2018年河北省受台风安比影响暴雨过程分析

2019-12-16刘冰玉曾丹丹靳甜甜沈鹿鸣

南方农业·下旬 2019年8期

刘冰玉　曾丹丹　靳甜甜　沈鹿鸣

摘要利用2018年7月23—25日EC再分析数据对1949年以来第一个以热带风暴强度登陆河北省的台风安比影响的暴雨天气进行分析。结果表明，安比进入河北省的少动维持，有利于东南（偏南）气流由渤海源源不断地向秦皇岛市输送充沛的水汽，强的上升运动以及低层辐合，中高层辐散的形势有利于暴雨的发生发展，不稳定层结和地形增幅都利于强降水区的出现。

关键词台风安比;东南（偏南）气流;地形增幅

中图分类号：P458.1+21 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.070

台风常常会造成区域性暴雨洪涝[1]，进而诱发泥石流、山体滑坡等地质灾害[2]，台风暴雨一直是天气预报业务关注的重点[3]，加强对台风集合预报、监测资料的分

析[4-5]，和对台风结构[5-6]、特点[7-8]、影响因素[9-10]的分析，从而不断提高台风暴雨的精细化预报能力，减少人们的财产损失。2018年10号台风安比具有强度强、路径稳定、在陆地上维持时间长等特点，是1949年以来第一个保持热带风暴强度直接影响河北省的台风，陆地存活时间将近62 h，带来的降水量大，持续时间长，降水分布有很强的局地特征，给社会造成了巨大的经济损失。基于此，利用2018年7月23—25日欧洲数值预报中心（ECMWF）ERA-Interim的每日4时次再分析数据（空间分辨率为1°×1°经纬度）、常规资料及探空资料、区域自动站加密降水资料，对本次过程的降水特点、环流背景、物理量场特征等进行深入探讨，着眼于东南（偏南）季风和地形在此次降水中的作用，探讨其发生机理。

1 台风及降水概况

2018年7月22日12：30，台风安比在上海市崇明区东部以强热带风暴强度登陆，中心附近最大风力10级，中心最低气压982 hPa。7月23日3：00左右，安比以热带风暴强度从沧州市进入河北省，中心最大风力8级。7月24日17：00，安比在承德市移出河北省。受安比影响，河北省出现38个站雷暴、12个站大风，其中唐山市曹妃甸、滦南瞬时风力达19 m·s-1，大风主要分布在台风中心的东北侧，最大雨强出现在廊坊市香河钱旺镇，为54.5 mm·h-1，最大降水量出现在秦皇岛市青龙祖山风景区，为322.6 mm。

从河北省的降水落区来看，大暴雨区主要有两个一个位于台风中心的北部，一个位于西部。

2 环流背景场特征

7月24日8：00在500 hPa高度场上（图1A），河北省位于两高之间安比减弱后的低压带上，上游的高空槽深厚，移动缓慢，副热带高压和大陆高压相叠加，副高588 dagpm线西脊点在117°E附近（北脊点在41°N附近），阻挡形势明显，利于降水的长时间维持;850 hPa海上存在明显的反气旋环流（图1B），河北省位于其东侧，受强东南（偏南）气流影响;海平面气压场中地面有明显台风倒槽。

3 东南（偏南）气流对强降水过程的作用

从850 hPa风场（图1B）和水汽通量图（图2A）上可以看出，23—24日，从渤海到河北省存在明显的由南向北的水汽通量带，天津和秦皇岛有强盛的东南或偏南气流，气流的分布随时间和空间存在一定变化，但一直存在于安比残留环流的北侧。23日河北省以东南气流为主，随着环流的北上，气流增强水汽输送明显，天津区域出现强降水。24日开始河北东北部以偏南气流为主，与秦皇岛强降水区相对应，其他地区仍为东南气流。从水汽通量散度（图2B）可以看出，23日开始700～1 000 hPa由渤海向河北有一股南北向的负值区，表明从23日开始，河北南部出现了较强的水汽辐合区，辐合区随着安比残留环流逐渐北抬，最强时间为24日2：00—20：00，随后辐合区继续北上，河北省转为正值区，河北省降水也趋于结束。综合图1，此次降水的水汽主要来自于渤海，东南气流和偏南气流的变化与强降水区域、时段基本吻合。

