沈曉玲，李鋒

（1.浙江省紹興市氣象局，浙江 紹興 312000；2.浙江省諸暨市氣象局，浙江 諸暨 311800）

1 引言

由臺風(fēng)引發(fā)的極端降水是我國的主要災(zāi)害性天氣之一，許多專家學(xué)者已對臺風(fēng)降水開展了深入研究[1-3]。臺風(fēng)暴雨可分為5個落區(qū)：眼壁暴雨、螺旋雨帶暴雨、小渦暴雨、倒槽暴雨和切變暴雨。臺風(fēng)造成的極端暴雨有一個顯著特點，即極端暴雨多產(chǎn)生在登陸或近海臺風(fēng)的維持和停滯階段[4-6]。西南氣流的水汽輸送對臺風(fēng)降水至關(guān)重要，其攜帶的水汽能使臺風(fēng)雨帶中的強對流活動加強，使暴雨增幅[7-8]。錢燕珍等[9]通過對比臺風(fēng)“菲特”、臺風(fēng)“杜鵑”和臺風(fēng)“莫蘭蒂”造成寧波強降水的成因，指出遠(yuǎn)距離、范圍小的臺風(fēng)減弱后云系擴散，與冷空氣、副熱帶高壓（以下簡稱副高）或其他臺風(fēng)等相互作用，有利于持續(xù)性強降水的形成。臺風(fēng)暴雨還與地形密切相關(guān)，低層氣流受地形引導(dǎo)和阻擋作用，可加速輻合與抬升，有利于強降水的維持和加強[10-12]。萬小雁等[13]對比了在樂清以北登陸的1909 號超強臺風(fēng)“利奇馬”和9015 號臺風(fēng)“阿貝”引起的溫州強降水的分布特征，指出臺風(fēng)過程累積雨量與臺風(fēng)中心距離和地形高度有顯著相關(guān)關(guān)系，北部樂清和永嘉交界的迎風(fēng)坡出現(xiàn)歷史極值降水現(xiàn)象的概率大。劉曉波等[14]對 1614 號臺風(fēng)“莫蘭蒂”和 1616 號臺風(fēng)“馬勒卡”雙臺風(fēng)形勢下長三角地區(qū)出現(xiàn)大暴雨過程的成因進(jìn)行了診斷分析，認(rèn)為蘇皖地區(qū)高空槽后冷空氣侵入、浙江—上海沿海地區(qū)形成東北—西南向溫度鋒區(qū)以及浙江中北部沿海交界地帶特殊山脈地形的強迫作用，使得中尺度對流系統(tǒng)發(fā)展并維持。

浙江地勢西高東低，尤其是浙北多山脈分布，臺風(fēng)影響時常常引發(fā)強降水。在2106 號臺風(fēng)“煙花”影響期間，浙北出現(xiàn)罕見極端降水，多項記錄破歷史極值。本文利用浙江省常規(guī)氣象觀測資料、歐洲中心第五代大氣再分析全球氣候數(shù)據(jù)（The fifth generation atmospheric reanalysis of the globalclimate of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ERA5）逐小時再分析資料（0.25°×0.25°）和衛(wèi)星云圖資料等，分析了此次臺風(fēng)極端降水的特征和成因，以期為今后臺風(fēng)暴雨預(yù)報提供一定參考。

