兩個相似路徑臺風(fēng)途經(jīng)魯西南時降水差異的成因分析

李瑞芬，郭衛(wèi)華，叢春華，袁月

（1.山東省氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，山東 濟南 250031；2.山東省濟寧市氣象局，山東 濟寧 272000；3.山東省氣象臺，山東 濟南 250031）

1 引言

登陸臺風(fēng)的降水落區(qū)一直是預(yù)報業(yè)務(wù)關(guān)注的重點。許多學(xué)者從臺風(fēng)內(nèi)部渦旋結(jié)構(gòu)、臺風(fēng)環(huán)流與周圍天氣系統(tǒng)的相互作用和地形強迫抬升等方面對臺風(fēng)降水落區(qū)進(jìn)行了深入研究[1-4]，并取得了一系列成果。但在實際的預(yù)報業(yè)務(wù)中，臺風(fēng)降水落區(qū)預(yù)報仍存在較大困難。相似預(yù)報法是臺風(fēng)降水預(yù)報業(yè)務(wù)中最常用的方法之一[5]。由于臺風(fēng)降水本身存在明顯的不對稱性分布以及所處的環(huán)流形勢存在差異，不同臺風(fēng)即使路徑相似，降水分布也不盡相同。范愛芬等[6]對比分析了3 個路徑相似的熱帶氣旋，發(fā)現(xiàn)西風(fēng)槽與副熱帶高壓（簡稱“副高”）的強弱和配置及與熱帶氣旋的相互作用是降水落區(qū)差異的主要原因。梁紅麗等[7]指出臺風(fēng)暴雨的分布差異主要是環(huán)境場氣流作用。卜松等[8]則發(fā)現(xiàn)南亞高壓、副高、水平風(fēng)垂直切變和冷暖平流等均會對臺風(fēng)降水分布產(chǎn)生影響。楊舒楠等[9]對兩次臺風(fēng)的冷空氣作用形式和臺風(fēng)暴雨影響進(jìn)行了對比分析，發(fā)現(xiàn)冷空氣的不同入侵方式也會造成顯著的降水分布差異。針對不同類型的臺風(fēng)，需要關(guān)注的主要影響因素也存在一定差異。

近年來，中尺度診斷分析方法被不斷地運用到臺風(fēng)降水中，最常用的方法包括Q 矢量分析、濕位渦（Moist Potential Vorticity，MPV）分析和螺旋度分析等。覃武等[10]從MPV 角度對臺風(fēng)“山竹”（1822）造成廣西強降水異常分布的成因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)強降水主要出現(xiàn)在濕正壓項（MPV1）負(fù)值中心附近和MPV1負(fù)值區(qū)與濕斜壓項（MPV2）正值區(qū)相疊加的區(qū)域。劉曉汝等[11]對超強臺風(fēng)“利奇馬”（1909）引發(fā)浙江特大暴雨過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，低層正螺旋度和高層負(fù)螺旋度中心的重疊區(qū)對對流性降水落區(qū)有一定的指示。韓芙蓉等[12]通過對“莫蘭蒂”臺風(fēng)暴雨的濕Q 矢量和垂直螺旋度分析發(fā)現(xiàn)，低層正垂直螺旋度與臺風(fēng)移動和強度變化相對應(yīng)，而非地轉(zhuǎn)濕Q 矢量在臺風(fēng)暴雨預(yù)報中作用更突出。陳有利等[13]指出非地轉(zhuǎn)濕Q 矢量散度負(fù)值對強降水有6～12 h 的提前預(yù)示。中尺度診斷分析方法也被逐漸應(yīng)用于相似路徑臺風(fēng)降水對比分析中，曹宗元等[14]從螺旋度和MPV 角度分析了相似路徑臺風(fēng)降水差異的形成原因，指出垂直螺旋度大值區(qū)和高低層MPV 的配置對降水區(qū)有很好的指示作用。

