王凱 齊鐸 高麗 翁之梅

(1 臺州市氣象局， 浙江 臺州 318000;2 黑龍江省氣象臺，哈爾濱 150000)

引 言

我國是世界上受臺風(fēng)影響最嚴重的國家之一，平均每年約有7～8個臺風(fēng)登陸我國[1]，浙江作為東南沿海受臺風(fēng)影響最大的省份之一，建國以來共有44個臺風(fēng)登陸。臺風(fēng)影響中最主要的就是風(fēng)雨影響，尤其是強降水過程，極易釀成災(zāi)害，因此臺風(fēng)暴雨的研究在臺風(fēng)研究領(lǐng)域中一直備受重視。

大量研究表明，臺風(fēng)暴雨的強度可能與大尺度環(huán)流背景、中尺度系統(tǒng)、水汽條件、局地地形、層結(jié)穩(wěn)定度、邊界層輻合和高層出流等許多方面關(guān)系密切[2]；沈杭鋒等[3]研究表明，登陸臺風(fēng)內(nèi)部的螺旋云帶中多個中尺度云團不斷分裂生成、加強發(fā)展到逐漸消亡，正是在這些中尺度云團的直接作用下，給臺風(fēng)經(jīng)過地區(qū)造成了一次又一次的強降水，導(dǎo)致了浙西北等地區(qū)持續(xù)不斷發(fā)生暴雨?？抵久鞯萚4]研究臺風(fēng)“碧利斯”特大暴雨成因發(fā)現(xiàn)，冷空氣從東西兩側(cè)嵌入，觸發(fā)對流運動發(fā)展，近地層散度、渦度的形變項使山區(qū)處于渦源狀態(tài)，不斷觸發(fā)中尺度降水系統(tǒng)，引起暴雨增幅。周玲麗等[5]研究發(fā)現(xiàn)臺風(fēng)“海棠”暴雨主要是由邊界層強中尺度輻合帶直接影響造成的，邊界層頂?shù)膹姈|風(fēng)急流和對流層低層強偏南氣流在浙閩地區(qū)的交匯是強輻合帶的成因,一些學(xué)者分別從季風(fēng)環(huán)流、水汽螺旋度、濕位渦等方面研究了臺風(fēng)暴雨的形成機制，并討論了臺風(fēng)降水的極端性和分布特征[6-10]。

除此之外，地形也是臺風(fēng)暴雨的重要影響因子。地形對臺風(fēng)暴雨會起到增幅作用，地形越高，地形尺度越大，對暴雨增幅越大[2]。冀春曉等[11]研究指出地形能激發(fā)螺旋云帶中中尺度對流云團的發(fā)生發(fā)展，當(dāng)除去地形以后，中尺度氣旋性渦旋也隨之消失。段晶晶等[12]研究發(fā)現(xiàn)浙東北地形的摩擦輻合及抬升作用使得大量的對流云團匯集在臺風(fēng)西北側(cè)，對流系統(tǒng)活躍，是臺風(fēng)“燦鴻”在浙江東北部產(chǎn)生強降水的重要原因。CHEN，et al[13]研究還發(fā)現(xiàn)地形對暴雨的增幅，除了地形抬升作用外，山地地形起伏還能夠增強地面對大氣的拖曳效應(yīng)，使得臺風(fēng)環(huán)流滯留在原地，造成暴雨的持續(xù)過程。

浙東地區(qū)西側(cè)多山、東側(cè)臨海，地勢西高東低，因此極易在臺風(fēng)影響中出現(xiàn)強降水過程。2019年臺風(fēng)“利奇馬”影響期間，浙東地區(qū)出現(xiàn)了歷史罕見的極端降水。本文通過實況分析，結(jié)合數(shù)值模擬的方法對此次極端降水過程進行深入分析，重點討論了浙東地形對暴雨增幅的關(guān)鍵作用。研究表明，“利奇馬”影響期間，浙東地區(qū)存在兩個降水極值中心，與地形分布有顯著的對應(yīng)關(guān)系。臺風(fēng)外層螺旋云帶和臺風(fēng)中心附近中尺度對流云團持續(xù)西進過程中，浙東地形對這一系列對流云團有明顯的加強作用。文中通過臺風(fēng)移速和實況物理量分析發(fā)現(xiàn)浙東地區(qū)西部山脈對“利奇馬”有阻滯和輻合抬升兩方面作用，從而導(dǎo)致降水增強，降水增幅最高可達近2.5成。此外，通過敏感性實驗降低地形高度后，浙東雨量中心消失，進一步驗證了浙東地形是造成此次極端降水事件的重要原因。