2 臺風(fēng)“煙花”概況和極端降水特點

2.1 概況

2106 號臺風(fēng)“煙花”于 7 月 18 日 02 時（北京時，下同）在西北太平洋洋面生成，生成后移動路徑多變，經(jīng)歷了北移、西折、南落和停滯等多種路徑（見圖 1a），21 日 11 時加強為強臺風(fēng)，中心風(fēng)力為 14 級（42 m/s）。23 日夜間臺風(fēng)進(jìn)入東海，維持臺風(fēng)級別（13級），正面向浙江沿海移動。25日12時30分臺風(fēng)在浙江舟山普陀區(qū)第一次登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力為38 m/s（13 級），中心最低氣壓為965 hPa。臺風(fēng)登陸后在舟山本島滯留5 h，然后沿杭州灣南岸海岸線緩慢移動16 h，于26 日09 時50 分在浙江嘉興平湖市沿海再次登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力為28 m/s（10級），中心最低氣壓為978 hPa。登陸后臺風(fēng)繼續(xù)向西北方向移動，在嘉興市緩慢移動7 h，26 日17 時移出浙江后基本沿著浙江與江蘇省界緩慢西北行，繼續(xù)給浙江北部地區(qū)帶來暴雨，局地大暴雨。臺風(fēng)“煙花”移速慢，尤其在浙江省滯留期間移速僅為6 km/h，且為1949 年有氣象記錄以來首個在浙江省內(nèi)兩次登陸的臺風(fēng)。

圖1 臺風(fēng)“煙花”路徑和過程實況及浙江省地形圖Fig.1 The track and process of typhoon"In-Fa"and topographic map of Zhejiang Province

臺風(fēng)“煙花”影響期間風(fēng)雨潮“三碰頭”，浙北地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)暴雨或特大暴雨以及長時間的10 級以上大風(fēng)，臺風(fēng)影響范圍大，致災(zāi)強度強。根據(jù)浙江省風(fēng)雨影響綜合評估結(jié)果，有37個縣（區(qū)、市）382個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）的致災(zāi)等級為“特重”，11 個縣（市、區(qū)）47個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）的致災(zāi)等級為“嚴(yán)重”。

2.2 極端降水特點

臺風(fēng)“煙花”影響范圍大，移速慢，在尚未進(jìn)入東海時其外圍云系已開始影響浙江。臺風(fēng)過程自22 日開始，至28 日結(jié)束，風(fēng)雨影響時間長達(dá)7 d，破浙江省登陸臺風(fēng)影響時間最長紀(jì)錄。22 日08 時—28日08時，全省平均雨量為191 mm，破浙江省登陸臺風(fēng)的降雨紀(jì)錄；寧波、舟山、紹興、湖州、嘉興和杭州6個地區(qū)的過程雨量超過200 mm（見圖1b），均破1951 年以來浙江省登陸臺風(fēng)的降雨紀(jì)錄；20 個縣（市、區(qū)）的過程雨量超過300 mm，單站最大降雨出現(xiàn)在余姚大嵐鎮(zhèn)丁家畈，過程雨量為1 034 mm，破浙江省登陸臺風(fēng)過程雨量極值；27 個國家級氣象站的過程雨量破1951 年以來浙江省登陸臺風(fēng)的降雨紀(jì)錄。

圖1c為過程雨量最大的丁家畈站（位于四明山一帶，靠近臺風(fēng)登陸點）和董嶺站（位于天目山一帶，距離臺風(fēng)登陸點較遠(yuǎn)）的小時雨量分布。從圖中可以看到，降水可以分為兩個階段：第一階段為23 日前半夜，受臺風(fēng)“煙花”外圍環(huán)流影響開始產(chǎn)生降水，丁家畈站小時雨量多不足20 mm，董嶺站不足15 mm。第二階段從24日02時起，受臺風(fēng)螺旋云帶和臺風(fēng)本體云系影響，降水加強，丁家畈站降水主要集中在 25 日 02 時—26 日 08 時，累積雨量為665 mm，占過程雨量的64%，25 日14—20 時小時雨量多超過30 mm，最大為37.4 mm；董嶺站降水主要集中在 25 日 08 時—26 日 14 時，累積雨量為592 mm，占過程雨量的61%，小時雨量超過30 mm的持續(xù)時間短，最大為32.8 mm。

