唐志勇,張 良,鄭宗賢
1.福建省福鼎市氣象局,福建福鼎 355200;2.福建省福安市氣象局,福建福安 355000
熱帶氣旋是形成于熱帶洋面上的低壓系統(tǒng),根據(jù)強度可分為熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風、強臺風和超強臺風6個等級。福鼎市位于福建省東北部,北與浙江省接壤,東臨大海,東北、西北、西南向中部和東南沿海波狀傾斜,屬亞熱帶海洋季風氣候。當西北太平洋生成的熱帶氣旋西進靠近中國臺灣省東部海面時,福鼎市將受其外圍環(huán)流的影響,沿海和內(nèi)陸的風力隨著熱帶氣旋的逐步靠近而逐漸加強,并出現(xiàn)不同強度的降水。熱帶氣旋會帶來暴雨、大風和風暴潮等自然災(zāi)害,臺風暴雨引起的山洪暴發(fā)會沖毀農(nóng)田水利工程、破壞交通和通信設(shè)施,暴雨期間通常還會出現(xiàn)局地性洪澇災(zāi)害,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大的危害。長時間的強降水還可能引發(fā)泥石流,甚至出現(xiàn)山體滑坡,嚴重威脅人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。當前,還沒有對福鼎市南部登陸臺風給該地區(qū)帶來風雨影響的研究,以201808號臺風“瑪莉亞”為研究對象,以期為今后在福鼎南邊登陸的臺風帶來的大風和雨量預(yù)報提供參考。
201808號臺風“瑪莉亞”(Maria)于2018年7月4日20:00在西北太平洋關(guān)島以東洋面上生成,沿北西北方向移動,逐漸向中國臺灣省東部海面靠近,強度逐漸增強。6日夜間加強為超強臺風,36 h內(nèi)完成“五級連跳”。9日14:00進入福建省48 h警戒線,10日09:00進入24 h警戒線。11日05:00臺風中心繞過臺灣省,其中心位于寧德約150 km的東南洋面上(26°3′N,121°E),近中心最大風力15級(48 m/s),中心最低氣壓945 hPa,7級風圈半徑280~400 km,10級風圈半徑150~200 km,12級風圈半徑40~50 km。以30 km/h的速度向西西北方向移動。
由于沒有被中國臺灣省中央山脈阻擋,201808號臺風“瑪莉亞”移動速度快,強度強,只經(jīng)過4 h就從臺灣省北部移動至福建省沿海,于7月11日9:10在福鼎南部的連江縣黃岐半島沿海登陸,登陸時中心附近最大風力14級(42 m/s,強臺風級),中心最低氣壓960 hPa,成為有歷史記錄以來7月登陸福建省最強臺風(圖1)。登陸后,臺風“瑪莉亞”繼續(xù)向西北偏西移動,于11日20:00在江西黎川縣境內(nèi)減弱為熱帶低壓,之后逐漸減弱填塞消亡。
圖1 201808號臺風“瑪莉亞”移動路徑
201808號臺風“瑪莉亞”具有以下特點:一是增強快,在生成后36 h內(nèi)完成“五級連跳”,從熱帶風暴加強為超強臺風;二是強度強,在超強臺風級別維持107 h,鼎盛時近中心最大風力達到17級(60 m/s),中心最低氣壓達到920 hPa,登陸時仍為強臺風;三是移速快,速度約為30 km/h;四是路徑穩(wěn)定,穩(wěn)定向西偏北方向移動;五是大風影響大,沿海出現(xiàn)17級陣風,陸地也有10級以上大風。
201808號臺風“瑪莉亞”登陸前后,2018年7月11日03:00~10:00,福鼎市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均出現(xiàn)10級以上大風,以沙埕鎮(zhèn)臺山島58.8 m/s(17級)為最大,市區(qū)極大風速為30.6 m/s(11級)。
201808號臺風“瑪莉亞”進入24 h警戒線后,福鼎市2018年7月10日23:00開始出現(xiàn)降水,主要降水時段集中在臺風登陸前后,即11日04:00~ 11:00。統(tǒng) 計10日23:00—11日20:00共21 h各區(qū)域自動站累計雨量,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均出現(xiàn)暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)大暴雨,佳陽鄉(xiāng)162.1 mm最多,市區(qū)累計雨量為128.6 mm;最大小時雨強以磻溪鎮(zhèn)的32.2 mm最大。
