1522号台风“彩虹”造成玉林市强降雨的成因分析

邓雅倩++朱小燕++李婷++黄泰森

摘要 利用Micaps提供的常规探测资料，对1522号台风“彩虹”造成的大范围暴雨天气过程进行分析。结果表明：玉林市大范围暴雨是在副热带高压带稳定而强大的前提下，季风云带和热带辐合带卷入以及冷空气三者共同作用的结果。台风的偏心结构是导致降雨主要集中在路径东北侧的主要原因。整个降雨时段可分为10月4日8：00至10月5日8：00、5日8：00至6日12：00 2个阶段，5日上午台风出现空心结构，降雨量减少。这2个降雨时段成因区别于冷空气的路径。

关键词 台风“彩虹”；冷空气；副热带高压；降水成因；广西玉林

中图分类号 P426.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）07-0204-03

Heavy Rainfall Causes Analysis of No. 1522 Typhoon "Rainbow" in Yulin City

DENG Ya-qian 1 ZHU Xiao-yan 1 LI Ting 2 HUANG Tai-sen 1

（1 Yulin Meteorological Bureau of Guangxi Zhuang Autonomous Region，Yulin Guangxi 537000； 2 Guigang Meteorological Bureau）

Abstract Using conventional detection data provided by Micaps，the large area heavy rainfall process caused by No. 1522 typhoon "Rainbow"was analyzed. The results showed that under the premise of stable and strong subtropical high pressure belt，the monsoon zone，the tropical convergence zone and the cold air together caused the rainfall. Typhoon eccentric structure was the main cause for rainfall mainly concentrated in the northeastern part of the path. Rainfall in the period could be divided into 2 stages（October 4th 8：00 to 5th 8：00 and 5th 8：00 to 6th 12：00），on the 5th morning，the typhoon appeared hollow structure and rainfall reduced. The cold air path was different from the two rainfall stages causes.

Key words typhoon "Rainbow"；cold air；subtropical high pressure；precipitation causes；Yulin Guangxi

熱带气旋是玉林市汛期降水的主要影响系统之一，平均每年有3.6个热带气旋影响玉林市，而进入玉林市范围的平均每年有1个。作为登陆玉林市的秋季台风“彩虹”，与冷空气相互作用产生强降水是它的一个特点[1-3]。2015年10月4—6日，受台风“彩虹”和西南季风以及北方冷空气共同影响，玉林市出现了大范围暴雨天气。据10月4日8：00至6日12：00全市雨量观测站统计（图1），玉林市全市达大暴雨及以上级别的站点共207个，其中特大暴雨站点就有127个，最大降雨量出现在容县石头镇，降雨量达582.9 mm。10月4—5日，玉林全市大部分地区出现8～9级、阵风10～12级的大风，最大阵风出现在博白老虎头水库，风速达36.4 m/s。

台风“彩虹”造成的损失惨重，广西民政厅救灾处10月6日16：00统计，灾害造成广西187.4万人受灾；农作物受灾面积88 710 hm2；倒塌房屋417户948间；造成直接经济损失8.76亿元。同时，“彩虹”也创造了多个历史之最。一是登陆玉林市强度之强，是1949年以来10月进入玉林市内陆的最强台风。二是过程降雨量之大，打破了陆川、北流、玉林等3市（县）气象站当地建站以来10月最大日降雨量历史纪录。

1 “彩虹”的特点与路径

“彩虹”是10月2日在菲律宾以东洋面形成的，当时已经入秋，“彩虹”移动至广西附近时正好有高原槽加深东移，引导北方冷空气南下在广西交汇，致使玉林市10月4—6日出现大暴雨（图2）。台风“彩虹”过程有如下特点：一是强度强，在近海迅速加强。3日14：00加强为台风，中心风力15级，风速达30 m/s，当天晚上23：00就加强为强台风级别，中心风力14级，风速达45 m/s。4日14：10以强台风强度（50 m/s，15级）在广东省湛江市沿海一带登陆，稳定西北走向，4日18：00从玉林市博白县大坝镇以台风强度（38 m/s，13级）移入广西。二是移速较快、后期向北分量加大。4日2：00路径北翘，由西北路径改为了西北偏北路径。三是消亡慢，风雨持续时间长。5日10：00，“彩虹”在马山县境内减弱为热带低压，5日14：00中央气象台对其停止编号，但其减弱后环流继续在广西滞留，环流影响持续至6日中午。四是强降雨范围大，累计雨量大且雨带分布明显，东北侧降雨很大。五是大风范围大。北部湾海面出现10级大风，桂南部分地区出现8～9级、阵风10～12级的大风。

