2013年江西省“苏力”台风暴雨成因分析

袁冬美　钟思奕

摘要 利用实况资料、卫星观测资料、雷达观测资料、数值预报资料及NCEP/NCAR资料，分析研究2013年7月13—15日“苏力”台风暴雨，结果表明：“苏力”登陆后强降水显著偏于中心南侧或前进方向左侧，低压中心移过地区降水很弱，这与垂直速度、散度、水汽通量及水汽通量散度有密切关系;后期强降水向东偏北移动，主要与高空低槽东移、副热带高压西伸及低空急流日变化有关;EC模式预报的副高强度偏弱，导致台风路径预报偏东，模式输出的较强降水位置与实况有较大出入，实际预报中预报员需连续跟踪和监测实况天气图、数值预报模式变化，并不断订正模式误差才能对暴雨做出较准确的预报判断。

关键词 台风;不对称性;模式检验

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）07–0121–04

暴雨是江西最主要的自然灾害之一，暴雨的产生有很多原因，有锋面暴雨、暖区暴雨、台风暴雨等，其中台风暴雨由于受到台风路径的影响，预报不确定性且预报难度大。2013年第7号热带风暴“苏力”7月8日08：00在西北太平洋面生成，中心气压为1 000 hPa，并迅速发展成超强台风，13日凌晨03：00在台湾省新北市与宜兰县交界处登陆，登陆时强度为强台风，10：00减弱为台风，16：00在福建省福州市连江县黄岐半岛沿海二次登陆，登陆时中心附近最大风速为33 m/s（12级），中心最低气压为975 hPa，17：00减弱为强热带风暴，23：00“苏力”在福建沙县减弱为热带风暴，14日凌晨04：00从福建省建宁县移入江西省黎川县，05：00在江西南城縣境内减弱为热带低压，并停止变化[1]。

2013年7月13—15日受“苏力”台风影响，江西省出现大范围暴雨、大暴雨天气。利用实测资料、卫星观测资料、雷达观测资料、数值预报资料及NCEP/NCAR资料，分析研究此次台风暴雨过程，以提高对台风暴雨的认识，为今后预报台风暴雨提供参考依据[2]。

1 降水实况

受“苏力”影响，江西出现了大范围暴雨、大暴雨天气的过程。从48 h累积降水量来看，7月13日20：00到15日20：00，降雨量>100 mm的站数有243个，降雨量>250 mm以上的站数有8个，集中在吉安市，最大降水中心出现在吉安市永和镇总降水量达361.8 mm。从24 h累积降水量来看，13日20：00至14日20：00，暴雨站数有265个，大暴雨站数有124个，特大暴雨站数有7个，最大降水出现在吉安永和镇共355.4 mm，降水集中在14日07：00～15：00这8个小时内，降水量达到298 mm，雨强位20～70 mm/h，其中14日13：00和14：00雨强最大，分别为54.2 m/h和65.5 m/h;14日20：00至15日20：00降水较13日20：00至14日20：00范围缩小，雨量下降，雨强减弱，暴雨站数有193个，大暴雨站数有21个，最大降水中心出现在南昌湾里区，降雨量为155.1 mm，降水从15日凌晨开始发展，15日04：00和05：00雨强最强，分别为20.2 m/h和34.8 m/h（图1）。

2 环流背景分析

在整个“苏力”生成和消亡期间副热带高压强度较强且稳定，7月12日20：00至14日08：00，500 hPa副高脊线稳定维持在33°N附近，西脊点位于111°E附近，这样使得南侧“苏力”受到明显偏东风的引导，“苏力”在副高南侧偏东气流的引导下在福建一度西行进入江西，形成江西大范围暴雨天气过程。

3 前期台风降水显著不对称结构及成因

此次台风暴雨可分为前后两个阶段，前一阶段强降水（13日20：00至14日20：00）主要是由于台风气旋式环流形势所造成的，从降水分布来看，强降水分布存在明显的不对称，强降水基本集中在台风中心偏南一侧，北侧降水明显弱于南侧;后一阶段（14日20：00至15日20：00）强降水则主要是由于多个天气系统与低压环流相互作用而形成的，从逐6 h强降水随时间分布来看，具有明显的东移特点，依次分析前后期强降水成因，首先分析此次台风暴雨前期强降水显著不对称的成因。