受201808號臺風“瑪莉亞”影響,7月10日23:00起福鼎市范圍內(nèi)開始出現(xiàn)大風、降水。至11日20:00,市區(qū),以及疊石、貫嶺、管陽、前岐、佳陽、磻溪、白琳、龍安等大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)累計雨量超過100 mm,其中佳陽鄉(xiāng)162.1 mm最多。持續(xù)的大風和強降雨導(dǎo)致全市17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi),出現(xiàn)局部發(fā)生停電,部分農(nóng)作物受損,漁排網(wǎng)箱損毀,水利、交通設(shè)施毀壞,工礦企業(yè)停產(chǎn)等情況,受災(zāi)人口4.64萬人,緊急轉(zhuǎn)移群眾2.18萬人。截至12日12:00,全市因災(zāi)造成直接經(jīng)濟損失達3.9億元。
福鼎市氣象局早部署、早預(yù)警、早服務(wù),應(yīng)急響應(yīng)迅速果斷、預(yù)警預(yù)報準確及時,氣象服務(wù)積極主動,為地方黨委政府指揮防抗臺風“瑪莉亞”提供科學(xué)依據(jù),為提前部署防御工作贏得了大量的時間,最大限度地避免了臺風災(zāi)害造成的損失。此次過程共報送11份決策氣象服務(wù)產(chǎn)品,分別為3期《重要氣象信息專報》、8期《重要天氣預(yù)警報告》。在7月6日《下周天氣》中,介紹了臺風“瑪莉亞”動態(tài),并指出預(yù)計其將于2018年7月10日夜間進入24 h警戒線,逐漸向華東沿??拷?;7日18:00發(fā)布臺風消息,第1次指出預(yù)計“瑪莉亞”將逐漸向閩浙一帶沿??拷?;8日11:00的沿海臺風警報中,首次預(yù)報瑪莉亞將在福建沿海登陸,將給福鼎市帶來嚴重風雨影響。
及時通過廣播、電視、官方微博、微信等渠道對外發(fā)布預(yù)警信號。尤其是聯(lián)合福鼎官方新媒體平臺“幸福福鼎”制作臺風專題微頁、開通臺風專題報道連線直播,連續(xù)30 h在線直播臺風最新預(yù)警預(yù)報和影響信息?!芭_風專題報道連線直播”直播間人數(shù)最高達到18萬余人,制作的臺風專題微頁,每篇閱讀量均超過3萬次,得到了地方政府和社會各界的高度肯定。
福鼎市氣象臺共發(fā)布預(yù)警信號35條:臺風預(yù)警信號29條,其中臺風紅色預(yù)警信號19條;暴雨預(yù)警信號6條,其中2條暴雨紅色預(yù)警信號。
福鼎市氣象局于7月9日09:00啟動重大氣象災(zāi)害(臺風)Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng);10日09:00提升為Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng);12:30提升為Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng);11日18:00將Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)調(diào)整為Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)。
從2018年7月9日08:00~11日20:00 500 hPa高度場(圖2)看出,副熱帶高壓加強西伸,10日20:00,588線向北彎曲至浙江省境內(nèi),臺風“瑪莉亞”環(huán)流結(jié)構(gòu)緊密,眼區(qū)深邃,始終沿著副熱帶高壓邊緣以30 km/h左右的移動速度向西偏北方向穩(wěn)定移動,移動速度快。臺風移動路徑的右側(cè)與副熱帶高壓之間產(chǎn)生強烈的氣壓梯度力,風場具有不對稱性,產(chǎn)生東南急流,東南急流為臺風降水提供了良好的水汽條件和動力條件,導(dǎo)致福鼎市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)10級以上大風和暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)大暴雨。
圖2 2018年7月9日08:00—11日20:00 500 hPa環(huán)流場