2 影响强降水天气系统分析

2.1 592线的引导作用

一般进入9月后，副热带高压带逐渐减弱南退，冷空气活动变得频繁，这时在西太平洋或南海形成的台风一般特征是强度较弱，移动路径纬度较低，很少登陆我国沿海地区，因而对我国影响较小[4]。但是台风“彩虹”却和一般的秋季台风大不相同，它强度强，移动路径纬度较北，登陆广西玉林，造成了桂东南持续的特大暴雨天气。通过分析500 hPa形式图，发现“彩虹”有一个非常显著的特点，就是它的引导气流异于一般台风。通常台风的引导气流都是在强大副热带高压的南侧，由副高南侧的偏东气流引导。而台风“彩虹”则是沿着592线的引导气流移动，整个台风是在副热带高压内部运动。早在10月1日，588线已经覆盖到长江以南地区，强大而稳定，整个西太平洋则是由592线控制。2日20：00，592线呈带状分布，一直西伸到台湾海峡，脊线位于北纬25°左右。3日20：00，592线继续西伸到广东以东，4日8：00 592线北抬至桂北湖南一带。引导气流的北抬是造成台风路径偏北的一个原因，同时由于整个台风在副高内部运动，使得台风的水汽无法向北输送，而是在台风内聚集，从而使得水汽条件十分充足，台风“彩虹”登陆后仍然能持续几天强降水。

2.2 西侧季风云带和东侧热带辐合带卷入

1522号台风“彩虹”登陆强度强，登陆初期是一个完整的圆形，此时结构对称，然而很快结构开始偏心，且维持时间长，这是由于有2股气流卷入，一是西侧的季风云带，二是东侧的热带辐合带。从850 hPa形势图上分析，2日20：00，孟加拉湾到中南半岛都吹西南风，台风南部的风速不大。3日20：00，“彩虹”进入南海，台风南侧的风速加大，形成西南急流，此时孟湾的季风槽加强，低纬到赤道地区有12～16 m/s的西南气流汇入到台风环流中，风速大且十分稳定。这股西南气流携带大量的暖湿空气向台风南侧不断输送水汽和不稳定能量。同时，在台风“彩虹”东侧，有一个辐合带逐渐东移，对台风东南侧也有水汽输送，这2股水汽交汇于110°E，这对“彩虹”的维持和发展起到了重要作用，使台风在近海突然加强，并在“彩虹”登陆广西内陆后减弱为热带低压并逐渐消失的过程中，与南下冷空气结合，导致对流降水持续，在广西南部暴雨天气维持到6日中午。由于西侧季风云带和东侧热带辐合带卷入，有利于台风东侧云团的维持，而西侧北侧的云系受冷空气影响，减弱较快，导致台风出现偏心结构，也正是由于台风的偏心结构，导致本次台风过程的降雨量在台风路径的东北侧更大。

2.3 冷空气的入侵

冷空气的入侵对台风“彩虹”主要有3点影响：一是对降雨量的影响，“彩虹”移动到近海时，此时正好有冷空气南下与南面的暖湿气流交汇，加剧了桂南的降雨。从2日11：00的地面图可以看到，在华中地区有1020的冷高压中心，此时广西的气压梯度还不是很大，桂林与湛江的气压差只有4 hPa。随着冷空气继续南下，以及“彩虹”向近南移动并逐渐靠近广西，到4日11：00，桂林与湛江的气压差增加到20 hPa，台风“彩虹”北侧风速明显加大，“彩虹”旋转得到增强，强度也有所发展。二是对降雨分布的影响，随着“彩虹”继续深入广西内陆，在冷空气的不断作用下，其北侧、西侧的云系最先减弱，台风出现了偏心结构。有研究表明[5]：弱冷空气影响热带气旋北侧及外围后，其北侧强降水中心区域内雨量变化不大，北侧外围雨量绝大部分地区有增加，过程雨量增加近1倍左右或以上，因而本次台风过程的降雨量主要在台风路径东北侧。南下的冷空气与西南、东南2股暖湿气流在桂东南交汇，使得桂东南的雨量增大。三是对台风路径的影响，高原槽在东移加深的过程中，不断分离小槽，受高空短波槽的阻挡作用，台风“彩虹”不能继续北抬，在原地减弱后环流继续在广西滞留，其风雨影响持续到6日中午。

2.4 高层辐散作用对台风的增强

对200 hPa涡度场分析发现，2日20：00高层正涡度中心在菲律宾以西洋面，到3日20：00正涡度中心移动到南海，且中心数值迅速增大。4日20：00，正涡度中心继续西北移动到玉林市上空，中心数值继续增大。高空辐散加强了台风中层上升运动，而上升运动又通过加强底层辐合而加强台风强度。这就是台风“彩虹”在近海突然加强的主要原因。

3 物理量场分析

3.1 涡度场

随着“彩虹”逐渐西行靠近广西，3日20：00广西大部仍处于负涡度区，4日8：00开始，广西桂东南开始逐渐转为正涡度，随着涡度中心继续西北移，4日20：00涡度中心位于广西玉林，与“彩虹”移动路径一致，整个广西都转为正涡度区，最大值为13.6×10-4 s-1。“彩虹”减弱为热带风暴后，5日20：00正涡度中心迅速减弱，并东北走向逐渐向桂北移动。对于玉林来说，东北面的正涡度平流较强，西南面较弱，暴雨落区也是东北偏强。由此可以看出，正涡度较大的地方容易出现较大降水。