雖然前人對臺風(fēng)降水分布特征的原因進(jìn)行了大量研究，也獲得了較多的預(yù)報經(jīng)驗，但因影響臺風(fēng)降水落區(qū)的主要因素存在個體差異，使得利用相似路徑臺風(fēng)預(yù)報臺風(fēng)降水落區(qū)也存在較大的不確定性。如果能找出相似路徑臺風(fēng)降水落區(qū)差異的形成原因，提煉影響臺風(fēng)降水的關(guān)鍵因素，將有助于提高臺風(fēng)降水落區(qū)預(yù)報的準(zhǔn)確性，使預(yù)報員更全面地認(rèn)識臺風(fēng)降水的形成機制。臺風(fēng)“摩羯”（1814）和臺風(fēng)“溫比亞”（1818）是路徑較為相似的兩個臺風(fēng)，尤其在途經(jīng)魯西南地區(qū)時，臺風(fēng)路徑幾乎重合，但降水分布差異較大。本文利用中國臺風(fēng)網(wǎng)（網(wǎng)址：http://www.typhoon.org.cn）提供的CMASTI 熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集資料、常規(guī)觀測資料、雷達(dá)資料和美國國家環(huán)境預(yù)報中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）提供的6 h 全球分析和預(yù)報數(shù)據(jù)（FiNaL operational global analysis and forecast data，F(xiàn)NL）再分析資料（1°×1°），對這兩個相似路徑臺風(fēng)在途經(jīng)魯西南地區(qū)時降水分布差異的原因進(jìn)行對比分析。

2 相似路徑臺風(fēng)概況和降水特征分析

2.1 相似路徑臺風(fēng)概況

2018年14號臺風(fēng)“摩羯”于8月7日17:00（北京時，下同）生成于西北太平洋洋面，12 日23:00 以強熱帶風(fēng)暴強度登陸浙江溫嶺，13 日23:00 在安徽境內(nèi)減弱為熱帶低壓，之后轉(zhuǎn)為向偏北方向移動，14日5:00 前后進(jìn)入山東單縣，15 日5:00 在黃河入?？诟浇M(jìn)入渤海，15 日8:00 強度增強為熱帶風(fēng)暴，15日11:00轉(zhuǎn)向，16日白天逐漸減弱消失。

2018年18 號臺風(fēng)“溫比亞”于8 月15 日8:00 生成于我國東海洋面，8 月17 日4:00 以強熱帶風(fēng)暴強度登陸上海浦東，18 日14:00 在河南境內(nèi)減弱為熱帶低壓，19 日5:00 在河南東部轉(zhuǎn)向東北方向，19 日20:00 左右進(jìn)入山東單縣，20 日5:00 在黃河口附近進(jìn)入渤海。

2.2 降水特征分析

兩個臺風(fēng)路徑相似（見圖1a），尤其在途經(jīng)魯西南地區(qū)時幾乎重合，且臺風(fēng)強度相當(dāng)，臺風(fēng)中心地面最大平均風(fēng)速均為16 m/s，臺風(fēng)中心海平面最低氣壓約為996 hPa，但降水分布差異較大。途經(jīng)魯西南地區(qū)時，臺風(fēng)“摩羯”產(chǎn)生的降水隨著臺風(fēng)的臨近不斷增大，而臺風(fēng)“溫比亞”產(chǎn)生的降水在臺風(fēng)來臨前降水較大，臺風(fēng)臨近時基本無降水，造成大范圍降水空漏報現(xiàn)象，給臺風(fēng)降水的精細(xì)化預(yù)報帶來了較大的困難。從臺風(fēng)“摩羯”14日5:00—8:00的降水（見圖1b）和臺風(fēng)“溫比亞”19 日20:00—23:00 的降水（見圖1c）對比來看，兩個臺風(fēng)3 h 累積降水量最大值均超過70 mm；臺風(fēng)“摩羯”引起的強降水主要分布在臺風(fēng)移動方向的頂部和臺風(fēng)中心附近，距離較遠(yuǎn)的地方降水較弱，而臺風(fēng)“溫比亞”引起的強降水主要分布在臺風(fēng)移動方向的右前側(cè)，與臺風(fēng)中心有一定距離，臺風(fēng)中心只有微量降水。

