摘要:利用2018年8月17-20日高空、地面常规资料,从环流形势、物理量场等方面探讨2018年18号台风“温比亚”对驻马店“08.18”暴雨天气过程的影响。结果表明:本次台风暴雨是由“温比亚”气旋性涡旋自身动力上升造成的。强降水主要发生在高能舌附近和台风移向的右前方:水汽通量中心区、水汽通量散度负值影响区、垂直速度强上升区对应强降水区:驻马店上空强烈的低层辐合和高层辐散十分有利于强降水的产生。
关键词:台风;暴雨;水汽;能量
引言
我国是受台风影响最严重的国家之一。据统计我国每年因台风造成的经济损失高达246亿元。因此,台风一直以来为众多学者及气象工作者所关注。2018年18号台风“温比亚”深入内陆,正面袭击我市,在驻马店滞留时间接近24小时,造成我市玉米等秋作物大面积倒伏,造成直接经济损失2.9亿元。因此,研究“温比亚”在驻马店造成暴雨的机制,对未来的台风暴雨预报有重要的现实意义。
1 概况
今年第18台风“温比亚”8月15日在西北太平洋生成,16日21时在我国东部沿海加强为强热带风暴,17日04时在上海浦东新区南部沿海登陆,登陆后减弱为热带风暴,向西偏北方向移动,18日凌晨进入我省东南部,18日11时进入驻马店新蔡县后移动缓慢,18日14时在我市境内减弱为热带低压,并在驻马店辖区转向北偏东移动,19日11时移向周口经商丘于19日17时后出河南,在我市滞留时间长达20小时以上,受其影响,河南省东部出现强降雨,驻马店市市东部、北部出现暴雨、大暴雨天气。
受18号台风“温比亚”影响,驻马店市出现较大范围的大雨强风过程。8月17日20时至18日20时,驻马店市24小时降水量除泌阳、正阳外,其他8个县区的降水均达暴雨,降水量最大的为上蔡108mm,其中18日09—10时上蔡东岸乡出现了34mm的短时强降水。此次台风过程降水(17日20时—19日20时)分布呈东北多西南少的趋势,全市有52个乡镇雨量站大于100毫米,其中最大的为上蔡东岸215毫米,强降水主要集中在我市的东部和北部。17日夜里到18日,驻马店市出现平均风力5到6级,阵风7-8级的偏北风,最大风力出现在遂平县的凤鸣谷,风速为24.7m/s。
2 环流分析
200hPa上,青藏高原上空为稳定且强盛的南亚高压,17日20时200hPa上,南亚高压东伸至浙江沿海地区,我省北部在南亚高压的控制范围内,台风中心位于安徽境内,受南亚高压南侧偏东气流的影响,台风继续向偏西方向移动;18日08时200hPa上,南亚高压分裂为东西两部分,台风移至驻马店南部,驻马店处在偏南气流中,处于南亚高压左前侧的分流辐散区,有利于上升运动;18日20时200hPa上,台风移至驻马店东部,驻马店处在南亚高压左前侧的西南急流中,台风向东北方向移动,移速加快;之后受200hPa西南气流影响,台风继续向东北方向移动,至20日08时南亚高压重新合并,继续控制浙江沿海至西藏地区;17日至20日200hPa环流调整的过程中,台风受200hPa偏东、偏南、西南引导气流的影响明显,完成西北向东北移向的转换。18日08时至19日08时500—850hPa上,“温比亚”在驻马店地区滞留,环流形势变化不大,18日08时受台风倒槽影响,20时之后受台风低压控制;700-850hPa低空急流旺盛,台风非对称结构明显,为暴雨提供了充足的水汽供应和不稳定能量;地面天气图上,热带低压稳定,移速缓慢,我市东部东部,北部受“温比亚”影响明显,形成了暴雨、大暴雨天气。
研究表明,西风带系统与台风结合或者冷空气入侵,对暖湿空气具有抬升作用,促使对流发展和暴雨产生。然而,台风“温比亚”影响下西风槽在东移的过程中并没有加强,台风北上过程中也没有和西风槽冷空气结合,却在驻马店产生强风暴雨,可见此次强降水和大风是由台风气旋性涡旋自身动力上升造成的。
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3 物理量特征分析
