李佳奇,劉 娜,馬睿妍
(1.白山市江源區(qū)氣象局,吉林 江源 134700;2.吉林省白山市氣象局,吉林 白山 134300)
臺風(fēng)是造成吉林省夏季暴雨的主要天氣系統(tǒng)之一。當(dāng)熱帶氣旋北上時,如配合西風(fēng)帶冷槽后部冷空氣,造成冷暖空氣交匯頻繁,常引發(fā)大范圍洪澇災(zāi)害。平均每年影響吉林省的熱帶氣旋有2至3個。2017年第十號臺風(fēng)“海棠”生成在太平洋副熱帶洋面上,登陸后橫穿多個省市,到達吉林后與西風(fēng)帶系統(tǒng)冷空氣交匯,觸發(fā)吉林省大暴雨天氣。因此,進一步加強對臺風(fēng)暴雨分析研究無疑具有重要現(xiàn)實意義。
從8月2日中午開始,我省出現(xiàn)降雨天氣,至4日08時,超過200mm的有8站,100~199.9mm的有162站,50~99.9mm的有299站。降雨量前五位:乾安余字鄉(xiāng)小學(xué)250.0mm,大安市區(qū)241.6mm,大安聯(lián)合鄉(xiāng)政府234.0mm,長嶺太平川鎮(zhèn)226.0mm,長嶺光明鄉(xiāng)209.0mm。
今年第10號臺風(fēng)“海棠”于7月31日夜間減弱為熱帶低壓,8月1日早晨5點鐘其中心位于江西省余干縣境內(nèi),就是北緯28.9o、東經(jīng)116.4o,外圍最大風(fēng)力仍有7級(16m/s),中心附近最低氣壓為995百帕。減弱臺風(fēng)經(jīng)安徽、山東后北上與西風(fēng)槽結(jié)合,造成東北地區(qū)大面積特大暴雨。
此次臺風(fēng)北上過程中,受中緯度長波槽脊和副熱帶西太平洋高壓影響。首先中緯度50N°在貝加爾湖以西,02日20時有一低渦,低渦前部弱脊,脊前為短波槽。副熱帶高壓前期為帶狀于大陸高壓合并東西分布在30N°,2日20時海上同時有兩個臺風(fēng)發(fā)展,臺風(fēng)強度較強,將副熱帶高壓沖斷北上,其中第十號臺風(fēng)沿副高外圍西南氣流與西風(fēng)槽前西南氣流北上。500hPa高空溫度場落后于高度場,引導(dǎo)地面低壓系統(tǒng)像偏北移動。3日08時,高空副熱帶高壓584線向東退,觸使副高后部低渦向東移動。3日20時500hPa高度場在40N°120E°處形成明顯的西南東北走向流線,有利于引導(dǎo)低空西南急流的建立。3日08時至3日20時急流又有一次加強,且隨系統(tǒng)東移,同時低槽切變配合東移,降水大值中心向吉林省中部地區(qū)移動。而吉林省東南部地區(qū)為副高邊緣,只產(chǎn)生了中等量級的雷陣雨天氣。
此次降水過程臺風(fēng)北上過程中雖經(jīng)過多省市,水汽條件仍較好,同時副高東退,西南急流加強對水汽輸送也很有利。水汽連個輻合中心在3日08時和3日14時有兩個極值在我省中西部大部分地區(qū)均有明顯輻合,同時我省大部分地區(qū)降水過程中比濕均在13k/kg以上,中西部達到15k/kg以上,同時水汽通量散度輻合中心也在吉林省中西部地區(qū),導(dǎo)致此次降水大值中心位于中西部地區(qū)。從水汽輸送方向也可以看出,水汽走向主要是從西南方向不斷向降水區(qū)輸送,比濕大值區(qū)域走勢也是也急流方向基本吻合,水汽通道明顯建立在我省中西部地區(qū),同時配合較好的高低空形勢,導(dǎo)致此區(qū)域出現(xiàn)200mm以上局地大降水,說明此地水汽條件非常充沛。
此次降水過程,由于前期均是副熱帶高壓控制,且高壓東退后西風(fēng)槽攜帶較強冷空氣,冷暖空氣交匯強烈,導(dǎo)致能量集中爆發(fā)有利于對流的產(chǎn)生。此次降水過程中ki指數(shù)全省超過32℃,中西部地區(qū)強度36~40℃。且能量高能舌區(qū)出現(xiàn)在我省的中西部地區(qū),此處假相當(dāng)位溫850~500hPa差值均為負(fù)值,其中負(fù)值中心集中在我省中西部地區(qū),最大負(fù)值中心超過10℃。大范圍的負(fù)值中心指示對流不穩(wěn)定集中區(qū)域,且對流不穩(wěn)定能量強且集中在我省中西部,導(dǎo)致小時降水量最大超過62.3mm。
熱量條件提供一定的熱力對流觸發(fā)條件,整體抬升力還不足以觸發(fā)如此強的降水。此次過程中動力抬升條件非常強。從高空槽前的正渦度平流對低層減壓有利于上升運動加強,同時急流前部部輻合和切變影響也對上升運動提供一定有利條件。從實況上升運動場來看,我省大部分地區(qū)都在上升運動區(qū),且有兩個集中的上升運動中心,中心位于吉林省白城、松原、長春和四平交匯區(qū)域。上升運動中心最大值超過80個單位,且維持時間特別長,從降水開始到結(jié)束至少12H,其中有兩個降水集中時段,由于水汽和能量配合較好,導(dǎo)致降水強度強。
(1)此次降水為減弱臺風(fēng)北上結(jié)合西風(fēng)帶系統(tǒng)產(chǎn)生的大暴雨天氣過程。其中副熱帶高壓前期為帶狀后期減弱為塊狀,有利于副高后部的西南急流的建立,建立了南部水汽輸送的通道。
(2)此次降水過程中物理量條件非常有利。降水前期,我省為副熱帶高壓控制,前期能量充沛,850~500hPa假相當(dāng)位溫負(fù)值中心最大值達到12℃,同時ki指數(shù)在32~36℃之間,最大值也達到40℃。西南急流對水汽輸送充足,水汽通量散度有明顯輻合中心,850hPa比濕均在12k/kg,最大值為15~16k/kg。我省中西部地區(qū)存在明顯的上升運動中心,中心最大值超過60個單位。
(3)整個過程為高空槽合并臺風(fēng)殘留云系,后發(fā)展為急流云系,并且急流云系上有多和對流單體不斷生消,暴雨直接在中小尺度對流云系中產(chǎn)生。雷達回波以混合性質(zhì)降水回波為主,回波強度在40~50DBZ,強回波發(fā)展高度在6km以下,同時水汽條件特別充沛,有利與產(chǎn)生短時強降水和雷電天氣。