圖1 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”路徑及降水分布Fig.1 The track and rainfall distribution of typhoon"Yagi"and"Rumbia"

3 環(huán)流形勢對比分析

500 hPa上（見圖2a和2b），14日8:00副高較強，呈塊狀分布，脊線位置偏北，588 dagpm 線西界位于山東沿海，北部高空槽距離臺風(fēng)較遠(yuǎn)，臺風(fēng)“摩羯”位于副高西側(cè)的均壓場中，有閉合環(huán)流中心，其渦度平流呈南北對稱分布，正渦度平流位于臺風(fēng)頂部。19 日20:00 副高呈帶狀分布，脊線偏南，588 dagpm線西界位于江浙一帶，臺風(fēng)“溫比亞”與高空槽合并，經(jīng)向度較大，臺風(fēng)位于高空槽底，渦度平流呈東西分布，正渦度平流位于高空槽前。500 hPa正渦度平流區(qū)與相應(yīng)的降水區(qū)較為一致。

925 hPa 上（見圖2c 和2d），14 日8:00 臺風(fēng)附近為規(guī)則的倒槽環(huán)流，超低空急流范圍較大，一部分來自副高南側(cè)的15號臺風(fēng)“麗琵”，一部分來自季風(fēng)涌。19 日20:00 臺風(fēng)附近的倒槽環(huán)流不規(guī)則，超低空急流范圍較小，強度稍強，小部分來自19 號臺風(fēng)“蘇力”，大部分來自中國南海。另外，14 日8:00 臺風(fēng)附近的風(fēng)向切變主要位于臺風(fēng)頂部，而19 日20:00風(fēng)向切變和風(fēng)速輻合均位于臺風(fēng)中心的右側(cè)。925 hPa風(fēng)切變所在位置與降水區(qū)也較為一致。

圖2 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”環(huán)流形勢（等值線：高度場，單位：dagpm；風(fēng)向桿：風(fēng)場）Fig.2 The synoptic situation of typhoon"Yagi"and"Rumbia"(contour:height field,unit:dagpm;barb:wind field)

兩個臺風(fēng)位置幾乎一致，但所處的環(huán)流形勢存在明顯差異。500 hPa上臺風(fēng)“摩羯”位于均壓場中，存在閉合環(huán)流，而臺風(fēng)“溫比亞”并入高空槽中；925 hPa臺風(fēng)“摩羯”的切變線主要位于臺風(fēng)頂部，而臺風(fēng)“溫比亞”的切變線位于臺風(fēng)中心的右側(cè)。500 hPa正渦度平流區(qū)和925 hPa 風(fēng)切變所在位置可以較好地指示兩個臺風(fēng)的降水落區(qū)。環(huán)流形勢的差異是導(dǎo)致兩個臺風(fēng)降水分布差異的主要原因。

4 臺風(fēng)環(huán)流大小和結(jié)構(gòu)特征對比

兩個臺風(fēng)途經(jīng)魯西南地區(qū)時地面氣壓場存在一定差異（圖略），臺風(fēng)中心最低氣壓均低于997.5 hPa，但臺風(fēng)環(huán)流大小相差較大。14 日8:00 臺風(fēng)“摩羯”最外圍近似圓形的等壓線直徑約350 km，19 日20:00 臺風(fēng)“溫比亞”的達(dá)到750 km，其環(huán)流大小明顯大于臺風(fēng)“摩羯”。從兩個臺風(fēng)途經(jīng)魯西南時的雷達(dá)回波（圖略）可以看出，臺風(fēng)“摩羯”的強回波區(qū)主要位于臺風(fēng)中心的頂部，距離臺風(fēng)中心較近，以臺風(fēng)本體降水為主，回波區(qū)由臺風(fēng)中心頂部向東北方向傾斜，14 日5:00 前后在臺風(fēng)移向右側(cè)還存在回波區(qū)，回波相對分散，隨著時間推進(jìn)至8:00，回波都集中在頂部附近且呈塊狀。臺風(fēng)“溫比亞”呈現(xiàn)空心結(jié)構(gòu)，強回波區(qū)距離臺風(fēng)中心較遠(yuǎn)，位于臺風(fēng)移向的右前側(cè)，19 日20:00 回波的長寬比較小且呈塊狀，隨著時間推進(jìn)，經(jīng)向度逐漸加大并呈帶狀分布，有明顯的鋒面降水回波特征。

