台风“莫兰蒂”造成的暴雨过程分析.docx

台风“莫兰蒂”造成的暴雨过程分析 王剑林陈建军冒文博 （如皋市气象局，江苏如皋226500） 摘要 利用常规观测资料、自动观测站资料、Micaps 资料及风廓线雷达资料等，对2016 年9 月15-16日江苏省如皋地区过程雨量普遍达到大暴雨过程进行分析。结果表明，莫兰蒂是此次区域性大暴雨的直接原因；大量水汽源堆积是大暴雨产生的必要条件；大暴雨区处于冷暖空气结合处；台风大暴雨期间具有良好的动力条件，底层为负散度，为气旋性辐合；充分运用数值预报产品，为台风暴雨预报提供了良好参考。 关键词 莫兰蒂；暴雨；形势背景 中图分类号 P458.121.1 文献标识码 A 文章编号 1674-7909（2017）25-78-3 台风是最强的暴雨天气系统，国内外不少极端暴雨记录都与台风活动有关。孙力等1研究1215 号台风布拉万发现，在暴雨形成过程中，由于冷空气侵入造成了在台风环流西北侧湿等熵面的陡立倾斜和水平风垂直切变的增强，导致了气旋性涡度的显著增强，气旋性涡度增强造成的强烈上升运动将降水区东南侧输送过来的暖湿空气向上输送，从而导致了暴雨的发生。沈晓玲等2研究1323 号台风菲特发现，此次强降水可以分为2 个阶段：第一阶段主要由菲特本身的环流引起，第二阶段由菲特残留云系长时间维持以及其与弱冷空气相互作用引起，而且弱冷空气对降水增幅作用明显，201323 号台风菲特是建国以来登陆我国的最强秋季台风，给浙江省带来了暴雨天气。 1 天气实况 2016年第14号台风莫兰蒂于15日3:05前后在我国福建省厦门市翔安区沿海登陆，登陆时中心附近最大风力有15级（48.0 m/s），中心最低气压945 hPa。15日10:00，位于福建省龙岩市新罗区境内，并减弱为强热带风暴（10级，25.0 m/s）。15 日17:00，位于福建省三明市宁化县境内，减弱为热带低压（7 级，16.0 m/s）。16 日17:00，减弱的热带低压位于江苏省南通市海安县境内，并以35 km/h 速度向东北方向移入黄海。台风莫兰蒂强度强，影响范围广，持续时间长。此次台风虽然没有正面袭击江苏省，但受其外围环流和冷空气共同作用，仍然给江苏省造成了较为严重的风雨影响。 受第14 号台风莫兰蒂减弱后低压环流和冷空气共同影响，2016 年9 月15-16 日如皋市出现大暴雨，雨量最大在搬经镇，171.4 mm；伴有内陆56 级阵风78 级、沿江67 级阵风89 级的东北大风，风力最大出现在柴湾镇，达到17.3 m/s（8 级）。 2 形势背景 2.1 高空形势 500 hPa 上，15 日8:00，副热带高压位于海上，呈块状结构，此时莫兰蒂位于福建省境内，其强度仍为台风级（35 m/s），并继续向西北方向移动。到了15:00，莫兰蒂则转向偏北方向移动，强度减弱为热带风暴级（18 m/s），经台风中心伸向苏皖为一倒槽。同时，从东北经华北到河套有一高空槽，槽后有明显冷平流，冷暖气流幅合区正好位于本省境内，台风自身暖湿气流和槽后冷空气结合导致江苏省出现大暴雨。 2.2 地面形势 莫兰蒂于15 日3:00 在福建沿海登陆，登陆时为强台风级，随后强度迅速减弱，到15:00 已减弱为热带风暴，但其倒槽幅合明显，从台风中心伸向苏皖地区，自身带来的大量水汽源源不断地输送并集聚到苏皖上空，形成强大水汽柱。另外，台风倒槽后部冷空气与偏东暖湿气流汇合，在本地上空产生强降水。 3 强降水成因分析 3.1 水汽条件 15日20:00-16日20:00，如皋市近地面层到150 hPa附近均为饱和区，相对湿度90%，大气水汽含量丰厚。16日8:00，如皋市925 hPa附近有明显气流幅合，其散度值最大达2.0 m/s，这种幅合一直伸展到500 hPa附近，强力的幅合作用使本地上空具有大量的水汽凝结，为台风暴雨提供十分有利的水汽条件。