1 臺風(fēng)“利奇馬”概述

2019年第9號臺風(fēng)“利奇馬”于8月4日06時(世界時，下同)在西北太平洋生成，其后穩(wěn)定向西北方向移動，強度不斷加強，7日15時加強為超強臺風(fēng)，于9日17時45分在臺州市溫嶺城南以超強臺風(fēng)級登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力16級(52 m·s-1)，中心最低氣壓930 hPa。登陸后“利奇馬”向北偏西方向移動，穿過浙江臺州、金華、紹興、杭州、湖州等地繼續(xù)北上?！袄骜R”維持超強臺風(fēng)級別達27 h直至登陸，過程中心最低氣壓為915 hPa(62 m·s-1)，是建國以來登陸浙江第三強臺風(fēng)。登陸后在浙江境內(nèi)滯留時間長達20 h，為登陸超強臺風(fēng)之最。“利奇馬”風(fēng)雨影響極其顯著，綜合致災(zāi)強度等級在浙江登陸臺風(fēng)中排第二位。

本文采用中國天氣臺風(fēng)網(wǎng)提供的臺風(fēng)路徑和強度資料；利用浙江省逐小時自動站降水、極大風(fēng)資料和站點高度分析降水特征；采用NCEP/NCAR提供的分辨率為0.25°×0.25°的實況再分析資料和歐洲中心地形數(shù)據(jù)分析物理量場特征；臺州市多普勒雷達資料分析雷達特征；采用NCEP提供的FNL再分析資料數(shù)值模擬。

圖1 臺風(fēng)“利奇馬”的路徑Fig.1 Track of typhoon “Lekima”

2 臺風(fēng)降水特征分析

“利奇馬”降水范圍廣、強度強，給浙江全省造成了暴雨到大暴雨、局部特大暴雨的極端降水，局地雨量超過歷史記錄。8月8日00時—11日00時浙江東部沿海地區(qū)臺州、寧波兩地過程平均雨量分別達30 mm、276 mm；國家站溫嶺、北侖、玉環(huán)過程雨量分別為473 mm、405 mm、318 mm，均破當(dāng)?shù)貧v史最大臺風(fēng)過程雨量紀(jì)錄；臨海括蒼山過程雨量達834.3 mm，超歷史極值。

“利奇馬”降水空間分布特征顯著，浙東地區(qū)出現(xiàn)明顯的雨量大值區(qū)，其中兩個雨量極值中心分別位于臺州黃巖西部和臺州寧波交界處，如圖2所示。結(jié)合浙江地形可見雨量極值中心與地形高度有極好的對應(yīng)關(guān)系。圖中A區(qū)為臺州括蒼山區(qū)，最高峰米篩浪海拔1 383 m，B區(qū)北側(cè)為寧波四明山區(qū)、臺州天臺山區(qū)，最高峰海拔均在1 000 m以上，南側(cè)為臺州湫水山小山地。對比雨量分布和海拔高度可知，兩個雨量極值區(qū)域分別對應(yīng)于兩處山區(qū)及其東南側(cè)區(qū)域，而雨量超歷史極值的括蒼山站正位于A區(qū)最高峰上。此外，浙東地區(qū)單站雨量達600 mm以上的站點均在這兩個雨量大值區(qū)域內(nèi)，站點海拔高度均在400 m以上。由此可見，浙東地形在此次臺風(fēng)極端降水過程中有重要的作用。