5 降水差異的影響因子對比分析

5.1 水汽條件分析

較好的環(huán)流形勢下形成降水的首要條件是有水汽由源地向降水區(qū)輸送。從水汽通量來看（見圖3a 和3b），臺風(fēng)“摩羯”的水汽主要來源于臺風(fēng)“麗琵”和季風(fēng)涌，其將東部洋面和南海的水汽向降水區(qū)輸送，而臺風(fēng)“溫比亞”的水汽主要來源于東海，臺風(fēng)“蘇力”的水汽輸送較弱。兩個臺風(fēng)的水汽來源存在較大差別，臺風(fēng)附近的水汽通量分布也存在較大差異。臺風(fēng)“摩羯”的水汽通量在半島北部存在方向輻散，在魯中地區(qū)存在明顯的方向輻合，而臺風(fēng)“溫比亞”的水汽通量則在魯北和魯中東部存在方向和大小的輻合。從水汽通量散度來看（見圖3c和3d），雖然臺風(fēng)“摩羯”的水汽源地范圍廣，但14日8:00 整層積分的水汽通量輻合明顯弱于19 日20:00，925 hPa 上14 日8:00 的水汽通量散度輻合稍強于19 日20:00。總體上看，兩個臺風(fēng)的水汽源地不同，水汽通量輻合的位置也存在較大差異，臺風(fēng)“摩羯”位于臺風(fēng)中心附近，而臺風(fēng)“溫比亞”位于臺風(fēng)右前側(cè)，且不管是整層的還是單層的水汽通量輻合大值區(qū)均與各自的降水區(qū)吻合較好。

圖3 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”水汽通量和水汽通量散度Fig.3 The water vapor flux and water vapor flux divergence of typhoon "Yagi " and "Rumbia"

5.2 動力抬升條件

在充足的水汽供應(yīng)條件下，降水的形成還需要垂直運動使水汽在動力抬升過程中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云。從沿臺風(fēng)中心的散度和垂直速度的剖面圖（圖略）可以看出，14 日8:00 低層輻合中心和高層的輻散中心均位于臺風(fēng)中心附近，在高低層系統(tǒng)的共同作用下，對應(yīng)臺風(fēng)中心上空形成了較強的上升氣流；19 日20:00 臺風(fēng)中心附近沒有形成明顯的上升運動，而在臺風(fēng)右側(cè)的119°E 附近低層輻合和高層輻散明顯，形成較強的上升運動。臺風(fēng)“摩羯”附近上升運動區(qū)位于臺風(fēng)中心附近，臺風(fēng)“溫比亞”位于臺風(fēng)中心東側(cè)。造成兩個臺風(fēng)動力抬升位置不同的主要原因是500 hPa 正渦度平流的位置和925 hPa風(fēng)場輻合的位置，這也進(jìn)一步驗證了環(huán)流形勢的重要作用。