綜上分析，與1909 號臺風(fēng)“利奇馬”在括蒼山站產(chǎn)生81.5 mm 的小時雨量相比，此次過程降水效率整體不高，持續(xù)時間長是導(dǎo)致極端降水的主要原因。另外，從浙江省地形圖（見圖1d）可以看到，浙北山脈呈東北—西南向分布，浙西北為天目山，浙東自西向東分別為龍門山、會稽山和四明山，此次過程的4 個雨量中心與4 座山脈正好相對應(yīng)，可見降水量與地形密切相關(guān)。下面重點就浙北東部沿海和浙西北山區(qū)的極端降水成因進(jìn)行分析。

3 極端降水成因分析

3.1 環(huán)流背景

臺風(fēng)的移動路徑直接關(guān)系到降水的落區(qū)和強度[15]。臺風(fēng)“煙花”進(jìn)入東海后，24 日08 時（圖略）50°N 以北高緯地區(qū)為西風(fēng)帶槽脊，臺風(fēng)“煙花”東側(cè)西太平洋上為2108 號臺風(fēng)“尼伯特”，其中心位于25.3°N，149.5°E，西側(cè)海南島上為2107號臺風(fēng)“查帕卡”，其中心位于19.3°N，107.1°E，副高斷裂成南北兩部分，北部位于日本南部海面，范圍偏小，南部位于20°N 以南的西太平洋上，大陸高壓西進(jìn)北抬至38°N，95°E 附近。臺風(fēng)“煙花”處在鞍型場中，引導(dǎo)氣流弱，主要受內(nèi)力作用向西北方向緩慢移動。25日14時臺風(fēng)“煙花”第一次登陸后，西風(fēng)帶槽脊和副高位置少動，臺風(fēng)“尼伯特”中心北移至30.1°N，150.8°E，但仍維持熱帶風(fēng)暴強度，兩個臺風(fēng)的中心距離超過2 000 km，兩者之間直接作用較??；臺風(fēng)“查帕卡”減弱為熱帶低壓，兩者之間距離1 200 km左右，受藤原效應(yīng)作用，臺風(fēng)“煙花”受向西、向北的作用力，有利于其繼續(xù)向西北方向移動。26日08時臺風(fēng)“查帕卡”減弱消亡，中高緯西風(fēng)槽南壓至37°N，副高588 線東退至135°E 以東，臺風(fēng)“煙花”東北側(cè)仍為反氣旋性環(huán)流，在其西側(cè)東南氣流的引導(dǎo)下，臺風(fēng)緩慢向西北方向移動。28 日08 時臺風(fēng)“尼伯特”減弱為低壓環(huán)流，副高受臺風(fēng)“尼伯特”北上擠壓東退至150°E 以東，并與南環(huán)副高合并。臺風(fēng)“煙花”北上與西風(fēng)槽結(jié)合，在槽前西南氣流引導(dǎo)下轉(zhuǎn)向偏北方向移動，逐漸遠(yuǎn)離浙江，對浙江的影響也趨于減弱，浙北地區(qū)轉(zhuǎn)為分散性陣雨天氣。

3.2 水汽條件

極端降水的產(chǎn)生與水汽密切相關(guān)。從850 hPa水汽通量分布圖中可以看到（圖略），臺風(fēng)“煙花”主要有兩支水汽通道，一支為臺風(fēng)“查帕卡”南側(cè)的西南急流，水汽來源于孟加拉灣和南海，水汽通量達(dá)30～40 g（/cm·hPa·s），另一支為臺風(fēng)“尼伯特”北側(cè)的東風(fēng)急流，水汽來源于西太平洋，水汽通量為10～20 g（/cm·hPa·s）。西南急流與東風(fēng)急流持續(xù)強盛的水汽輸送使得對流不穩(wěn)定能量釋放增強，有利于臺風(fēng)“煙花”強度維持并在臺風(fēng)北側(cè)匯合后向浙江輸送，為浙北東部沿海的極端降水提供了充沛的水汽和不穩(wěn)定能量[16]。26日08時東風(fēng)急流減弱，其輸送的水汽通量也減弱至10 g/（cm·hPa·s）以下，但臺風(fēng)東側(cè)的東南風(fēng)急流仍維持，西南急流輸送的水汽通量中心仍達(dá)30～40 g/（cm·hPa·s）。由此可見，西南急流的強度和對應(yīng)的水汽通量均大于東風(fēng)急流，因此，來自孟加拉灣和南海的水汽輸送對極端降水起著更重要的作用。