圖2 2019年8月8日00時—11日00時浙江省自動站過程雨量(陰影,單位： mm；其中黑色虛線為海拔高度，單位：m；區(qū)域A、B為浙東高山區(qū)，白色圓點為600 mm以上雨量站點)Fig.2 The observed accumulated rainfall in Zhejiang Provincefrom 0000 UTC on 8 to 0000 UTC on 11 August 2019(shaded,unit:mm; black contouris altitude,unit: m; the markedposition A and B indicate two alpine regions of mountain areas ofsouthern Zhejiang; white dots indicate stations over 600 mm)

浙東地區(qū)降水集中時段出現(xiàn)在9日08時至10日03時，表1中站點的逐時平均雨量呈明顯的雙峰型分布，如圖3a所示，雨量峰值分別出現(xiàn)在9日10—14時(登陸前4～8 h)和9日18—24時(登陸后0～6 h)。第一時段為臺風(fēng)外層螺旋云帶降水。臺風(fēng)登陸前中心呈雙眼墻結(jié)構(gòu)，有兩層完整的閉合螺旋云帶，其中外層螺旋云帶西北象限又有“6”字形云團發(fā)展旺盛，先于臺風(fēng)主體影響浙東沿海，產(chǎn)生第一時段強降水；第二時段為臺風(fēng)登陸后中心附近的強降水。

表1 浙東地區(qū)單站雨量≥600 mm的站點Table 1 Stations rainfall more than or equal to 600 mmin eastern Zhejiang

3 地形影響

當(dāng)臺風(fēng)趨近海岸、島嶼、陸地直至登陸，其下墊面由海洋轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙?，臺風(fēng)的降水、強度、路徑等均會發(fā)生異常變化。

3.1 地形阻滯作用

圖3 (a)表1中站點逐時平均雨量分布(單位:mm)和(b)“利奇馬”減速階段移速和臺州地區(qū)平均小時雨強、括蒼山單站小時雨強分布(單位：mm·h-1)Fig.3 (a)Distribution of hourly average rainfall of stations in table 1(unit:mm);(b)moving speed of “Lekima” and hourly rainfall intensity of Taizhou and Kuocangshan station(unit:mm·h-1).

臺風(fēng)登陸后，由于下墊面的摩擦拖曳作用往往都會表現(xiàn)出強度減弱、移速減慢。“利奇馬”在登陸前短暫加強，登陸后強度迅速減弱。前期在開闊的海面上“利奇馬”移速基本維持在20～25 km·h-1，登陸后由于受到浙東地形的摩擦和山脈的阻擋，移速迅速減小，最慢時為5 km·h-1，越過臺州西部山區(qū)后地勢較為平坦，臺風(fēng)移速再次增大。結(jié)合圖3b可以看出，臺風(fēng)減速時段剛好對應(yīng)括蒼山站及整個臺州地區(qū)的強降水時段，可見山脈地形的阻擋作用，一定程度上延長了浙東地區(qū)的強降水累計過程，利于極端降水的產(chǎn)生。

3.2 地形抬升作用

地形對降水的作用可分為動力作用和云物理作用兩個方面，而動力作用中主要是地形的強迫抬升[9]。通過NCEP再分析數(shù)據(jù)對物理量場的診斷分析，可以較好的得出浙東地形在本次降水過程中的關(guān)鍵作用。