5.3 熱力條件及冷空氣作用

臺風(fēng)在低緯度常常維持正壓暖心結(jié)構(gòu)，隨著系統(tǒng)北抬與高緯度西風(fēng)槽結(jié)合，變性鋒生形成斜壓結(jié)構(gòu)。為驗證其正壓暖心結(jié)構(gòu)是否變性，利用圖4a和4b 來分析假相當(dāng)位溫、渦度和水平風(fēng)場的垂直剖面分布。14 日8:00 臺風(fēng)“摩羯”中心上空假相當(dāng)位溫分布對稱，渦度垂直發(fā)展，表現(xiàn)為正壓暖心結(jié)構(gòu)，且臺風(fēng)中心為南風(fēng)，表明冷空氣未侵入臺風(fēng)中心；19日20:00 臺風(fēng)“溫比亞”中心上空表現(xiàn)為斜壓鋒生結(jié)構(gòu)，臺風(fēng)中心轉(zhuǎn)為北風(fēng)，冷空氣侵入臺風(fēng)中心，渦度明顯較弱。圖4c 和4d 為500 hPa 假相當(dāng)位溫、溫度平流和風(fēng)場分布圖，從圖中可以看出，臺風(fēng)“摩羯”附近假相當(dāng)位溫分布稀疏，臺風(fēng)西側(cè)的冷平流較弱，風(fēng)場上存在閉合環(huán)流中心；而臺風(fēng)“溫比亞”西側(cè)假相當(dāng)位溫梯度較大，且存在較強冷平流，風(fēng)場上表現(xiàn)為切變沒有閉合。分析結(jié)果進(jìn)一步驗證了臺風(fēng)“摩羯”為正壓暖心結(jié)構(gòu)，而臺風(fēng)“溫比亞”為斜壓鋒生結(jié)構(gòu)。

圖4 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”假相當(dāng)位溫和風(fēng)場分布Fig.4 The vertical profiles of potential pseudo-equivalent temperature and wind field of typhoon "Yagi" and "Rumbia"

5.4 環(huán)境垂直風(fēng)切變

Knaff 等[15]指出熱帶氣旋高空暖心結(jié)構(gòu)會隨對應(yīng)的垂直風(fēng)切變的增強而減弱。通過計算臺風(fēng)中心附近5 個經(jīng)緯度的矩形區(qū)域范圍內(nèi)200 hPa 與850 hPa之間的垂直風(fēng)切變發(fā)現(xiàn)，臺風(fēng)“摩羯”的切變?yōu)?.9 m/s，而臺風(fēng)“溫比亞”為15.4 m/s，明顯大于臺風(fēng)“摩羯”，較大的垂直風(fēng)切變不利于臺風(fēng)“溫比亞”高空暖心結(jié)構(gòu)的維持，這也進(jìn)一步印證了上一節(jié)的觀點。兩個臺風(fēng)的切變方向均指向東北，臺風(fēng)“溫比亞”偏東分量更大，因其路徑偏東分量也大，兩個臺風(fēng)的移動方向與風(fēng)切變方向夾角基本相等，這種情況與Chen等[16]結(jié)論一致，降水分布在臺風(fēng)附近及其與切變之間。Chen 等[16]還指出在不同的風(fēng)切強度下，移動路徑的作用是不同的，環(huán)境水平風(fēng)垂直切變較大時，切變占主導(dǎo)作用，內(nèi)核降水易發(fā)生在順風(fēng)切下方左側(cè)，環(huán)境水平風(fēng)垂直切變較小時，移動則發(fā)揮主要作用。臺風(fēng)“摩羯”的環(huán)境垂直風(fēng)切變明顯弱于臺風(fēng)“溫比亞”，所以臺風(fēng)“摩羯”比臺風(fēng)“溫比亞”更有利于在臺風(fēng)附近形成降水。

6 中尺度診斷分析

6.1 非地轉(zhuǎn)濕Q矢量分析

我們利用綜合了動力和熱力作用的非地轉(zhuǎn)濕Q矢量來診斷臺風(fēng)降水。利用張興旺[17]推導(dǎo)出的非地轉(zhuǎn)濕Q矢量公式，我們計算得出850 hPa濕Q矢量和濕Q 矢量散度分布圖（見圖5）。14日8:00濕Q 矢量大值區(qū)位于臺風(fēng)中心附近，表現(xiàn)為明顯的向臺風(fēng)中心輻合，濕Q 矢量散度輻合中心最大達(dá)2.5×10-15/（Pa·s3）以上，輻合中心位于臺風(fēng)“摩羯”中心附近；19 日20:00 濕Q 矢量大值區(qū)和濕Q 矢量散度輻合中心均位于魯中東部地區(qū)，距離臺風(fēng)中心較遠(yuǎn)，與臺風(fēng)“溫比亞”形成的降水區(qū)較為一致，濕Q 矢量散度輻合中心最大也達(dá)到了2.5×10-15/（Pa·s3）以上。總體來看，臺風(fēng)“摩羯”的濕Q 矢量輻合中心位于臺風(fēng)中心附近，臺風(fēng)“溫比亞”的則距離臺風(fēng)中心較遠(yuǎn)，位于臺風(fēng)移向右前側(cè)，但兩個臺風(fēng)濕Q 矢量輻合區(qū)的強弱分布和范圍大小與降水強弱和落區(qū)的對應(yīng)關(guān)系較好。因此，非地轉(zhuǎn)濕Q 矢量可以很好地診斷兩個臺風(fēng)的降水情況。

