR 低值帶，表明臺(tái)風(fēng)后部對(duì)流活動(dòng)仍處于旺盛的態(tài)勢(shì)，南北軸向的低值帶也表明了從南海持續(xù)向廣西南部的水汽能量輸送。

衛(wèi)星資料OLR 場(chǎng)的變化表明，OLR 的分布配置對(duì)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑有較好的指示意義，并且能較好的展現(xiàn)臺(tái)風(fēng)及其周邊對(duì)流云系的活躍情況，為判斷臺(tái)風(fēng)未來走向和降雨對(duì)流云系的變化情況提供依據(jù)。

5 結(jié)論

（1）由于受到對(duì)流層高層南亞高壓、中層副熱帶高壓的引導(dǎo)氣流控制，加上地面冷空氣高壓壩的阻擋，臺(tái)風(fēng)“浪卡”路徑呈向西稍偏北移動(dòng)。

（2）臺(tái)風(fēng)“浪卡”具有明顯的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)成熱帶風(fēng)暴的初期，臺(tái)風(fēng)南側(cè)螺旋云帶發(fā)展旺盛，范圍廣，而北側(cè)對(duì)流云系發(fā)展范圍窄；靠近海南島加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴的階段，臺(tái)風(fēng)以西有季風(fēng)槽云系卷入，南側(cè)對(duì)流云帶有所脫離臺(tái)風(fēng)，之后逐漸發(fā)展成為東北西南軸的螺旋云帶，對(duì)流云團(tuán)分布逐漸偏居臺(tái)風(fēng)東南一側(cè)；進(jìn)入北部灣后，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱，螺旋云帶發(fā)散。

（3）衛(wèi)星資料圖OLR 場(chǎng)的分布配置，對(duì)于預(yù)報(bào)“浪卡”的移動(dòng)方向和路徑有較好的指示意義，同時(shí)也能為判斷臺(tái)風(fēng)對(duì)流云系發(fā)展活躍情況提供依據(jù)。

（4）高低層動(dòng)力條件的配合加上水汽能量的輻合，為此次臺(tái)風(fēng)暴雨過程提供了有利的降水條件，臺(tái)風(fēng)“浪卡”對(duì)廣西造成的降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，降雨總量大、降雨強(qiáng)度大、局地性明顯；過程分成兩個(gè)階段性的降水，前期為臺(tái)風(fēng)本體環(huán)流倒槽云帶降水，后期為臺(tái)風(fēng)后部偏南氣流與冷空氣互相作用增強(qiáng)的動(dòng)力強(qiáng)迫而引發(fā)的對(duì)流性降水。