從925 hPa 水汽通量散度圖中可以看到（見圖2），臺風(fēng)“煙花”第一次登陸前結(jié)構(gòu)較對稱，25 日08時水汽通量散度輻合大值中心位于臺風(fēng)西側(cè)，也就是浙北東部沿海，呈西北—東南向帶狀分布，輻合中心強度超過12×10-7g/(cm2·hPa·s)，未來6 h 強降水落區(qū)與水汽通量散度輻合中心相對應(yīng)，最大雨量為寧波余姚丁家畈的127 mm。25 日20 時，水汽通量散度分布呈現(xiàn)非對稱性發(fā)展，但輻合中心仍位于臺風(fēng)西側(cè)，中心強度維持，同時在浙西北出現(xiàn)水汽通量輻合副中心，強度為10×10-7g（/cm2·hPa·s），未來6 h 強降水落區(qū)仍在輻合區(qū)內(nèi)，且與山脈走向平行。26日08—20時，水汽通量散度分布的非對稱性更加明顯，輻合帶位置少動，由于臺風(fēng)強度減弱，降水強度也減弱，未來6 h 未出現(xiàn)50 mm 以上降水。降水大值區(qū)仍與輻合帶有較好對應(yīng)，特別是在26 日20時后，隨著臺風(fēng)北上，杭州灣南岸地區(qū)轉(zhuǎn)為臺風(fēng)后部，氣壓上升，但該地區(qū)仍存在水汽輻合，中心強度仍維持12×10－7g（/cm2·hPa·s），為持續(xù)降水提供了充足的水汽條件。由此可見，臺風(fēng)登陸前925 hPa 水汽分布結(jié)構(gòu)對稱，登陸后水汽輻合中心始終位于臺風(fēng)西側(cè)，具有明顯的不對稱性，有利于其西側(cè)中尺度對流雨帶的發(fā)展，水汽通量散度輻合區(qū)與未來6 h的強降水落區(qū)相對應(yīng)，輻合強度與降水強度也有一定的對應(yīng)，在今后的預(yù)報中可作為參考。

圖2 不同時刻925 hPa風(fēng)場（單位：m/s）、水汽通量散度（陰影，單位：10-7g/（cm2·hPa·s））、未來6 h 50 mm以上降水站點（黑點）和臺風(fēng)中心位置（紅點）分布Fig.2 The distribution of wind（unit：m/s），water vapor flux divergence（shaded area，unit：10-7 g/（cm2·hPa·s））of 925 hPa，precipitation station of more than 50 mm in the next 6 hours（black spot），location of typhoon center（red dot）in different time

3.3 動力條件

由200 hPa 風(fēng)場演變圖可知（圖略），24 日08 時中緯度高空急流在118°E 附近分為兩支氣流，一支為偏北氣流，另一支為偏西氣流。臺風(fēng)“煙花”北側(cè)的西南氣流北上并入臺風(fēng)“尼伯特”環(huán)流，臺風(fēng)處于高空氣流的分流區(qū)中，兩側(cè)輻散極不均勻，西側(cè)和北側(cè)輻散較強，輻散強度達(dá)12×10-5/s，東側(cè)和南側(cè)輻散較弱，這種分布有利于臺風(fēng)的非對稱性發(fā)展。26 日08 時高空急流仍分為兩支，中心向東發(fā)展，臺風(fēng)處于急流入口區(qū)右側(cè)，有利于高空正渦度平流發(fā)展，抽吸作用加強，這是臺風(fēng)強度能長時間維持的原因之一；另一方面臺風(fēng)西北側(cè)的強輻散仍維持，輻散強度為8×10-5/s，直至影響結(jié)束。由此可見，在臺風(fēng)登陸后，高空分流區(qū)和強輻散均有利于上升運動加強，使臺風(fēng)西側(cè)和北側(cè)螺旋云帶得以維持，并造成浙北東部沿海暴雨和大暴雨。