圖5 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”850 hPa濕Q矢量（矢量，單位：10-10/（Pa·s2））和濕Q矢量散度（等值線，單位：10-15/（Pa·s3））Fig.5 The wet Q-vector(vector,unit:10-10/(Pa·s2))and wet Q-vector divergence(contour,unit:10-15/(Pa·s3)) on 850 hPa of typhoon"Yagi"and"Rumbia"

6.2 垂直螺旋度分析

螺旋度（Helicity）是一個用來衡量風(fēng)暴入流氣流的強弱及沿入流方向的渦度分量大小的參數(shù)[18]。垂直螺旋度為垂直速度和垂直渦度的乘積，能體現(xiàn)臺風(fēng)在垂直方向上的旋轉(zhuǎn)特點和上升運動情況。從垂直剖面圖可以看出（見圖6a和6b），兩個臺風(fēng)均不存在明顯的正負(fù)垂直螺旋度對，因臺風(fēng)“摩羯”的渦度和垂直速度均比臺風(fēng)“溫比亞”大，導(dǎo)致臺風(fēng)“摩羯”的垂直螺旋度明顯大于臺風(fēng)“溫比亞”，且臺風(fēng)“摩羯”的正垂直螺旋度位于臺風(fēng)中心附近，而臺風(fēng)“溫比亞”的則位于臺風(fēng)東側(cè)，兩個臺風(fēng)正垂直螺旋度所在位置與降水落區(qū)較為一致。選取兩者垂直螺旋度較大的層次900 hPa，由其平面圖可以看出（見圖6c和6d），臺風(fēng)“摩羯”的垂直螺旋度正值區(qū)位于臺風(fēng)中心附近，臺風(fēng)“溫比亞”位于臺風(fēng)移向右前側(cè)，進(jìn)一步驗證了垂直螺旋度正值區(qū)與降水落區(qū)較為一致，因此可以用垂直螺旋度診斷臺風(fēng)降水。

圖6 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”渦度、垂直螺旋度和垂直速度分布Fig.6 The vertical profiles of vorticity, vertical helicity and vertical speed of typhoon "Yagi " and "Rumbia"

6.3 濕位渦異常的分析

濕位渦不僅包含大氣動力和熱力屬性，而且考慮了水汽的作用，所以對濕位渦進(jìn)行診斷，可以尋求各熱力、動力和水汽條件與降水的關(guān)系，從而揭示降水發(fā)生發(fā)展的物理機制[19]。濕位渦（MPV）可以分為濕正壓項（MPV1）和濕斜壓項（MPV2）：

MPV1表示慣性穩(wěn)定性和對流穩(wěn)定性的作用，MPV1＜0 表示大氣對流不穩(wěn)定，不穩(wěn)定能量釋放有利于暴雨發(fā)生發(fā)展；MPV2包含了濕斜壓性和水平風(fēng)垂直切變的貢獻(xiàn)，MPV2＞0 表示水平濕斜壓性增加，有利于垂直渦度增長。圖7 為975 hPa的濕位渦分布圖，從圖中可以看出，兩個臺風(fēng)發(fā)生降水的位置MPV1均小于0 及MPV2均大于0，都有利于降水的發(fā)生。14 日8:00 MPV2正值區(qū)位于臺風(fēng)中心附近，而19 日20:00 MPV2正值區(qū)距離臺風(fēng)較遠(yuǎn)，也可以很好地解釋臺風(fēng)“摩羯”的渦度垂直向上發(fā)展，而臺風(fēng)“溫比亞”的渦度隨高度向降水區(qū)傾斜。此外，雖然降水區(qū)所在位置MPV1均為負(fù)值，但不是負(fù)值中心，而MPV1負(fù)值中心僅出現(xiàn)微量降水，表明對流不穩(wěn)定僅是降水發(fā)生的必要條件，并不能決定降水發(fā)生的位置，MPV2能更好地體現(xiàn)降水發(fā)生的位置和強度。

