2014年09号台风威马逊对广东省降水的影响及特征分析

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  摘要:本文利用气象信息综合分析处理系统(MICAPS)实况资料,卫星云图,欧洲中心中期预报(ECMWF)的2.5o×2.5o风场、气压场、散度场等资料,以及美國国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料,对2014年7月的第09号超强台风“威马逊”的特点进行分析。结果表明:“威马逊”发展初期受西太平洋副热带高压外围偏东引导气流牵引,以偏西移动为主。登陆后受到强劲西南季风的影响,路径有转向西北方向趋势;“威马逊”在海上迅速增强主要原因是生成地距离陆地远,水汽充足;“威马逊”降水过程得到强劲西南季风带来的充足水汽,加上高空辐散,具备强而深厚的上升运动等条件,使“威马逊”登陆后给广东省带来降水量大、点多、面广的极端暴雨。
  关键词:“威马逊” ;台风路径;暴雨
  中图分类号: P458                               文献标识码:  A                    DOI编号:   10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.070
   2014年09号“威马逊”台风属于超强台风。受“威马逊”超强台风和强烈西南季风接连影响,海南、广东、广西沿海地区出现了狂风大浪和持续性特大暴雨过程,造成的灾害性天气严重,因此,分析研究“威马逊”超强台风的变化特点,有助于日后对强台风的变化特点。
  1 概况
   7 月18 日至19 日受台风“威马逊”影响,海南省以及广东省西南部湛江、茂名以及南部汕尾一带出现强降水。18 日早晨,受到台风影响的海南陵水以及广东揭阳、汕头一带出现每小时40mm 以上的强降水。18 日下午,海南全省以及广东南部多地每小时降水量超过40mm,其中,海南文昌市每小时降雨量达到69.1mm,其风力高达160km/h。晚上8点,海南文昌、昌江、乐东等地均出现1小时50mm 以上强降水。受强台风影响广东湛江以及海南文昌市等地普遍风力也达到150km/h 以上,最大风速为广东湛江徐闻,风力达215km/h。
   19 日早晨,“威马逊”再次以强台风级别在广西防城港光坡镇沿海登陆,登陆风速超过200km/h,每小时降雨量超过60mm。广西西部以及广东西南部强降雨仍然持续。
  2 环流形式分析
  2.1低层西南水汽输送
   根据850hPa 风场以及水汽通量图(见图1)可以看出低层有强盛的西南季风,且携带大量水汽形成西南水汽通道,为台风提供源源不断的水汽供应,低空急流为暴雨的形成提供有利条件,是暴雨区的主要水汽通道和能量通道。作为一条强水汽输送带,为暴雨提供源源不断的水汽;西南季风急流把海洋上暖湿气流输送到陆地造成位势层结不稳定;急流轴前方有水汽和质量的辐合,利于强上升运动的维持;低空急流轴的左前和右后方出现正涡度,利于辐合上升,暖湿水汽在高空凝结释放潜热,形成暖心结构,使登陆后台风的强度减弱趋势减缓。
   随着低层急流不断加强,急流轴左前方气旋性曲率增大,正涡度平流增大,进一步使台风中心增强,两者相互影响形成正反馈作用,从而在海南、广东西南部以及广西南部形成强降水过程。
  2.2 中层副热带高压影响
   通过对500hPa 高度场分析,中纬度地区受北太平洋副热带高压控制。台风登陆前副热带高压处于稳定状态,受副高影响,台风路径向西北方向移动。从500hPa 高度场图(见图2、图3),副高加强维持,阻止台风继续北上,此时由于台风东侧与副热带高压形成极大的气压梯度差,故环流进一步加强,又由于此时西南气流源源不断地水汽输送,于是,台风在海南和广东西南部以及广西南部区域造成巨大影响。
  3 动力因素分析
  3.1高低层风切变小,利于“暖心”结构维持
   高低空风切变小,利于“暖心”结构的形成和维持,使得地面气压继续下降,从而使气旋环流维持,维持强盛上升运动,加强台风本体带来的降水(见图4)。
  3.2高层辐散低层辐合
   高层辐散,低层辐合,低层不断流入,高层不断流出,利于强盛上升运动的维持。根据高空200hPa 散度场(见图5),处于台风位置的高空有强大辐散场,作用像“抽气机”抽离垂直上身的气流,利于新的气流继续上升。低空850hPa 风场(见图6),低层的气旋式辐合场使周围空气迅速辐合上升。高低层辐散辐合气流场的配置维持台风体强盛的上升运动。
  3.3 垂直速度及涡度分析
   水汽的上升运动可以把集中于低层的水汽向高层输送,使高层水汽增多、湿润大气层增厚。垂直速度与水汽输送是相辅相成的。水汽补给不足或者水汽通路被中断,则强大的上升运动通常导致强对流,而非强降水;而有时即使上升运动不太强,但辅以强盛持续供应的水汽,亦有可能导致较强的降水。前文分析了此次“威马逊”台风的环流条件,直接从海洋获取的水汽以及西南季风输送过来的水汽,为强降水提供相当有利的条件,因此,对垂直速度的诊断,更有利于分析此次极端降水的原因。
   从穿过台风中心的涡度垂直剖面(见图7)可以看出,直到19 日20 时,即台风登陆13 个小时后,台风的垂直结构仍十分完整,正涡度一直伸展到200hPa 附近,台风为一深厚的柱状正涡度区,涡度的大值中心在700hPa 附近,200hPa以上才出现负涡度,正涡度中心强,700hPa 附近的正涡度中心,达到60×10-7 S-1,正涡度中心减弱较慢,正涡度区的高度有所降低,但仍维持低层为正、高层为负的形势,说明“威马逊”气旋性的环流仍较完整,台风强度减弱缓慢。
   从登陆后穿过台风中心的垂直速度剖面图可看出,垂直速度的垂直分布与散度的垂直分布是相对应的。由于在台风区高层辐散、低层辐合,所以到100hPa以上是上升运动,上升速度大值中心在850~700hPa 附近,垂直速度大值中心强度大,上升速度大值中心为-30×10-3S-1,强烈的上升运动有利积云对流的发展和暴雨的发生,降水释放的凝结潜热反过来又有利于台风暖心结构的维持。
  4 结论
   低层西南季风水汽通道,为台风“威马逊”提供源源不断的水汽补充,使得台风得以维持和加强。
   台风的移动路径与500hPa 高度场上副热带高压的分布有关。在副高强度稳定的情况下,当台风中心逐渐接近副高时,台风与副高之间的气压梯度会加大,从而使得台风加强。
   高层辐合低层辐散结构维持、加强台风体内的上升运动,高层风切变小利于台风“暖心”结构的维持,从而加强台风。
   作者简介:王海燕,本科学历,助理工程师,研究方向:气象自动化。
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