沿120°E 散度和垂直速度的垂直剖面圖顯示，25日08時（圖略）暴雨區(qū)上空（29°～30°N）的輻合集中在700 hPa 以下，中心位于950 hPa 附近，中心輻合強度達(dá)-16×10-5/s，中高層為輻散，中心位于600 hPa 附近，輻散強度達(dá)8×10-5/s，垂直速度分布與散度場相對應(yīng)，中低層以上升運動為主。26日08時（見圖3a）低層輻合明顯增強，中心輻合強度增大至-20×10-5/s，高度降至800 hPa 以下，中層輻散中心也降至800 hPa附近，輻散強度增強，同時850 hPa垂直上升速度增強至1.5 m/s。由此可見，臺風(fēng)登陸前后浙北東部沿海輻合主要出現(xiàn)在邊界層，特別是登陸后低層輻合高層輻散的環(huán)境條件更有利于強降水發(fā)生，但垂直速度發(fā)展并不旺盛，因此此次過程的整體降水效率不高。浙西北山區(qū)的散度和垂直速度也存在類似分布（見圖3b），臺風(fēng)登陸前后暴雨區(qū)上空（30.5°～31°N）的輻合均集中在850 hPa以下，輻合中心位于950 hPa 附近，輻合強度為-20×10－5/s，對應(yīng)的垂直上升速度僅為 1 m/s，850 hPa 向上以輻散為主。

圖3 26日08時散度（黑線，單位：10-5/s）和垂直速度（紅線，單位：m/s）的垂直剖面Fig.3 The vertical profiles of divergence（black line，unit：10-5/s）and vertical velocity（red line，unit：m/s）

3.4 不穩(wěn)定條件

沿30°N 假相當(dāng)位溫緯向剖面圖顯示，24 日08時浙北東部沿海暴雨中心（121°E）上空850 hPa 以上大氣處于穩(wěn)定層結(jié)狀態(tài)（見圖4a），850 hPa以下為高溫高濕大氣，θse最大位于邊界層，為356 K，且隨高度增加而減小，表明大氣處于弱不穩(wěn)定層結(jié)或中性層結(jié)狀態(tài)，不利于垂直運動強烈發(fā)展，這與24 日實況小時雨量多不足20 mm 相對應(yīng)。25 日08 時120°E 以東邊界層θse增大至360 K 以上（見圖4b），表明低層有暖濕平流輸送，同時600～500 hPa 存在352 K 的干冷中心，θse差值達(dá)10 K，大氣不穩(wěn)定性明顯增強，有利于提高降水效率，這是25 日暴雨區(qū)持續(xù)出現(xiàn)30～50 mm/h 短時強降水的重要原因之一。26 日08 時邊界層θse再次減?。▓D略），120°～121°E之間不穩(wěn)定層結(jié)僅存在于975 hPa 以下，降水也隨之減弱，小時雨量降至10 mm以下。

圖4 假相當(dāng)位溫垂直分布（單位：K）Fig.4 The vertical distribution of potential pseudo-equivalent temperature（unit：K）

浙西北山區(qū)暴雨中心（119.5°E、30.5°N）上空θse的演變過程（見圖4c—d）與浙北東部沿海相似，臺風(fēng)登陸前后大氣不穩(wěn)定性增大，650 hPa干冷中心與邊界層暖濕中心的假相當(dāng)位溫差達(dá)12 K，這種差異一直維持到26 日20 時，持續(xù)時間比浙北東部沿海長12 h，這是導(dǎo)致董嶺站25日夜里—26日白天降水較丁家畈偏強的原因之一。