3.1 散度分析

分析散度剖面图（图2），13日20： 00，台风中心（26.1°N，118.8°E）南北各1个纬距范围内均有辐合层，但南侧辐合层从地面一直延伸到300 hPa附近，而北侧辐合层仅在800 hPa以下，南侧辐合层较北侧辐合层明显深厚，这一特点在14日02：00剖面图（图2b）上更为清晰地反映出来;14日02：00，台风中心（27°N，117.2°E）南侧从有明显辐合区，从地面一直延伸至200 hPa附近，最大辐合中心值小于-15×10-5s-1，同时在辐合区上方有显著辐散区与之对应，最大辐散中心值大于12×10-5s-1，高层辐散对热带气旋加强具有重要作用，强烈高层辐散产生抽吸作用有利于产生上升运动，而北侧仅仅在低于900 hPa范围内有弱辐合;在14日08：00散度图（图2c）中，虽然辐合辐散强度较前一时刻有所减弱，但同样显示台风中心南侧辐合层深厚，北部辐合层浅薄，南侧高空辐散强于北侧这一特点，这种南北散度场巨大差异也从动力条件角度佐证了南部降水强于北部。

3.2 垂直速度分析

从速度剖面图（图3）来看，13日20：00台风中心位于26.1°N，118.8°E，由图3（图中红色短虚线表示台风中心位置）可看出台风眼附近垂直运动存在明显不对称的结构，台风中心南侧1个纬距范围内从900 hPa到600 hPa均表现为上升运动，上升运动中心位于800 hPa附近，中心值达到-2.0 Pa/s，而北侧则受较弱的上升气流和较强下沉气流控制，垂直环流强度明显弱于南侧，从时间演变角度分析，14日02：00台风中心位置位于27°N，117.2°E，台风中心南侧两个纬距范围从900 hPa至400 hPa均表现为强上升运动区，并且存在两个强中心，一个位于26.5°N附近，另一个位于25°N附近，最大上升运动中心分别为-2.5 Pa/s和-3.5 Pa/s，较13日20：00上升运动的高度有所增高，最大上升速度也增强;至14日08：00，两个强上升运动中心合并为一个强中心，由于降水物拖曳作用，强中心减弱，但强上升运动区始终位于台风中心南侧，同时从上升运动整体分布来看，明显向南倾斜，这与南部降水强于北部降水的形势相符。

3.3 水汽通量分析

暴雨的发生需要有充沛水汽供应。从水汽通量分布情况来看，13日20：00 850 hPa上，在台风的东侧和南侧有很强的水汽通道，台风东侧的水汽通量中心达30 g/（cm·Pa·s），但西南季风并没有为台风提供良好的水汽，水汽主要来自于东海，表现为自身的螺旋结构。由图4可见，水汽通量值很小的地方正是此次降水大值区，原因可以从风场分布上（黑点表示台风中位置）得到解释，随着台风进一步东移;14日02：00，虽然台风中心水汽通量值很小，但西北侧有明显风速风向辐散，而西南侧有明显风速风向的辐合区，在赣州吉安东部西南风速达到最大为16 m/s，同时台风西南侧西北风与西南急流在台风中心西南侧得以交汇，形成水汽通量相对大值区，与降水大值区相吻合。到14日08：00，在赣州吉安东部水汽通量达到此次过程的最大值，中心值达30 g/（cm·Pa·s），之后8 h也是此次降水最强时段，吉安永和镇8 h内降水达到298 mm。

3.4 水汽通量散度分析

分析水汽通量散度垂直剖面图（图5），此次过程强水汽辐合均出现在850 hPa以下，说明水汽的输送主要来自于低层。13日20：00，台风中心位于26.1°N，118.8°E，台风南北两侧均处于较强水汽通量辐合区，但辐合区达到的高度较低，但随着时间的推移，强辐合中心明显偏于台风南侧，14日02：00，台风中心位于27°N，117.2°E，水汽辐合区基本位于台风中心南侧，尤其是强水汽辐合中心，同时最大辐合中心所在高度也由原来的900 hPa高度层上移至850 hPa高度层，水汽辐合区顶上升到最大高度，达到700 hPa高度层，中心值超过-20×10-7 g/（cm2·hPa·s）;到14日08：00，水汽辐合中心高度降低至950 hPa，中心值也较前一时刻有所下降，为-14×10-7 g/（cm2·hPa·s），结合上升运动垂直剖面可以分析，上升运动的中心同时也是水汽辐合强烈的区域，水汽在低层辐合，经垂直气流抬升凝结，有利于降水的维持和发展。