浙東雨量大值區(qū)(28°～30°N，120°～122°E)的渦度、散度和水平風(fēng)速的時空演變(圖4)表明從9日00時—11日00時，暴雨區(qū)在整各對流層均維持正渦度環(huán)流，并在臺風(fēng)登陸時達到渦度最大，最大正渦度中心出現(xiàn)在850 hPa附近，正渦度區(qū)伸展至100 hPa以上。從散度場的時空演變來看，整個暴雨過程800 hPa以下的低層為輻合區(qū)，800～500 hPa的中層為輻散區(qū)，9日12時—10日00時臺風(fēng)中心附近，低層925 hPa至地面有強輻合中心，中心值大于15×10-5s-1；800 hPa以上整層均為輻散區(qū)。臺風(fēng)轉(zhuǎn)向后，低層輻合強度逐漸減弱，高度有所上升，近地面轉(zhuǎn)為輻散區(qū)。括蒼山脈整體為東北西南走向，山脊呈三支，分別向西南、東北、東南延伸。為了進一步研究山脈地形對渦度、散度分布的影響，選取括蒼山東北山脊的東西兩側(cè)迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡兩個點(圖4a中紅圈為迎風(fēng)坡，藍圈為背風(fēng)坡)對比分析時間垂直剖面。由圖4c、d可知，兩個選取點均靠近臺風(fēng)中心，正渦度區(qū)強度顯著大于區(qū)域平均值，其中迎風(fēng)坡的渦度中心強度和向上伸展的區(qū)域范圍均明顯強于背風(fēng)坡。此外，迎風(fēng)坡9日00時開始在850 hPa以下出現(xiàn)中心值達30×10-5s-1渦度負值區(qū)，12時開始又轉(zhuǎn)為正渦度并迅速增強至70×10-5s-1，24 h渦度梯度變化近100×10-5s-1；背風(fēng)坡則無上述現(xiàn)象，臺風(fēng)中心經(jīng)過前后渦度增強和減弱較對稱。從散度場來看，迎風(fēng)坡輻合中心明顯強于背風(fēng)坡，且輻合區(qū)更緊密。迎風(fēng)坡低層強輻合區(qū)出現(xiàn)在臺風(fēng)中心前側(cè)的東北風(fēng)中，臺風(fēng)中心過后轉(zhuǎn)偏南風(fēng)輻合顯著減??；背風(fēng)坡強輻合區(qū)則出現(xiàn)在臺風(fēng)中心附近?？梢姡匦蔚纳角拜椇献饔檬沟眠@一區(qū)域內(nèi)的降水動力條件顯著提高。

圖4 (a)浙江地形高度(灰色等值線，單位：m)和9日06時925 hPa風(fēng)場(黑色箭頭，單位：m·s-1；其中綠色實線為括蒼山脈山脊線;虛線方框為浙東雨量大值區(qū)區(qū)域)；(b)8月8日00時至11日00時虛線區(qū)域平均的渦度(黑色實線，單位：10-5s-1)、散度(紅色陰影，單位：10-5s-1)和水平風(fēng)速(綠色風(fēng)桿，單位：m·s-1)時間—垂直剖面圖；(c)迎風(fēng)坡(28.5°N ，121°E， a中紅圈位置)和(d)背風(fēng)坡(28.75°N ，120.75°E， a中藍圈位置)渦度、散度和水平風(fēng)速時間—垂直剖面Fig.4 (a) The terrain height of Zhejiang (grey contour,unit: m) and 925 hPa wind at 0600 UTC on 9 (black arrow, unit: m·s-1; green solid lineis the mountain ridge of Kuocang Moutain; the dotted box is the large value area of rainfall in eastern Zhejiang; (b) the time-vertical cross section of relative vorticity (black contour,unit:10-5s-1), divergence(red shaded area, unit: 10-5s-1) and horizontal wind speed(green wind pole, unit:m·s-1)in the dotted area from 0000 UTC on 8 to 0000 UTC on 11 August 2019; and the time-vertical cross section of relative vorticity,divergence,horizontalwind speed of (c) windward slope (28.5°N, 121°E, red circle position) and (d) leeward slope (28.75°N, 121.75°E, blue circle position)

垂直速度也是表征動力作用的重要物理量。結(jié)合地形高度做28.5°N垂直速度剖面，結(jié)果表明9日06時臺風(fēng)仍位于122.5°E以東，其上空對應(yīng)強垂直上升區(qū)域，此時括蒼山脈東側(cè)也已出現(xiàn)強度相對較小的垂直上升中心。隨著臺風(fēng)逐漸西移靠近，臺風(fēng)中心上空的垂直速度中心不斷向前傾斜，并與山前的中心合并增強，速度中心值達8 m·s-1。這一山前強中心一直維持到臺風(fēng)登陸，在臺風(fēng)越山后趨于減弱，但坡后的山前又有速度中心繼續(xù)發(fā)展?？梢?，地形抬升對兩個強降水階段均有一定的動力加強。