另外，分析风廓线可知，15日20:00如皋地区底层具有强烈垂直上升运动，850 hPa附近达-10 hPa/s，配合大湿度水汽，致使如皋市出现较强台风降水。 3.2 中尺度系统分析 3.2.1 中尺度幅合。莫兰蒂本身就是中尺度系统，登陆后伸向苏皖的幅合系统导致两省出现大暴雨。虽然莫兰蒂在16 日已经减弱为热带风暴，但其中心伸向如皋市附近为倒槽切变，其东侧为偏东气流，西侧为东北气流，大量水汽在本地区底层强力幅合积聚，为大暴雨产生提供了水汽条件。 3.2.2 低空急流。台风倒槽东侧大陆及沿海附近，有一宽广低空急流区，杭州市、上海市等风速达26.0 m/s，此时射阳为偏东气流，低空急流将热带风暴右侧的水汽源源不断地输向本地，产生幅合堆积，形成强大的大暴雨水汽源。 3.3 动力条件分析 3.3.1 冷空气。莫兰蒂影响期间，从低压中心到本地区为倒槽，与此同时，从华北伸向河套地区有冷空气南下，冷空气与低压倒槽暖湿空气结合形成暴雨到大暴雨。江苏淮北以南底层（850 hPa）均为负变温（见图1），一般24 h 变温在-2 左右，为莫兰蒂大暴雨产生提供了热烈上升运动。 3.3.2 K指数。9 月16 日8:00，从台风低压伸向长江下游为K指数大值区，而南通地区为最大值中心，其数值为42 （见图2），充分表明本地上空高温高湿，蕴含大量水汽，而这种高能量区持续时间又相当长，使降水长时间维持，产生大暴雨。 3.3.3 散度。分析9 月16 日8:00 850 hPa 散度场（见图3）发现，从南京市到江淮地区之间为负散度（最小中心-20），而江淮南部为正散度区（最大中心15），如皋市处于最大正散度区前部的幅合区中，负散度区（幅散）与冷空气相对应，也说明台风倒槽后部为下沉气流而前部为上升气流，本地就处于两者之间的强降水区。 4 数值预报产品的检验 受莫兰蒂影响，如皋市降水时段主要在15 日9:00-16 日18:00，其中15 日白天、16 日凌晨至下午降水明显，16日20:00后基本无降水。 对比2016年9月14日20:00起报的24 h降水多模式，如果仅对比本地的降水预报结果可以看出，区域中心、GRAPES均预报为暴雨到大暴雨（50250 mm），EC细网格、GFS、日本模式、EC 集合预报为暴雨（50100 mm），PWAFS仅预报为中到大雨（1738 mm）。对比降水实况，发现区域中心和GRAPS 预报准确，PWAFS 预报偏差较大，EC细网格、GFS、日本模式、EC集合预报偏差较小。 对比2016年9月15日8:00起报24 h降水多模式，和之前相同，仅对比本地的降水实况和预报结果发现，EC细网格、区域中心、EC集合和GRAPS预报为暴雨到大暴雨（50250mm），日本模式和PWAFS预报为暴雨，局部大暴雨。 结果很显然，时间越接近实况，各家预报结果越趋于一致。而且也可以看出，此次预报中，区域中心和GRAPS参考价值较高。 5 预报服务情况 前期主要服务工作是9 月10 日中旬天气预测和9 月12 日的一周天气预测，都提及15 日前后莫兰蒂将在华南沿海一带登陆，16-18 日其外围环流将对如皋市造成一定风雨影响。9 月13 日12:00，随如皋市局启动重大气象灾害（台风）级应急响应，13 日15:00 发布重要天气报告中秋节前后将有强降水：受台风莫兰蒂外围环流和西风槽共同影响，15-17 日如皋市将有大到暴雨，局部大暴雨，并可能伴有短时强降水等强对流天气，并伴有陆上57 级、沿江68 级东到东北大风。9 月14 日16:00，提升重大气象灾害（台风）级为级应急响应。17日9:00，解除重大气象灾害（台风）级应急响应。17日17:0