從850 hPa和200 hPa高度散度場上看(圖3),7月11日08:00福鼎市上空850 hPa為強烈的水汽輻合大值區(qū),水汽主要來源于西北太平洋,東南急流攜帶西太平洋大量的水汽源源不斷地輸送至福鼎市上空。同時,東南急流上的風速脈動為降水的產(chǎn)生提供了良好的動力條件。200 hPa高層為明顯的輻散區(qū),高層輻散低層輻合配置有利于抽吸作用的產(chǎn)生,加強垂直上升運動,具有較強的動力條件,極有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。
圖3 2018年7月11日08:00 925、200 hPa散度場
K指數(shù)在強降水預(yù)報中得到了廣泛的研究和應(yīng)用,其對暴雨預(yù)報有指示作用,K指數(shù)越大,對流性越強,越有利于雷暴大風、短時強降水等強對流天氣的產(chǎn)生[1]。從11日08:00對流參數(shù)看,福鼎市上空存在K指數(shù)大值區(qū),K值最大值達38以上,正好處于福鼎市強降水時段。
從福建雷達拼圖(圖4)上看,隨著臺風“瑪莉亞”逐步向福建省沿??拷?,福鼎市逐漸受到西北—東南走向的臺風外圍螺旋雨帶影響,在7月11日凌晨,出現(xiàn)大風和強降水天氣過程。隨著臺風的逐步靠近,風力逐漸增大,降水也有所加強,降水主要集中于11日凌晨至11日上午。11日03:00前后臺風“瑪莉亞”的外圍螺旋雨帶全面覆蓋福鼎市,降水強度較弱,隨著臺風中心的不斷靠近,降水沿福鼎市海岸線向內(nèi)陸方向擴展,形成降水中心。隨著回波單體不斷發(fā)展成線狀對流,強對流回波不斷經(jīng)過福鼎市上空,有明顯的“列車效應(yīng)”。強對流回波>40 dBz的回波頂高在3 km以下,具有低頂高、低質(zhì)心的結(jié)構(gòu)特征,降水效率高。04:00~11:00為降水最強時段,小時降水量達32.2 mm。臺風“瑪莉亞”09:10在連江登陸后強度迅速減弱消散,繼續(xù)向西偏北方向移動,隨著臺風環(huán)流的西進,10:00起降水不斷向西擴展向北移動,沿臺風環(huán)流切線方向呈帶狀分布,13:00前后強回波已過福鼎市轄區(qū),降水強度明顯減弱。14:00~20:00,福鼎市維持陣性降水天氣,20:00后,隨著臺風不斷深入內(nèi)陸,螺旋雨帶逐漸減弱降水趨于結(jié)束。
圖4 2018年7月11日00:00~23:00整點雷達回波圖
在熱帶氣旋中,大量的潮濕空氣集中在低層,在海拔2 km以下地形的抬升作用最大[2]。在氣旋移動過程中,低層風速大,暖濕氣流明顯,氣流被迫抬升,強對流系統(tǒng)在此產(chǎn)生移出,加強暴雨,降水中心集中在迎風坡[3]。福鼎市位于福建省東北部,與浙江溫州毗鄰,三面環(huán)山,一面臨海,桐山溪、雙岳溪、百步溪等河流通過沙埕灣匯入東海,地形呈現(xiàn)“口窄腹大”的倒喇叭口地形。喇叭口地形使氣流的輻合加強,福鼎市不斷有由東南風和東風構(gòu)成的地面輻合線發(fā)展和維持,產(chǎn)生風向輻合線,配合向岸風帶來的暖濕氣流,觸發(fā)強對流,強降水主要集中在喇叭口地形和迎風波處。統(tǒng)計市區(qū)、前岐、佳陽、白琳等地處喇叭口地形鄉(xiāng)鎮(zhèn)及疊石、貫嶺、管陽、磻溪等地處迎風坡鄉(xiāng)鎮(zhèn)累計雨量均超過100 mm,是臺風暴雨降水中心。
(1)201808號臺風“瑪莉亞”具有增強快、強度強、移速快、路徑穩(wěn)定特點,在福鼎市南邊連江縣登陸,給福鼎市帶來嚴重的風雨影響,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)暴雨到大暴雨,臺山島出現(xiàn)17級陣風。
(2)此次防臺服務(wù)過程中,福鼎市氣象臺早部署、預(yù)警預(yù)報準確及時,服務(wù)積極主動,在新媒體直播取得了良好的效果,得到了地方政府和社會各界的高度肯定。
(3)東南急流為強降水提供了良好的水汽條件和動力條件,高層輻散低層輻合配置有利于抽吸作用的產(chǎn)生,加強垂直上升運動,極有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。
(4)受臺風外圍螺旋雨帶影響,強對流回波不斷經(jīng)過福鼎市上空,有明顯的列車效應(yīng),降水效率高。
(5)由東南風和東風構(gòu)成的地面輻合線發(fā)展和維持,配合向岸風帶來的暖濕氣流,觸發(fā)強對流,強降水主要集中在喇叭口地形和迎風坡。