圖5 2019年8月垂直速度沿28.5°N的垂直環(huán)流(等值線，單位：m·s-1)與地形高度(陰影，單位：m；臺風(fēng)標(biāo)志代表“利奇馬”所在經(jīng)度位置):(a)9日06時；(b)9日12時；(c)9日18時；(d)10日00時Fig.5 Longitudinal cross section of vertical velocity (contour, unit: m·s-1)and terrain height (shaded,unit: m; the typhoon mark indicatethe longitude of “Lekima”) along 28.5°N：(a)0600 UTC on 9; (b)1200 UTC on 9; (c)1800 UTC on 9; (d)0000 UTC on 10 August 2019

除了動力抬升作用，地形對水汽輸送也有顯著的輻合抬升。8日12時，臺風(fēng)仍位于遠在125°E的洋面上，其外圍偏東氣流已影響浙東沿海，受括蒼山脈的地形抬升影響，山脈東側(cè)首先出現(xiàn)了25×10-5s-1以上的水汽通量輻合中心。隨著臺風(fēng)不斷靠近，山前水汽通量輻合不斷增強，并向浙東北部山區(qū)擴展，9日12時輻合中心最大值達100×10-5s-1以上，遠高于臺風(fēng)近中心環(huán)流。臺風(fēng)登陸前后，浙東地區(qū)均位于強水汽通量輻合區(qū)內(nèi)，內(nèi)有兩個極值中心，分別為臺風(fēng)中心西南側(cè)和括蒼山脈東側(cè)，中心極值均為120×10-5s-1。可見，長時間持續(xù)且充沛的水汽供應(yīng)給此次浙東地區(qū)的降水提供了充分的水汽保障，而浙東地形的輻合抬升作用，使得山前迎風(fēng)坡地區(qū)極端降水的出現(xiàn)提供了有利條件。

圖6 925 hPa水汽通量散度(單位：10-5 s-1)和水平風(fēng)速(黑色箭頭，單位：m·s-1)(臺風(fēng)標(biāo)志代表“利奇馬”所在經(jīng)緯度)：(a)2019年8月8日12時；(b)9日06時；(c)9日12時;(d)9日18時；Fig.6 925 hPa water-vapor flux divergence (shaded, unit: 10-5 s-1) and horizontal wind speed (black arrow, unit: m·s-1) (the typhoon mark indicate the position of “Lekima”): (a)1200 UTC on 8; (b)0600 UTC on 9; (c)1200 UTC on 9; (d)1800 UTC on 9 August, 2019

3.3 中尺度雷達特征分析

由降水時序圖可知，本次臺風(fēng)降水主要集中在臺風(fēng)外圍螺旋云帶和臺風(fēng)眼墻影響的兩個時段，9日10—14時為第一個降水峰值期，從雷達組合發(fā)射率圖(圖7a)可以看出，大范圍密實的螺旋狀回波匯集在距離臺風(fēng)中心150～200 km左右的西北側(cè)，螺旋云帶內(nèi)中小尺度系統(tǒng)活躍，鑲嵌著多個不同尺度的對流云團，強度均在45 dBZ以上。其中尺度最大、強度最強的對流云團位于括蒼山脈(黑框標(biāo)志)東側(cè)附近。隨著臺風(fēng)西北行，其西北側(cè)不斷有強回波帶向前推進(圖7b)，持續(xù)影響浙東地區(qū)，括蒼山脈恰好位于強回波帶的前進路線上。當(dāng)臺風(fēng)中心登陸后，中心附近對流最旺盛區(qū)也出現(xiàn)山脈東側(cè)(圖7c)。此外，圖7d—f可以很直觀的看出對流云團靠近山脈地形(湫水山)時整體加強，爬越小地形時則北側(cè)減弱，南側(cè)繼續(xù)加強。而后靠近尺度較大的括蒼山脈，回波整體在山脈東側(cè)逐漸趨于減弱。