圖7 臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”975 hPa濕位渦分布（單位：PVU；等值線：MPV1，填色：MPV2）Fig.7 The distribution of moist potential vorticity on 975 hPa of typhoon "Yagi " and "Rumbia"（unit: PVU；contour：MPV1，shaded：MPV2）

7 結(jié)論

臺風(fēng)“摩羯”與臺風(fēng)“溫比亞”路徑相似，尤其在途經(jīng)魯西南地區(qū)時路徑幾乎一致，但兩個臺風(fēng)產(chǎn)生的降水分布差異較大，臺風(fēng)“摩羯”引起的降水主要分布在臺風(fēng)移動方向的頂部和臺風(fēng)中心附近，而臺風(fēng)“溫比亞”引起的降水主要分布在臺風(fēng)移動方向的右側(cè)。文章對兩個臺風(fēng)降水差異的成因進(jìn)行了分析。結(jié)論如下：

（1）兩個臺風(fēng)所處的環(huán)流形勢存在差異，這是兩個臺風(fēng)降水差異的主要原因。500 hPa 臺風(fēng)“摩羯”位于均壓場中，存在閉合環(huán)流，臺風(fēng)沒有發(fā)生變性，有利于臺風(fēng)保持原有的結(jié)構(gòu)特征，渦度平流呈南北對稱分布，而臺風(fēng)“溫比亞”處在高空槽中，已經(jīng)發(fā)生變性，渦度平流呈東西分布，正渦度平流中心與降水中心位置較為一致；925 hPa臺風(fēng)“摩羯”的切變線主要位于臺風(fēng)頂部，而臺風(fēng)“溫比亞”的切變線位于臺風(fēng)中心的右側(cè)。

（2）兩個臺風(fēng)的水汽源地不同，但均在降水區(qū)形成較強的水汽輻合，500 hPa正渦度平流和925 hPa風(fēng)場輻合使得輻合的水汽在不同位置抬升成云致雨，而臺風(fēng)“摩羯”的正壓暖心結(jié)構(gòu)和稍弱的環(huán)境垂直風(fēng)切變比具有斜壓鋒生結(jié)構(gòu)和較強環(huán)境垂直風(fēng)切變的臺風(fēng)“溫比亞”更有利于在臺風(fēng)附近形成降水。

（3）對兩個臺風(fēng)進(jìn)行中尺度診斷分析發(fā)現(xiàn)，非地轉(zhuǎn)濕Q 矢量和垂直螺旋度可以很好地診斷降水落區(qū)，濕位渦顯示MPV1＜0，即對流不穩(wěn)定僅是降水發(fā)生的必要條件，并不能決定降水發(fā)生的位置，MPV2能更好地體現(xiàn)降水發(fā)生的位置和強度。

在業(yè)務(wù)工作中，可以利用相似預(yù)報法對相似路徑臺風(fēng)進(jìn)行降水落區(qū)預(yù)報，但要注意相似路徑臺風(fēng)所處的環(huán)流形勢是否相同。對于進(jìn)入西風(fēng)帶的臺風(fēng)要特別注意臺風(fēng)與西風(fēng)槽和副高的相對位置以及臺風(fēng)是否變性為鋒面氣旋，這對臺風(fēng)降水落區(qū)影響較大。水汽通量輻合區(qū)和垂直運動上升區(qū)對降水有很好的指示作用。此外，可以多利用非地轉(zhuǎn)濕Q 矢量、垂直螺旋度和濕位渦分析等中尺度診斷分析方法進(jìn)行診斷分析，以提高臺風(fēng)降水預(yù)報的準(zhǔn)確性。