4 極端降水形成機制

4.1 中尺度對流云團(tuán)活動特征

中尺度對流系統(tǒng)的形成和發(fā)展有利于產(chǎn)生臺風(fēng)暴雨，并對臺風(fēng)暴雨垂直運動場的強迫起主要作用[17]。從風(fēng)云四號（FY-4A）衛(wèi)星反演的云頂亮溫（Black Body Temperature，TBB）演變可以看到（圖略），22 日08 時臺風(fēng)“煙花”外圍云系已經(jīng)開始影響浙江沿海，但強度較弱，小時雨量在20 mm 以下，13時起降水強度增強，最大小時雨量超過30 mm。24日02時臺風(fēng)“煙花”靠近浙江，中心密閉云區(qū)范圍較小，云系不緊致，臺風(fēng)眼較大，北側(cè)螺旋云帶發(fā)展并不旺盛，浙江沿海云帶TBB 強度在-30 ℃以上，但在西進(jìn)過程中已造成沿海地區(qū)20～30 mm/h的短時強降水。24日08時中心密閉云區(qū)范圍增大，云系緊致，臺風(fēng)眼小而清晰，影響杭州灣南岸的螺旋云帶得到發(fā)展，TBB 增強至-40 ℃左右，08—09 時中尺度雨團(tuán)造成紹興東龍小時雨量達(dá)56 mm，可見對流云團(tuán)TBB 的強度變化及大值中心位置與小時雨量的強度及落區(qū)相對應(yīng)。24 日14 時臺風(fēng)“煙花”本體云系開始影響沿海，其西側(cè)密閉云區(qū)范圍顯著增大，TBB 增強至-60℃以上并緩慢向西北方向移動，第一次登陸后仍維持臺風(fēng)強度，造成浙江東部沿海和浙西北山區(qū)出現(xiàn)持續(xù)性暴雨和大暴雨，部分地區(qū)特大暴雨，紹興牛團(tuán)倉站25日14時—26日14時24 h雨量達(dá)436 mm。26 日下午起臺風(fēng)“煙花”北上并受地形阻擋和地面摩擦等作用，臺風(fēng)強度減弱，其螺旋云帶和密閉云區(qū)范圍減小，TBB 強度減小，降水隨之減弱。綜上分析可知，臺風(fēng)“煙花”移速慢、其螺旋云帶和本體云系范圍廣和臺風(fēng)強度維持時間長是造成此次極端降水的主要原因。

4.2 中尺度輻合帶

從地面流場分析，當(dāng)臺風(fēng)本體云系尚未影響浙江時，地面以輻散氣流為主，降水為分散性陣雨。隨著臺風(fēng)移近，25日08時浙北東部沿海四明山一帶有明顯的中尺度輻合帶生成（見圖5a），呈東北—西南走向，與四明山基本平行，輻合帶兩側(cè)分別為偏東風(fēng)和偏北風(fēng)。結(jié)合圖2a 的分析結(jié)果來看，未來6 h強降水區(qū)正好位于中尺度輻合帶上，累計最大降水達(dá)110 mm。與此同時，在浙西北也有中尺度輻合帶形成，輻合帶由西南風(fēng)和偏東風(fēng)構(gòu)成，與浙西北天目山區(qū)的強降水正好對應(yīng)，未來6 h 最大降水達(dá)138 mm。由此可見，中尺度輻合帶能觸發(fā)對流，加強輻合上升運動，從而產(chǎn)生強降水。25日14時四明山一帶有中尺度輻合帶維持，會稽山附近又有新的中尺度輻合帶生成。新輻合帶由偏東風(fēng)和偏西風(fēng)匯合而成，兩條輻合帶上未來6 h 最大降水分別達(dá)200 mm 和113 mm，而天目山附近的中尺度輻合帶演變?yōu)橹谐叨鹊蛪海邓畯姸扔兴鶞p弱，未來6 h最大降水為68 mm。26 日08 時四明山和會稽山一帶的中尺度輻合帶分別減弱和消亡（見圖5c），對應(yīng)降水也明顯減弱，天目山一帶的中尺度輻合帶仍維持，對應(yīng)湖州中南部未來6 h 出現(xiàn)最大為101 mm 的強降水。