3.1水汽条件
从我国东部沿海地区到河南东南部存在一个明显的水汽通道,其中心值为40g·cm-1·hPa-1·s-1。高值中心是“温比亚”台风东侧的东南气流和北侧偏东气流的水汽汇合区,这为我市暴雨的发生提供了充沛的水汽条件。
17日20时起驻马店上空低层的水汽辐合逐渐开始增强,利于降水的发生发展。在18日08时之后,强度明显增强,辐合区向上扩展,700hPa及以下为强水汽辐合区,对流层低层辐合最为旺盛,中心最大值达到-20g·cm-2·hPa-1·s-1,19日08时之后水汽辐合迅速减弱,19日20时前转为水汽辐散区,降水趋于结束。
3.2 能量条件
假相当位温θse是反映大气温湿条件和能量的物理量。台风暴雨强度与能量锋区强度呈正相关,能量场锋区越强,降水量越大。从850hPa假相当位温场(图略)上可以看到,>80℃的高能区范围较大,华东地区均处在高能区。高能舌伸向河南东南部,最大值为76℃,驻马店位于θse中心的左前方强梯度区内,为暴雨的发生发展准备了能量条件。本次强降水落区与强能量锋区有很好的对应,强降水主要出现在“温比亚”前进方向的左前方高能量锋区内。
3.3 垂直运动条件
暴雨发生前,17日20时已转为上升运动,之后上升运动不断增加,暴雨发生时,18日08时之后达到最强,500hPa最大垂直速度为12Pa·s-1,700hPa最大垂直速度为14Pa·s-1。19日08时之后上升运动减弱,至19日20时,垂直速度负值区逐渐被正值区代替,我市的降水结束。这说明强降水出现在强烈的上升运动中,暴雨区处于深厚的上升运动区域。
散度是衡量速度场辐散、辐合强度的物理量。当大气散度值为负时即辐合,有利于天气系统的发展和增强。17日20时辐合中心在台风中心附近,中心值为-14×10-5s-1;18日08时辐合中心在台风中心北侧,中心最大值为-16×10-5s-1,低层辐合程度加强,驻马店仍处在辐合大值区。
17日20时至19日08时850hPa以下均为辐合区,18日08时之后达到最强,中心强度为-12×10-5s-1,500hPa以上为辐散区,200hPa散度中心为12×10-5s-1,19日20时转为低层辐散,高层辐合,降水结束。17日20时至18日20时驻马店上空强烈的低层符合和高层辐散对应较为一致,驻马店处在辐合区内。“低层辐合、高层辐散”的配置,有利于低层水汽迅速向上输送和热量、动量的垂直输送,这对驻马店的强降水产生十分有利。19日20时随着高层辐散作用的消失,低层也转为弱的辐散,高层辐合,降水逐渐结束。
4结语
(1)此次台风降水过程范围广、历时长、强度大;台风18日移入我省后,200hPa上环流形势的调整,引导气流的变化,对台风“温比亚”的移动路径产生了极大的影响,造成台风转向及在我市的滞留;各高度上主要受台风倒槽影响,18日08时受台风倒槽影响,20时之后受台风低压控制;台风非对称结构明显,700-850hPa低空急流旺盛,为暴雨提供了充足的水汽供应和不稳定能量,水汽不断在豫东地区汇集,是这次特大暴雨的主要成因。
(2)各物理量场的分析表明:低层建立了持续而强烈的水汽通道,低层辐合、高层辐散的配置,强烈的垂直上升运动,有利于低层水汽迅速向上输送和热量、动量的垂直输送,对驻马店的强降水产生十分有利。
参考文献:
[1]陈联寿,丁一汇.西太平洋台风概论[M].北京:科学出版社,1979.1-2.
[2]杨亚新. 全球热带气旋概述[J].世界海运,2005,28(2):3-6.
作者简介:贾浩松(1990-)男,汉族,河南省方城县人,本科学历,助理工程师,从事短期天气预报工作。
论文作者:贾浩松
论文发表刊物:《科技研究》2019年3期
论文发表时间:2019/6/11
标签:台风论文; 驻马店论文; 辐合论文; 水汽论文; 暴雨论文; 南亚论文; 比亚论文; 《科技研究》2019年3期论文;