3.2 水汽场

从水汽通量场上看，受“彩虹”影响，高低层都有强烈的水汽输送，水汽主要来自南海。从3日20：00的850 hPa水汽通量散度图上可以看出，水汽通量散度在南海的负值中心移到了113°E、20°N附近，此时台风中心也在这里。其西面水汽通量散度为正，表明水汽被阻断了，南海上空的水汽无法输送到台风。随着“彩虹”继续北移，4日20：00开始，水汽被台风的螺旋云系带上玉林，辐合中心北上到雷州半岛。5日“彩虹”继续西北移，风力逐渐减弱，从螺旋云系带上玉林的水汽也减少，水汽辐合中心继续向桂北移动，水汽输送带往北移动，广西西南面降水趋于减弱。

4 降雨时间分布特点分析

台风“彩虹”的降雨虽然从4日8：00持续到了6日12：00，但研究雨量分布时间可以发现，在5日白天的降水有一个间歇。以这次台风过程玉林降雨量最大的容县石头镇为例，4日8：00到6日12：00，石頭镇总降雨量达528 mm，从小时雨量统计图来看（图3），主要降雨时段可以分为4日8：00到4日23：00，5日7：00到6日8：00。仔细分析过程的降水成因机制发现，这2个降水阶段的降水成因大致相同，但是影响的冷空气路径却不一样。第一阶段，强降水是“彩虹”外围西南、东南气流与南下冷空气交汇引起；第二阶段，强降水是“彩虹”环流与东移出海从海上南下绕道的冷空气相互作用引起的。

随着“彩虹”逐渐向华南沿海靠近，环流云系也开始进入广西，4日8：00后，广西南部开始出现降雨，但降雨强度不是很大。4日14：00，“彩虹”登陆广东湛江，登陆时台风结构对称，是一个完整的圆形，且台风眼清晰可见。这时台风南侧的水汽输送条件好，有2个水汽输送，一是西边的孟湾水汽输送，这是主要的；另一个比较弱的是台风东侧的一个东移的辐合带对台风东南侧的水汽输送。4日18：00，随着“彩虹”进入广西和冷空气进入桂南，冷暖气流在广西南部交汇，使得降水急剧加大。4日19：00，从台风云图来看（图4），台风出现了空心结构。南面的水汽输送出现断裂带，降雨在这之后有所减小。5日0：00，随着“彩虹”继续深入广西内陆，在冷空气的不断作用下，其北侧、西侧的云系最先减弱，台风出现了偏心结构。5日16：00，冷高中心缓慢东移入海，冷空气从海面绕到南海，与台风残留云系结合，本已减弱的降水云系再次加强，同时受到地形的阻挡，台风环流无法继续北抬，在桂东南再次形成强降雨。

5 结论

（1）台风“彩虹”造成的危害巨大，具有强度强、在近海迅速加强、移速较快、后期向北分量大、消亡慢、风雨持续时间长、强降雨范围大、雨带分布明显、大风范围大等特点。

（2）造成“彩虹”与一般秋季台风特征差异的主要原因在于副高的强盛而稳定，“彩虹”整个台风是在副高内部运动，沿着592线引导气流运动。

（3）引起玉林市大范围暴雨的主要因素是西南季风、东南气流与冷空气三者交汇于110°E作用，台风彩虹的偏心结构导致过程降雨量在台风路径的东北侧更大。

（4）冷空气的入侵对台风“彩虹”主要有3个方面的影响：一是使得台风降雨量急剧增加，二是导致强降雨出现在台风路径东北侧，三是对后期台风路径的影响，使得台风“彩虹”不能继续北抬，在原地减弱后环流继续在广西滞留，其风雨影响持续到6日中午。

（5）整个降水过程中不同时段的降水是因为冷空气的路径不同，4日8：00至5日8：00，强降水是“彩虹”外围西南、东南气流于南下冷空气交汇引起；5日8：00至6日12：00，强降水是“彩虹”环流与东移出海从海上南下绕道的冷空气相互作用引起的。

6 參考文献

[1] 程正泉，陈联寿，徐祥德，等.近10年中国台风暴雨研究进展[J].气象，2006，31（12）：3-9.

[2] 王远超，林宝亭.台风“鲇鱼”风矢量结构变化对其路径变化的影响[J].安徽农业科学，2011，39（28）：17517-17519.

[3] 孙建华，赵思雄.登陆台风引发的暴雨过程之诊断研究[J].大气科学，2000，24（2）：223-237.

[4] 程正泉，陈联寿，徐祥德，等.近10年中国台风暴雨研究进展[J].气象，2006，31（12）：3-9.

[5] 钮学新，杜惠良，刘建勇.0216号台风降水和影响降水机制的数值摸拟[J].气象学报，2005，63（1）：57-68.