圖5 地面流場分布Fig.5 The distribution of surface stream field

綜上分析可知，中尺度輻合帶與中尺度雨帶有較好的對應(yīng)關(guān)系。中尺度輻合帶的長時間維持，導(dǎo)致中尺度對流系統(tǒng)不斷發(fā)展，在浙北東部沿海和浙西北山區(qū)形成“列車效應(yīng)”，造成這些地區(qū)出現(xiàn)暴雨和大暴雨。

4.3 地形對降水的增幅作用

浙江省位于我國東南沿海，地勢自西南向東北呈階梯狀傾斜，地形復(fù)雜。浙北山脈自西向東分別為天目山、龍門山、會稽山和四明山，特殊地形容易導(dǎo)致降水分布不均勻。董美瑩等[18]研究表明，山脈地形對臺風(fēng)近地層環(huán)流有強迫作用，可促使迎風(fēng)坡氣流的上升運動加強，從而產(chǎn)生強降水。

從圖1d 可以看到，浙北東部和浙西北的4 座山脈均呈東北—西南走向，臺風(fēng)登陸前和登陸時均位于山脈右側(cè)，為偏東或東南氣流，與山脈走向近乎垂直。從浙北東部山區(qū)垂直速度緯向剖面圖中可以看到（見圖6a），四明山脈迎風(fēng)坡上升運動明顯強于平原地區(qū)，且集中在中低層，中心垂直速度達(dá)2.5 m/s。在浙西北山區(qū)也存在同樣的分布（見圖6c），偏東氣流在120°E 附近的迎風(fēng)坡受到抬升，在700 hPa 形成上升運動中心，由于天目山海拔較高，在山前500 hPa 附近又形成上升運動中心。由此可見，山脈對氣流的抬升作用非常明顯，且有利于降水增幅。從不同高度站點的降水量分析來看，寧波余姚的丁家畈、森林公園、東崗和華山水庫4個站點的海拔高度均在450 km 以上，25 日08—20 時12 h雨量均超過200 mm，但其周圍低海拔站點的雨量僅為100 mm 左右，地形作用產(chǎn)生的降水增幅超過100%。隨著臺風(fēng)的北上西進(jìn)，25 日20 時（見圖6b）浙北東部山脈處于臺風(fēng)西南側(cè)并轉(zhuǎn)受西北氣流影響，西北氣流仍與山脈走向垂直并受山體阻擋，氣流在山脈西側(cè)受動力抬升作用產(chǎn)生強烈的輻合上升運動，將水汽向高空輸送，從而產(chǎn)生強降水。浙西北山區(qū)由于地理位置偏西，26日08時上升運動中心才西進(jìn)至天目山西側(cè)。綜上所述，山脈迎風(fēng)坡的抬升作用會觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放并激發(fā)中尺度雨團(tuán)形成，不斷生成的中尺度雨團(tuán)導(dǎo)致累積降水量增大，同時地形的阻擋作用會使臺風(fēng)系統(tǒng)移速減慢，降水持續(xù)時間變長，降水量增大[15]。

圖6 地形（黑色陰影）、垂直速度（紅線，單位：m/s）和風(fēng)場（單位：m/s）垂直分布Fig.6 The vertical distribution of terrain（black shaded area），vertical velocity（red line，unit：m/s）and wind field（unit：m/s）

