2020 年齐齐哈尔市台风“美莎克”大暴雨天气诊断分析

孙 源,刘长成,韩 冰

（1.齐齐哈尔市气象局，黑龙江 齐齐哈尔161000；2.黑龙江省气象台，黑龙江 哈尔滨150030）

1 引言

台风本身是一个暖心结构的热带气旋， 温度高于周围环境， 当冷空气入侵后改变了原有的热力学结构，逐渐转变为温带气旋。 在入侵初期，暖湿空气与冷空气相遇，台风的能量得到大规模释放，造成强降水和大风天气。 当台风转换成为温带气旋后，直径平均为1000 公里，小至几百公里，大的可达3000 公里以上，风雨强度依然不小，影响范围更大，是影响中高纬度地区的重要天气系统之一。 从历史数据看，平均每年影响我国东北地区的台风约1.2 个， 但从2000 年8 月27 日起，我国东北地区先后受到第8 号台风“巴威”、第9 号台风“美莎克”和第10 号台风“海神”侵袭，半个月内遭受台风“三连击”，历史罕见。 其中台风“美莎克”进入高纬度地区后，与冷空气结合，变性为温带气旋，影响范围更广，带来的强降雨和局地瞬时大风给齐齐哈尔市造成了严重灾害。齐齐哈尔这次大暴雨过程主要是由台风、 副热带高压、以及冷空气入侵造成的。 副热带高压位置偏北且较常年同期偏强，导致台风一路北上无法东折。 台风东侧的西南急流带来的大量水汽为大暴雨提供了良好的水汽条件。 低层辐合高层辐散有利于大暴雨的产生， 高空辐散对大气的抽吸作用可以加强降水区的垂直运动以及低层的辐合上升运动。 本文对此次台风大暴雨天气进行了诊断分析， 希望可以为今后台风北上的暴雨预报提供一定的参考。

2 台风路径和降水实况

9 号台风“美莎克”于8 月28 日生成，生成之初回旋少动，移速缓慢。8 月30 日加强为强台风后开始提速达到每小时25 km 左右， 于9 月1 日5 时由强台风级加强为超强台风级， 随后夜间由超强台风级减弱为强台风级，2 日早晨5 点其中心位于东海北部海面，以25-30 km/h 公里的速度向北偏东方向移动，强度逐渐减弱。9 月3 日1 时30 分许，“美莎克”在韩国庆尚南道沿海登陆，登陆时中心最大风力有14 级（42 m/s），中心最低气压为950 hPa。 3 日20 时中心位于黑龙江省五常市境内，已减弱为热带风暴。 4 日08 时中心位于黑龙江省富裕县境内， 减弱为热带低压。

9 号台风“美莎克”影响齐齐哈尔降水的主要时间段为3 日夜间至4 日白天， 从每小时降雨量可以看出此次降水持续且稳定，其中有17 个站点的24 h累计雨量超过100 mm，主要集中在齐齐哈尔的西南部地区，76 个站点累计雨量超过50 mm。降水同时伴随大风，极大风速达到10 级。

3 诊断分析

3.1 环流形势

图1 9 月3 日20 时500 hPa 高度场和风场

图2 9 月4 日08 时500 hPa 高度场和风场

从500 hPa 环流形势看，台风北上和目前副热带高压的位置和强度有很大关系。 近期，副热带高压与常年同期相比明显偏北，引导台风北上，同时副热带高压强度也较常年同期偏强， 所以台风北上的时候无法东折，只能一路向北。从3 日20 时500 hPa 高度场和风场可以看出齐齐哈尔受到来自贝加尔湖的干冷空气入侵(图1)，并在4 日08 时形成两槽一脊的形势(图2)。台风带来的暖湿空气与干冷空气结合，台风的能量得到大规模释放，造成强降水和大风天气。

3.2 水汽条件

充足的水汽是暴雨发生的必要条件， 源源不断的水汽输送才能使降水地区的暴雨得到维持， 并且水汽含量的大小会影响到降水多少， 水汽分布会直接影响到降水落区的分布。 从9 月3 日20 时500 hPa 高度场及850 hPa 相对湿度场可以看出台风东侧的西南急流给齐齐哈尔市带来了大量水汽，850 hPa 的相对湿度＞90%。 从9 月3 日20 时700 hPa 水汽通量散度场可以看出， 齐齐哈尔处于水汽通量负值的中心， 表示有大量水汽积聚， 与暴雨落区相吻合。

从齐齐哈尔上空水汽通量散度的垂直分布可以看到，3 日20 时开始水汽通量辐合呈增强趋势，但主要集中在中低层， 辐合中心在900 hPa 并向北移动，500 hPa 以上以弱辐合为主。

3.3 热力条件

从9 月3 日20 时假相当位温垂直剖面可以看出，齐齐哈尔地区由于暴雨的出现，空气中饱和的水汽凝结释放大量潜热，导致假相当位温增大，从而出现下凹的现象(图3)。

图3 9 月3 日20 时齐齐哈尔上空假相当位温垂直剖面

3.4 动力条件

低层辐合高层辐散有利于台风大暴雨的发生，高空辐散对大气的抽吸作用可以加强降水区的垂直运动以及低层的辐合上升运动。 分析9 月3 日20 时散度场垂直分布可以发现，辐合主要集中在850 hPa以下，600 hPa 以上转为辐散，但强度较弱，且低层辐合在纬度上分布不均匀，辐合最强位于45°-50°N，与齐齐哈尔市大暴雨落区相吻合。 分析9 月3 日20 时垂直速度剖面图得出， 齐齐哈尔地区为显著上升运动，北部为下沉运动。 到4 日08 时中心向北移动并减弱，说明降水有所减弱。

3.5 探空曲线和雷达回波分析

从探空曲线图可以看出风场从低空东北风到高空西南风发生了明显的顺转， 说明这个时段受暖平流影响。在1.5 km 高度层以下风速达到12 m/s，达到急流标准。 超低空的暖平流和急流给降水提供充足的热量和动力条件。 从雷达回波的演变图上可以看到， 回波均匀分布在齐齐哈尔地区， 降水稳定且持续。

4 结论和讨论

通过对齐齐哈尔地区2020 年9 月3 日20 时-4日20 时大暴雨天气过程的诊断分析，可以得出以下结论：

（1）齐齐哈尔这次大暴雨过程主要是由台风、副热带高压、以及冷空气入侵造成的。 副热带高压位置偏北且较常年同期偏强， 导致台风一路北上无法东折。

（2）台风东侧的西南急流带来的大量水汽为大暴雨提供了良好的水汽条件。 强的水汽通量辐合区与降水区有较好的对应关系， 同时强降水落区的趋势和水汽通量的辐合走向一致。

（3）散度场垂直分布可以发现，低层辐合在纬度上分布不均匀，辐合最强位于45°-50°N，与齐齐哈尔大暴雨落区相吻合。

（4）超低空的暖平流和急流给降水提供充足的热量和动力条件。