劉玉嬌，林 虹, 裴永燕

（1.牡丹江市氣象局，黑龍江 牡丹江157000；2.黑龍江省農(nóng)墾建三江管理局氣象臺(tái)，黑龍江 富錦 156300）

1 引言

臺(tái)風(fēng)是影響中國(guó)的重要天氣系統(tǒng)之一， 影響我國(guó)的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害具有發(fā)生頻率高、突發(fā)性強(qiáng)、群發(fā)性顯著、影響范圍廣、成災(zāi)強(qiáng)度大等特點(diǎn)，這類災(zāi)害主要由臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的狂風(fēng)、暴雨、暴潮及其引發(fā)的災(zāi)害鏈所造成。 臺(tái)風(fēng)災(zāi)害不僅造成大批人員傷亡，而且對(duì)中國(guó)各個(gè)經(jīng)濟(jì)部門都有嚴(yán)重影響。 黑龍江省雖然是受臺(tái)風(fēng)影響較小省份之一， 但受大尺度環(huán)流背景和地形作用影響， 臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的影響也很明顯， 尤其是2012年“布拉萬(wàn)”對(duì)黑龍江省的影響為近年來(lái)最顯著的一次。 因此，為了更好提供歷史參照，對(duì)每一次臺(tái)風(fēng)過(guò)程的歸納總結(jié)是很有必要的。

2 風(fēng)雨概況及特點(diǎn)

2.1 風(fēng)雨實(shí)況

第9 號(hào)臺(tái)風(fēng)“美莎克”：9 月2-4 日牡丹江地區(qū)自東南向西北方向產(chǎn)生降雨天氣， 降水主要集中在2日夜間-3 日白天。牡丹江西部和東南部出現(xiàn)暴雨，局部大暴雨（圖1a）。 區(qū)域內(nèi)平均降雨量為51.5 mm，最大累積降雨量出現(xiàn)在海林市梨樹溝為171.4 mm，最強(qiáng)小時(shí)降雨出現(xiàn)在海林市梨樹溝，3 日14-15 時(shí)32.8 mm/h。降雨同時(shí)全區(qū)伴隨有6-7 級(jí)東南風(fēng)，陣風(fēng)風(fēng)力達(dá)9-11 級(jí)，極大風(fēng)速達(dá)32.1 m/s（東寧本站，突破歷史極值）。

圖1 臺(tái)風(fēng)(a)“美莎克”和(b)“海神”降水實(shí)況圖

第10 號(hào)臺(tái)風(fēng)“海神”：9 月7 日-8 日10 時(shí)，牡丹江地區(qū)自東南向西北方向出現(xiàn)暴雨天氣 （圖1b），主要降水時(shí)段7 日下午至夜間。 區(qū)域內(nèi)平均降雨量57.6 mm， 最大降雨量出現(xiàn)在綏芬河市本站為148.2 mm， 最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在寧安市石巖，7 日19-20 時(shí)27 mm/h。 平均風(fēng)力5-6 級(jí)，陣風(fēng)7-9 級(jí)，極大風(fēng)速出現(xiàn)在東寧27.8 m/s。

2.2 主要特點(diǎn)

移動(dòng)路徑相近，登陸地點(diǎn)一致，強(qiáng)度先增強(qiáng)再減弱。 “美莎克”生成后在原地回旋，后轉(zhuǎn)向西北方向移動(dòng)。 “海神”生成后先向西移動(dòng)，然后向西北北方向移動(dòng)。 “美莎克”和“海神”均在韓國(guó)慶尚南道沿海附近登陸， 繼續(xù)向西北方向移動(dòng)， 在吉林和龍市再次登陸。 而后在哈爾濱市五常市附近移入黑龍江省。

影響區(qū)域高度疊加。 “美莎克”和“海神”先后北上，受其影響海林大部、寧安西部、綏芬河大部強(qiáng)降水區(qū)域高度疊加， 局部累計(jì)降水量達(dá)200 mm 以上，最大累計(jì)雨量海林梨樹溝262.3 mm。

風(fēng)雨較強(qiáng)，突破歷史極值。 受“美莎克”影響，東寧本站瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)32.1 m/s（11 級(jí)），突破歷史極值。受“海神”影響，綏芬河本站日降水量達(dá)147.8 mm，突破歷史極值。

3 高空環(huán)流形勢(shì)分析

圖2 （a）8 月29 日08 時(shí),（b）9 月1 日08 時(shí)，（c）9 月2 日20 時(shí),（d）9 月3 日08 時(shí)“美莎克”500 hPa 高空環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)