4 卫星云图分析

台风云系在卫星云图上常表现为有组织的涡旋状云系，成熟台风的云梯结构分为无云眼区，围绕眼区的连续密蔽云区，以及外围螺旋雨带。分析“苏力”过程卫星云图发现，12日20：00，“苏力”在登陆前期整个云系表现为标准的圆形，但其对流云系明显偏南侧，显示出南北不对称结构，且存在无云眼区;13日06：00，无云眼区范围开始扩大，登陆福建后不对称结构更加显著，东西跨度达8个经距，南北跨度7个纬距，台风眼的南侧云系由圆形变为向外发散的云带，强对流云系集中在台风南侧，降水集中，而北侧密蔽云区迅速减弱，结构变松散，对流受到抑制，出现近似“空洞”结构，“空洞”直径达100～200 km，整个台风云系表现为明显偏心不对称结构。

5 雷达产品分析

“苏力”登陆台湾后减弱为台风并再次登陆，其空心化较为严重，因此“苏力”登陆后就减弱为熱带风暴。13日16：00“苏力”在福建登陆，此时雷达回波图上，台风北侧有两条松散的对流回波带，南侧仅出现小范围积云对流回波，随着台风进一步向西北移;到13日20：00，北侧两条对流回波带由于摩擦作用逐渐减弱并消散，而南侧回波逐渐增强，发展成片状对流回波，随台风外围气流呈气旋式弯曲，并在西南方向出现台前飑线，最大强度达60 dBz以上，但此时台风眼附近仍有较强回波覆盖;14日04：00，“苏力”从福建省建宁县移入江西省黎川县，空心化结构也越来越明显，台风眼附近基本无回波或仅有较弱回波覆盖，北侧回波消散殆尽，东侧回波也迅速减弱消散，而西南侧回波不断发展增强，随着台风向西北移东，逐渐覆盖江西省中南部地区，使得台风南侧降水明显强于北部。

6 后期强降水东移原因

14日20：00低压逐渐填塞消亡，但江西省依然出现较大范围暴雨、大暴雨天气，暴雨站数有193个，大暴雨站数有21个。从逐6 h雨量分布图（图6）来看，强降水中心主要向东移动，这主要是由于多个天气系统作用造成的。

6.1 高空低槽东移

14日夜间至15日白天“苏力”环流逐渐填塞消亡，在填塞过程中，上游西风带有低槽向东移动，迫使“苏力”残余环流向东北移动，雨带也随之向东偏北方移动。

6.2 副高的西伸

14日20：00，副高前端由于受到“苏力”环流的阻挡，呈近乎南北走向竖直线，北段略有西伸，到15日08：00 500 hPa上已没有完整的低压环流形势，而转成一个东北-西南向低槽，与前面副高形成对峙，副高由于受到低槽的阻挡，其北段逐渐减弱东退，而南端从低槽南侧西伸，迫使其向东北方向北收，雨带也随之向东偏北方移动。

6.3 急流的日变化

从850 hPa上急流日变化来看，14日20：00无明显急流，江西省内风速均在8～12 m/s以内，低压切变位于江西省西北部，与强降水位置对应，14日夜间风速迅速增大，并达到急流强度，切变随急流增强而北抬;到15日08：00，南昌风速由14日20：00的8 m/s骤升到20 m/s，也是急流出口区，对应南昌市湾里区出现155.1 mm大暴雨。可见，低空急流的加强是促进强降水向东偏北方向移动的主要原因之一。

7 EC模式对台风“苏力”预报能力分析

前面主要基于实况观测资料进行分析，但实际预报业务中，预报员主要依据数值模式的释用进行预报，为此对24～72 h内EC模式的天气系统预报进行评估检验分析，以期找到预报着眼点和模式误差的订正指标。