在發(fā)展劇烈的復(fù)雜天氣系統(tǒng)中，濕Q 矢量散度場特征可以直觀地反映臺風(fēng)降水的強弱變化，臺風(fēng)系統(tǒng)的中尺度特性在濕Q矢量散度場的垂直剖面圖中會表現(xiàn)得更為明顯[19]。從圖7 可以看出，25 日08時121°E上空濕Q矢量存在兩個輻合中心，分別位于1 000 hPa 和 200 hPa，最大輻合強度為 50×10－14/（hPa·s3），表明臺風(fēng)在臨近登陸前高低層對流同時發(fā)展；25 日 20 時低層輻合中心西進(jìn)至 121°E 以西，強度加強至80×10-14（/hPa·s3），同時在500 hPa附近存在強度為-60×10-14（/hPa·s3）的輻散中心。臺風(fēng)低層對流發(fā)展，高層對流減弱，這與暴雨中心附近未來12 h 最大降水從25 日08 時的327 mm 減弱至20時的232 mm 一致。研究表明濕Q 矢量散度輻散的強弱變化代表了鋒生作用的強弱[19]，結(jié)合圖1d 的地形分布發(fā)現(xiàn)，濕Q 矢量散度輻合中心分布與垂直速度基本一致，迎風(fēng)坡濕Q 矢量散度輻合增強，鋒生作用增強，有利于產(chǎn)生強降水。浙西北山區(qū)濕Q 矢量散度場分布也有類似情況（見圖7c、d），25日08時200 hPa以下為濕Q矢量輻合，輻合中心位于120°～121°E，輻合強度為20×10－14（/hPa·s3），輻合中心分布與垂直速度基本一致；26日08時輻合中心西進(jìn)至119°～120°E，強度略有減弱，這也與浙西北山區(qū)暴雨中心附近未來12 h最大降水由25日08時的206 mm減弱至26日08 時的168 mm 一致。另外，整個過程中浙北東部沿海的濕Q 矢量散度輻合值均大于浙西北山區(qū)，表明對流和鋒生發(fā)展更旺盛，這是浙北東部沿海降水量大于浙西北山區(qū)的原因之一。

圖7 濕Q矢量散度（單位：10-14/（hPa·s3））垂直分布Fig.7 The vertical distribution of Q vector divergence（unit：10-14/（hPa·s3））

5 結(jié)論

（1）臺風(fēng)“煙花”影響范圍大，移動速度慢，影響浙江時間長達(dá)7 d，破浙江省登陸臺風(fēng)影響時間最長紀(jì)錄，也是首個在浙江省內(nèi)兩次登陸的臺風(fēng)。臺風(fēng)“煙花”引發(fā)的暴雨過程范圍廣，總量大，多個氣象站和市、縣的降雨量破浙江省登陸臺風(fēng)降水紀(jì)錄，極端降水集中在浙北東部沿海和浙西北山區(qū)。

（2）臺風(fēng)“煙花”處在鞍型場中，引導(dǎo)氣流弱是其移速慢的主要原因，其螺旋云帶和本體云系范圍廣、臺風(fēng)強度維持時間長是造成此次極端降水的主要原因，但降水效率整體不高。

（3）西南急流和偏東急流為臺風(fēng)提供了持續(xù)強盛的水汽輸送，925 hPa 水汽通量輻合區(qū)對未來6 h強降水落區(qū)和降水強度有一定指示意義。

（4）浙北東部沿海四明山一帶和浙西北山區(qū)的中尺度輻合帶長時間維持，導(dǎo)致中尺度對流系統(tǒng)不斷發(fā)展并形成“列車效應(yīng)”，是造成暴雨和大暴雨的重要原因。

（5）登陸前臺風(fēng)處于高空氣流的分流區(qū)中，大氣處于弱不穩(wěn)定層結(jié)或中性層結(jié)狀態(tài)，登陸后臺風(fēng)處于高空分流區(qū)和強輻散區(qū)中，大氣不穩(wěn)定性明顯增強，有利于臺風(fēng)西側(cè)和北側(cè)的螺旋云帶的維持，因此造成浙北東部沿海的暴雨和大暴雨。

（6）此次極端降水地形增幅作用明顯，山脈迎風(fēng)坡地形使水汽輻合抬升，促進(jìn)了上升運動發(fā)展，使對流和鋒生加劇，同時由于地形的阻擋作用，系統(tǒng)移速減慢，降水持續(xù)時間變長，降水量增大。