臺(tái)風(fēng)“美莎克”：于8 月28 日17 時(shí)在菲律賓以東西太平洋洋面上生成。 此時(shí)東亞中高緯地區(qū)為“兩脊一槽”的環(huán)流形勢(shì)，588 線北抬至吉林東部一帶，高空多短波槽活動(dòng)。 29 日08 時(shí)（圖2a）中高緯度冷暖空氣輸送加強(qiáng)，形成阻塞形勢(shì)。 588 線西伸至110°E附近，臺(tái)風(fēng)在原地回旋。 9 月1 日08 時(shí)（圖2b）副高減弱，588 線東退至130°E， 臺(tái)風(fēng)沿著副高西側(cè)偏南氣流向北移動(dòng)。 此時(shí)中高緯貝加爾湖附近短波槽發(fā)展加深成長(zhǎng)波槽并向東移動(dòng)至內(nèi)蒙古東部。至9 月2日20 時(shí)（圖2c）高空槽線移至渤海灣附近，臺(tái)風(fēng)中心位于韓國(guó)南部。 牡丹江地區(qū)開始產(chǎn)生降水天氣。

9 月3 日08 時(shí)（圖2d）高空槽加深形成冷渦南壓至渤海灣，-16 ℃冷中心落后于低渦， 臺(tái)風(fēng)中心位于朝鮮半島附近，冷渦向臺(tái)風(fēng)西南側(cè)輸送冷空氣。 臺(tái)風(fēng)開始變性逐漸減弱為溫帶氣旋， 繼續(xù)向西北方向移動(dòng)。 移動(dòng)過(guò)程中渤海灣附近冷空氣繼續(xù)向東北地區(qū)輸送，牡丹江此時(shí)東部有偏東向的暖濕平流，冷暖平流交匯，形成鋒區(qū)，降水強(qiáng)度明顯加大。

圖3 （a）9 月6 日20 時(shí),（b）7 日08 時(shí)和（c）20 時(shí),（d）8 日08 時(shí)“海神”500 hPa 高空環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)

臺(tái)風(fēng)“海神”：于9 月1 日在日本以南洋面生成。在登陸前，吸入大量干冷空氣，減弱速度加快。 6 日20 時(shí)（圖3a）中高緯地區(qū)為“兩槽一脊”的環(huán)流形勢(shì)，在烏拉爾山附近和鄂霍次克海北部存在深厚的冷渦系統(tǒng)，貝加爾湖附近有一阻塞高壓形成，將冷空氣輸送至黑龍江省北部地區(qū)和華北地區(qū)，588 線東退北抬至45°N、140°E 附近，臺(tái)風(fēng)沿著副高西側(cè)偏南氣流向西北移動(dòng)。 7 日08 時(shí)（圖3b）烏拉爾山附近冷渦加強(qiáng)，冷空氣輸送加強(qiáng)，臺(tái)風(fēng)西側(cè)開始有冷空氣入侵，日本海高壓亦加強(qiáng)形成閉合中心， 臺(tái)風(fēng)沿東南氣流向西北移動(dòng)， 牡丹江東部產(chǎn)生降水天氣。 7 日20 時(shí)（圖3c）在華北地區(qū)有-12 ℃冷中心向臺(tái)風(fēng)西側(cè)輸送冷空氣，貝加爾湖附近脊加強(qiáng)并向東北方向發(fā)展，日本海高壓維持少動(dòng)，溫帶氣旋移動(dòng)逐漸緩慢。 8 日08時(shí)（圖3d）隨著西北側(cè)干冷空氣的入侵，系統(tǒng)逐漸減弱，降水強(qiáng)度也大大減小。

4 物理?xiàng)l件分析

4.1 水汽條件

水汽通量可以很好的追蹤水汽來(lái)源和水汽輸送軌跡[1]。 500 hPa 水汽通量場(chǎng)上來(lái)看（圖略），兩次臺(tái)風(fēng)的主要水汽來(lái)源均來(lái)自日本海及渤海地區(qū)。 但“美莎克”水汽輸送強(qiáng)度強(qiáng)于“海神”。 主要是因?yàn)椤懊郎恕背俗陨硗鈬葡档乃斔屯猓?還有來(lái)自剛剛形成的“海神”外圍云系的水汽輸送。 兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程在吉林延邊自治州地區(qū)均有明顯的水汽通量輻合，大面積降水出現(xiàn)在水汽通量輻合區(qū)附近。 另外從水汽通量場(chǎng)水汽通量＞30 g/cm hPa.s 的大值區(qū)來(lái)看，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且強(qiáng)度強(qiáng)，與水汽通量輻合配合較好。 可見強(qiáng)的水汽通量輻合和充足的水汽輸送是強(qiáng)降水形成和維持的必要條件。

4.2 動(dòng)力條件

“美莎克”：從850 hPa 風(fēng)場(chǎng)上來(lái)看，9 月3 日08時(shí)牡丹江處于臺(tái)風(fēng)北部東南氣流控制中， 并有風(fēng)向風(fēng)速的輻合。 此時(shí)綏芬河處于低空急流軸附近。200 hPa 高空?qǐng)錾夏档そ貐^(qū)處于高空急流軸的右側(cè)輻散區(qū)。

