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大连地区一次台风远距离暴雨天气诊断分析

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  摘要    本文针对2019年8月10—15日大连一次台风远距离暴雨过程,从降水概况、台风移动路径、降水天气形势进行了阐述,分析了动力、热力、水汽等条件对此次大暴雨发生发展的作用,以期为台风远距离暴雨的预报提供参考。
  关键词    暴雨;“利奇马”台风;环流背景;影响系统;大连地区
  中图分类号    P458.1+21.1        文献标识码    A
  文章编号   1007-5739(2020)03-0185-02                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)
  台风是最强的暴雨天气系统,台风导致的暴雨区可分为2种:一是台风与中纬度系统相互作用产生的远距离暴雨区;二是台风自身涡旋直接引起的暴雨区。
  本文利用MICAPS气象数据资料、数值预报产品和自动站资料对2019年8月10—15日发生在大连的一次台风远距离暴雨过程进行了详细分析,对大暴雨过程的环流背景、影响系统、动力场、水汽场等演变的特征及其与此次大暴雨天气过程之间的关系进行了诊断分析,说明了动力、水汽等条件对此次大暴雨发生发展的作用。
  1    降水概况
  2019年8月10—15日,受9号台风“利奇马”和冷空气共同影响,大连地区普降暴雨到大暴雨。此次降水过程持续时间长、雨量大,全区220个气象观测站中有164个站降水量 >100 mm,有21个站降水量>250 mm。大连市气象局于8月10日17:00启动气象灾害(台风)Ⅱ级应急响应,于8月13日10:00启动气象灾害(暴雨)Ⅰ级应急响应。
  2    台风移动路径分析
  9号台风“利奇马”于2019年8月4日下午在西北太平洋洋面上生成,17:00其中心位于台湾省台北市东南约1 360 km的西北太平洋洋面上(17.1 N°,131.5 E°),中心附近最大风力为8级,中心最低气压为998 hPa,向西偏北方向移动;于8月10日1:45在浙江温岭登陆,中心最大风力达到16级,成为2019年以来登陆我国强度最强的台风;随后其纵穿浙江、江苏两省并移入黄海海面,又于8月11日20:50在山东省青岛市黄岛区沿海再次登录;12日0:00西进回旋,随后北上消亡;13日11:00之后以残涡及台风倒槽形式影响辽宁省,最终于8月13日14:00被中央气象台停止编号。
  3    降雨天气形势分析
  3.1    200 hPa形势分析
  此次暴雨天气过程开始之前,一大槽线从贝加尔湖延伸到我国内蒙古地区,把来自西伯利亚的冷空气输送到我国东北地区。随后大槽加深发展,大连地区位于槽前,有强烈的上升运动,有利于暴雨发生发展。
  另外,10号台风“罗莎”到达大连东部后,台风切变线造成锋生,北上暖湿空气和台风倒槽共同作用造成斜压不稳定,从而导致辽宁东部降水。在暴雨发生之后,高空槽继续东移,随着槽线过境,大连地区开始处于槽后冷平流及下沉气流控制区域,强降水过程也随之结束。
  3.2    500 hPa形势分析
  10日8:00,欧亚中高纬度500 hPa中高纬为“两脊一槽”型环流形势,持续引导冷空气南下,大连地区受槽前的西南急流控制。槽与副热带高压的稳定维持把大量暖湿空气输送到大连上空,与北方频繁南下的冷空气相交绥,为大连暴雨提供了有利的环流条件。13日20:00副高西进北上,促使高空槽继续东移北上,大连地区由副热带高压588 dagpm线以内偏西气流控制,此次强降水过程基本结束。
  3.3    850 hPa形势分析
  11日,辽宁西北部的偏北气流与辽宁南部的偏南气流在辽宁地区形成风向的辐合,强降水开始。台风“利奇马”顶部切变线位于辽宁南部地区,冷空气由槽引导向南输送,急流引导暖湿空气向北输送,二者在辽宁地区汇合,冷暖空气交汇处即为强降水发生的区域。
  4    天气诊断分析
  4.1    动力条件
  从8月11日12:00到13日12:00 850 hPa涡度场变化情況可以看出,对流层中下层的正涡度中心由山东经渤海至辽宁南部地区移动,涡度逐渐增大,有利于在对流层中低层的上升运动,为强降水的维持与发展提供了良好的动力条件。
  从散度场上看,8月12日0:00大连200 hPa为正散度场、1 000 hPa为负散度场,200 hPa强辐散中心大体铅直向下的位置对应低层1 000 hPa辐合中心,大连地区高层辐散、低层辐合有利于上升运动,为大连大暴雨的发生创造了有利条件。
  4.2    热力条件
  假相当位温的定义为湿空气中的所有水汽凝结并释放潜热后空气块所具有的位温值。假相当位温的分布能够反映大气中湿斜压能量的分布,假相当位温的高值区为高温高湿的高能区[1-2]。台风“利奇马”降水开始之前θse850达到340 K,属于一个高能中心,超过暴雨指标,满足暴雨发生的热力条件。在700~850 hPa之间假相当位温随高度减小,不稳定条件明显,说明在中低层高温高湿的有利环境下,暖湿空气的辐合抬升促进了不稳定能量的发展,有利于强降水的形成[3-4]。
  4.3    水汽条件
  10号台风“罗莎”北上为“利奇马”过程提供暖湿空气,暖湿空气的持续输送为暴雨区提供了充沛的水汽和不稳定能量。
  若A<0,则水汽通量是辐合的;若A>0,水汽通量是辐散的。在台风“利奇马”降水过程中,大连地区水汽通量散度为负值,上空以水汽辐合为主,降水分布形态与水汽通量辐合区分布有较好的对应关系[5]。
  5    结论
  (1)台风“利奇马”具有维持时间长、强度稳定等特点,其本体和外围造成的降水均带来较严重的影响。
  (2)散度场配置为高层辐散、低层辐合的高低空配置,有利于上升运动的发展,进而有利于强降水的产生。
  (3)假相当位温随高度减小,在中低层高温高湿的有利环境下,暖湿空气的辐合抬升促进了不稳定能量的发展,有利于强降水的形成。
  6    参考文献
  [1] 曹晓岗,王慧,漆梁波.台风与冷空气对“13·10”上海特大暴雨过程的影响分析[J].暴雨灾害,2014,33(4):351-362.
  [2] 梁军,张胜军,黄艇,等.辽东半岛“达维”(1210)台风暴雨的诊断分析[J].气象,2015,41(3):364-371.
  [3] 陆桂荣,王文,于怀征,等.台风“达维”对山东日照“08.03”暴雨天气过程的影响分析[J].干旱气象,2014,32(2):256-262.
  [4] 沈杭锋,高天赤,周春雨,等.台风海葵引发浙西山区大暴雨的成因[J].气象,2014,40(6):733-743.
  [5] 周福,钱燕珍,方艳莹,等.“灿鸿”台风造成浙江东北部大暴雨成因分析[J].气象,2016,42(3):305-313.
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