4 物理量诊断

4.1 垂直速度和散度

从图3和图4可以看出，23日20：00开始，700 hPa以下均为负速度区且绝对值较大，表明气流有较强的上升运动，最强上升时段为24日3：00，对应天津强降水时段。之后负值区减弱，逐渐转为下沉运动，安比残留环流北上，直至24日13：00 900 hPa出现一负值中心，上升运动加强，对应秦皇岛强降水时段，最大中心在850～900 hPa，

之后上升速度趋于减弱。台风安比影响期间，散度与垂直速度配合良好，在24日2：00—8：00、14：00—20：00两个时段内，形成低层辐合，中高层辐散形势，辐散区主要是风场的辐散式下沉或向四周发散形成的，辐合强度为-5×10-5 s-1，辐合中心在900～1 000 hPa，且在24日14：00中心位于秦皇岛地区（119°E，40°N），垂直风场上可以看到，偏北风最高达500 hPa附近，偏北和东北风主要汇合在700 hPa以下，降水量最大时段与偏北和东北风的碰撞期密切相关。

4.2 假相当位温和对流有效位能

对假相当位温进行分析，可知24日8：00开始，河北省中北部存在一条假相当位温的密集带，呈南高北低分布，整个河北省处于不稳定层结中，中北部不断有对流云团生成，高低值交界处与降水落区吻合，14：00密集帶收缩北抬，由天津移向秦皇岛一带，降水落区随之移动，强降水天气仍在持续，20：00等值线稀疏，密集带减弱，降水趋于结束。对流有效位能（CAPE）在24日8：00之后逐渐加大，但最高只有600 J·kg-1左右，因此，在此次强降水过程中，秦皇岛附近地区处于不稳定状态中，但不是非常显著。

5 地形增幅作用

地形对于暴雨的强度和落区的影响是不容忽视的，此次过程与海陆分布、燕山山脉走向密切相关。此次过程中，青龙祖山风景区站（以下简称祖山站）降水量出现全省极值为322.6 mm，海拔为1 100 m（约891 hPa）。

为了对比不同海拔对降水的影响，选取同在燕山山脉迎风坡且经度与祖山站基本一致的罗汉洞村站，与祖山站进行对比分析（图5），罗汉洞村站海拔为211 m（约990 hPa），降水量仅有57.5 mm，远少于祖山站。

对比分析中沿着祖山站的经纬度分别做垂直速度和风场分量的剖面，从图6可知，燕山山脉（115°～120°E，37°～40°N）到非山区（120°～125°E，40°～45°N）垂直速度由负转正，且V和U分量逐渐减小，说明随着海拔的增高垂直速度增大，偏北气流在迎风处上升，在非山区减弱，地形抬升作用明显。

6 结论

1）台风安比北上过程中，逐渐表现出一种不对称结构特征，引起暴雨落区不对称分布，在河北省造成两个大暴雨区。2）地形的增幅作用是祖山站出现降水极值的主要原因之一。3）台风的少动维持，有利于东南（偏南）气流从渤海源源不断的向河北省输入水汽。

参考文献：

[1] 陈联寿，丁一汇，西西太平洋台风概论[M].北京：气象出版社，1979.

[2] 许映龙，张玲，高拴柱.我国台风预报业务的现状及思考[J].气象，2010，36（7）：43-49.

[3] 林良勋，冯业荣，黄忠，等.广东省天气预报技术手册[M].北京：气象出版社，2006.

[4] 张玲.加强集合预报订正和卫星资料分析对改进[A].2012年疑难台风预报的思考[C].第九届全国灾害性天气预报技术研讨会，2012.

[5] 孙劭，黄大鹏，张颖娴.2018年夏季登陆中国台风的主要特点及影响评估[J].中国减灾，2018（19）：16-19.