圖7 2019年8月9日臺州多普勒雷達組合反射率(單位:dBZ；其中黑色矩形框為括蒼山脈所在；d、e、f為45 dBZ以上組合反射率；灰色虛線為地形高度,單位：m)：(a)10時22分；(b)14時52分；(c)18時50分；(d)09時59分；(e)10時16分；(f)10時34分Fig.7 Taizhou Doppler radar composite reflectivity (unit:dBZ;the black rectangle indicate the Kuocangshan Mountain;d,e, f is composite reflectivity above 45 dBZ; gray contour is terrain height，unit:m) at: (a) 1022 UTC; (b) 1452 UTC;(c) 1850 UTC; (d) 0959 UTC; (e) 1016 UTC; (f) 1034 UTC on 9 August, 2019

4 地形降水率計算

從實況物理量場和雷達特征分析中均可以看出，浙東地形尤其是括蒼山脈的輻合抬升作用對此次臺風(fēng)極端降水的產(chǎn)生非常關(guān)鍵。地形對降水的增幅作用可以通過影響風(fēng)向、風(fēng)力等參數(shù)進行估算。

圖8 括蒼山站逐時降水、極大風(fēng)向和風(fēng)速時間序列Fig.8 Time series of hourly rainfall, extreme winddirection and speed at Kuocangshan station

根據(jù)括蒼山單站的逐時降水、極大風(fēng)風(fēng)向和風(fēng)速的時間序列(圖8)中可以看出，極大風(fēng)風(fēng)向受地形的影響非常顯著，而降水又和風(fēng)向有密切關(guān)系。受周圍地形影響，整個臺風(fēng)影響期間括蒼山站只有偏北和偏南兩個風(fēng)向。當(dāng)臺風(fēng)外圍的東北風(fēng)遇上括蒼山脈時，受其強迫轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，而括蒼山站的降水主要發(fā)生在吹偏北風(fēng)時，當(dāng)風(fēng)速增大，降水也增強，一旦轉(zhuǎn)為南風(fēng)，降水則迅速減小。這是由于南風(fēng)要越過山脈才能作用于山脈西南側(cè)，而主要降水都集中在越山之前。

(1)

ωs=Γ(p)ωs0，

(2)

(3)

(4)

(5)

代入(2)、(3)、(4)，同時忽略小項，可得

(6)

設(shè)α為地形坡度，β為風(fēng)向與地形夾角，則(1)式可改寫為：

(7)

式中：p0、T0分別為地面氣壓和溫度，v0cosβ表示垂直于地形的風(fēng)分量。某一時段內(nèi)，括蒼山地形降水率估算公式可簡化為：

(8)

為了便于計算，各參數(shù)取“利奇馬”影響期間，括蒼山站降水最強的12 h平均值，即9日12—24時，浙東地區(qū)地面參考站點(黃巖站)地面平均氣壓為970 hPa，地面平均溫度為26.1 ℃，平均比濕為17.5 g·kg-1，括蒼山東側(cè)地形坡度約為5.3°，垂直于地形的速度約為8 m·s-1,則可大致估算出括蒼山地形抬升引起的降水增幅可達約11 mm·h-1，12 h過程雨量增幅達130 mm以上，約占時段內(nèi)實際降雨量的2.5成?？梢姷匦翁斐傻慕邓适欠浅８叩摹?/p>

5 地形作用的數(shù)值模擬

5.1 模擬實驗設(shè)置

為進一步驗證浙東地形在本次臺風(fēng)極端降水中的重要作用，采用中尺度數(shù)值模式WRF進行地形敏感性試驗。模擬試驗設(shè)計中的物理參數(shù)的設(shè)置采用了如下的方案：微物理過程第一層為Lin,et al 方案，第二層為WSM 3類簡單冰方案；長波輻射均為rrtm 方案；短波輻射均為Dudhia 方案；邊界層均為Monin-Obukhov 方案；積云對流參數(shù)化第一層為Betts-Miller-Janjic 方案，第二層為淺對流Kain-Fritsch (new Eta)方案。模擬過程中采用兩重嵌套網(wǎng)格，第一重格距為9 km，第二重格距為3 km，模擬中心為(28°N,120°E)；初始時刻為2019年8月9日08時，積分48 h，使用了美國國家環(huán)境預(yù)報中心(NCEP)的FNL 1°×1°的全球再分析資料作為初始場資料，地形資料采用WRF自帶的地形數(shù)據(jù)GTOPO30，分辨率為5′。共進行了兩個模擬試驗，一個是控制試驗；另一個則是在相同參數(shù)和設(shè)置的前提下，將浙江東部山區(qū)地形(地形試驗區(qū)域參見圖4a中的虛線方框)削減為100 m，從而與周邊地區(qū)保持近似高度。