“海神”：7 日20 時(shí)臺(tái)風(fēng)位于朝鮮半島附近。 200 hPa 風(fēng)場(chǎng)上， 牡丹江地區(qū)處于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，有動(dòng)力輻散作用。 850 hPa 上有東南急流從東寧進(jìn)入牡丹江地區(qū)，伴有風(fēng)速的輻合。

從風(fēng)流場(chǎng)上來(lái)看(圖略)，高空均是處于高空急流入口區(qū)的右側(cè)，低層處于低空急流的出口區(qū)附近。 低層輻合、高層輻散作用，便于水汽向上垂直輸送，對(duì)暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展十分有利。 另外在兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程中，綏芬河低層均處于東南急流出口區(qū)附近，較利于暴雨天氣過(guò)程的產(chǎn)生。

4.3 熱力條件

θse能在一定程度上反映不穩(wěn)定能量，當(dāng)?shù)蛯应萻e水平梯度足夠大時(shí)，說(shuō)明有強(qiáng)能量鋒區(qū)存在，有利于強(qiáng)降水天氣的發(fā)生和發(fā)展[2]。 從圖4 知：兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程均有能量鋒區(qū)形成，伴隨鋒區(qū)的形成，降水強(qiáng)度明顯加大，且強(qiáng)降水區(qū)域在鋒區(qū)附近。

低層不穩(wěn)定能量的存在，利于層結(jié)不穩(wěn)定，為臺(tái)風(fēng)暴雨天氣發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。

圖4 （a）9 月3 日08 時(shí)和（b）9 月7 日20 時(shí)850 hPa假相當(dāng)位溫模式預(yù)報(bào)場(chǎng)（單位：K)

4.4 地形作用

由于地表摩擦作用，臺(tái)風(fēng)登陸后，降水強(qiáng)度也會(huì)隨之減弱。 但是地形的抬升作用在一定時(shí)間內(nèi)也能夠增加臺(tái)風(fēng)降水[3]。 迎風(fēng)地形的強(qiáng)迫抬升和強(qiáng)迫輻合可使臺(tái)風(fēng)降水明顯增加。

兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程在綏芬河和海林西部地區(qū)產(chǎn)生局地大暴雨天氣，地形輻合抬升起了一定的作用。 牡丹江地形以山地和丘陵為主， 西部與哈爾濱交界處有南北向張廣才嶺山脈，海林西南部老禿頂子山，最高海拔為1687 m。兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程以偏東或東南風(fēng)為主。在牡丹江西部張廣才嶺東側(cè)迎風(fēng)坡， 風(fēng)與山脈基本呈正交形勢(shì)，有利于氣流抬升。

綏芬河地區(qū)三面環(huán)山，有向東開口的“簸箕”地形，東南或偏東氣流進(jìn)入內(nèi)陸后由于地形摩擦作用，風(fēng)向轉(zhuǎn)變，發(fā)展出一些中小尺度環(huán)流，輻合抬升進(jìn)一步加強(qiáng)，從而促使雨量明顯加大。 地形引起的中小尺度系統(tǒng)對(duì)綏芬河地區(qū)強(qiáng)降水的產(chǎn)生有明顯的增幅效應(yīng)。

5 思考與小結(jié)

（1） 兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程在中高緯度環(huán)流形勢(shì)不同：“美莎克”為“兩脊一槽”形勢(shì)，“海神”為“兩槽一脊”形勢(shì)。 但副高均北抬東退至日本海附近并形成閉合中心，形成阻塞形勢(shì)，利于臺(tái)風(fēng)沿氣流北上。

（2） 兩次臺(tái)風(fēng)過(guò)程冷空氣均在華北地區(qū)入侵，“美莎克”冷中心強(qiáng)度大于“海神”。 在臺(tái)風(fēng)北上過(guò)程中冷暖空氣交匯，在牡丹江地區(qū)形成能量鋒區(qū)，有利于暴雨天氣的維持和發(fā)展。

（3）臺(tái)風(fēng)北上過(guò)程中，牡丹江處于高空急流入口區(qū)左側(cè)，低空急流出口區(qū)左側(cè)，高低空動(dòng)力條件配置利于水汽的垂直輸送， 為暴雨的發(fā)生提供了強(qiáng)有力的抬升機(jī)制。

（4）兩次臺(tái)風(fēng)的主要水汽來(lái)源均來(lái)自日本海及渤海地區(qū)。但“美莎克”水汽輸送強(qiáng)度強(qiáng)于“海神”。主要是因?yàn)椤懊郎恕背陨硗鈬葡档乃斔屯?，還有來(lái)自剛剛形成的“海神”外圍云系的水汽輸送。

（5）地形抬升作用對(duì)暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展起到一定的增幅作用，特別是綏芬河“簸箕”地形引發(fā)的中小尺度環(huán)流，使得大氣輻合抬升進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)局地大暴雨天氣過(guò)程起到了明顯的增幅作用。