5.2 模擬結(jié)果分析

對比“利奇馬”模擬結(jié)果與實況觀測可知(圖9)，模式較好地模擬了臺風(fēng)的強度和路徑，其中浙東地區(qū)降水分布形態(tài)與實況基本一致，高海拔地形區(qū)仍對應(yīng)兩個雨量大值中心(圖10a所示)。但是由于模擬登陸地點相對略偏南，浙南地區(qū)雨量偏大。

對比控制試驗和去地形試驗的過程降水分布可知，當(dāng)浙江東部地形削減之后，臺風(fēng)的路徑和強度均未發(fā)生明顯變化(圖略)，而浙南地區(qū)的降水也基本和控制試驗保持一致，但是浙江東部雨量明顯減小，降水分布較均勻，括蒼山、四明山和天臺山附近的雨量中心則基本消失(圖10a、b)。對比散度分布(圖10c、d)亦能看出，去除地形后，原來浙東山地附近的輻合中心減弱或消失，不利于強降水的發(fā)生發(fā)展。進一步驗證了浙東地形在“利奇馬”極端降水過程的關(guān)鍵性和必要性。

圖9 數(shù)值模擬和實況的臺風(fēng)路徑和中心氣壓Fig.9 Simulated and observed track and central pressure of “Lekima”

圖10 控制試驗和去地形試驗雨量、散度對比(其中(a、b)中等值線為實況雨量，填色圖為模擬雨量，單位：mm；(c、d)中虛線為925 hPa散度，單位：10-5s-1)：(a、c)為控制試驗;(b、d)為去地形試驗Fig.10 Rainfall and divergence comparison of (a,c) control experiment and (b,d) de-terrain experiment (shaded is simulated rainfall; contour is observed rainfall in a,b, unit：mm; contour is divergence at 925 hPa in c、d; unit：10-5s-1)

6 結(jié)論

通過利用浙江省自動站實時降水資料、NCEP/NCAR再分析資料和多普勒雷達資料，對臺風(fēng)“利奇馬”在浙東地區(qū)產(chǎn)生的極端降水過程進行分析，同時結(jié)合中尺度數(shù)值模式WRF設(shè)計了地形敏感性試驗，模擬了去除浙東地形后對此次極端降水過程的影響。結(jié)果表明：

(1)臺風(fēng)“利奇馬”影響期間，浙東強降水過程出現(xiàn)兩個雨量峰值，依次由臺風(fēng)外層螺旋云帶和臺風(fēng)中心附近的多個中尺度對流云團持續(xù)影響所造成，對流云團往往在山前發(fā)展，過山減弱，可見浙東地形對這一系列對流云團有明顯的加強作用。

(2)浙東降水空間分布存在兩個顯著的雨量極值中心，與地形高度良好對應(yīng)。

(3)浙東地形，特別是西部山脈，對“利奇馬”有阻滯作用，在臺風(fēng)登陸后的強降水時段減慢臺風(fēng)移速，增加降水時長，利于產(chǎn)生極端降水。

(4)迎風(fēng)坡地形區(qū)通過山前顯著的動力抬升作用和水汽輻合加強造成降水增幅。括蒼山脈在強降水階段對暴雨的增幅可達11 mm·h-1，接近此時段內(nèi)總雨量的2.5成。

(5)通過敏感性試驗降低地形高度后，浙東地區(qū)輻合及上升運動減弱，雨量也明顯減少，對應(yīng)的兩個降水中心也隨之消失，進一步驗證了浙東地形是造成此次極端降水事件的重要原因。