7.1 500 hPa副高的检验

从500 hPa预报图（图略）上可看出，2013年7月10日20：00、11日20：00、12日20：00对13日20：00风场及588线预报中，模式对副高预报明显弱于实况，副高588线西侧比实况要偏东，在13—14日副高基本退回到海上，而实况在13—14日副高脊线稳定维持在33°N，台风始终位于脊线南侧，对台风北上有明显阻碍，说明台风将沿着更偏西路径移动。模式预报的副高范围和强度也要比实况更弱，导致模式预报台风路径偏北分量过大。模式预报从抚州北部到上饶一带进入江西省，而实况台风是从抚州南部黎川县进入江西，而且由于实况中副高对台风移动具有阻碍作用，使得台风强度减弱较预测要快，且比预计更加偏西，在江西经过范围更广，滞留时间更长，影响更大。从500 hPa 10日20：00、11日20：00和12日20：00对13日20：00预报来看，10日20：00预报的副高与实况最相近，而预报的降水中心也最为准确，其后两天的副高与实况偏差较大，使得强降水向东调整，与实况相差更大。

7.2 EC模式降水預报检验

在上述背景下，EC模式11日20：00、12日08：00、20时和13日08：00对13日20：00至14日20：00降水预报中，对强降水预报主要出现在江西东南部，与实况的赣南和赣西部分地区有较大的出入;而对于14日20：00至15日20：00降水，EC模式12日20：00和13日08：00仅预报赣北北部有中到大雨，与实况的差距更加大，而从13日20：00开始模式有明显调整。预报鄱阳湖到景德镇有暴雨到大暴雨，与实况较为接近，但也漏报了中部偏西地区暴雨到大暴雨的天气。

台风路径对降水预报有很大的影响，当副高带状脊线稳定，台风路径是相对稳定的。数值预报对副高脊线预报稳定情况下需要对台风路径偏北分量加大预报订正力度，加强偏西分量（至少维持向西北行），模式输出的强降水可能向西、向南调整;11日、12日对14日20：00之后降水预报与实况有较大的出入，而13日20：00和14日08：00模式预报虽然未报出14日20：00至15日08：00赣西地区强降水，但对15日08：00～20：00赣东北的降水进行了很好的预报，预报员必须连续跟踪和监测实况天气图、数值预报模式变化并不断订正模式误差才有可能对暴雨天气作出较准确预报判断。

8 结论

（1）“苏力”登陆后降水特征主要是强降水显著偏于中心南侧或前进方向的左侧，低压中心移过的地区降水很弱，这主要与垂直速度、散度、水汽通量和水汽通量散度等有密切关系。

（2）后期强降水向东偏北方向移动，主要与高空低槽东移、副热带高压西伸及低空急流的日变化有关。

（3）EC模式预报的副高强度偏弱，导致台风路径预报偏东，模式输出的较强降水的位置也与实况有较大的出入。因此，在实际预报工作中预报员必须连续跟踪和监测实况天气图、数值预报模式的变化，并不断订正模式误差才有可能对这些暴雨天气做出较准确预报的判断。

参考文献

[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理与方法[M].北京：气象出版社， 2007.

[2] 苏源，倪悦.台风“苏力”（1307）异常路径和降水成因分析[C]//中国气象学会.第32届中国气象学会年会S1灾害天气监测、分析与预报.北京， 2015.

责任编辑：黄艳飞

Abstract Based on the actual data， satellite observation data， radar observation data， numerical prediction data and NCEP / NCAR data， the rainstorm of "Suli" typhoon from July 13 to 15， 2013 is analyzed and studied. The results show that the heavy precipitation after "Suli" landing is significantly biased to the south of the center or to the left of the forward direction， and the precipitation in the area where the low-pressure center moves is very weak， which is related to the vertical velocity， divergence Water vapor flux is closely related to water vapor flux divergence; In the later stage， the heavy precipitation moved east to the north， which was mainly related to the eastward movement of the upper and lower trough， the westward extension of the subtropical high and the diurnal variation of the low-level jet; The weak intensity of the subtropical high predicted by the EC model leads to the east of the typhoon track forecast， and the strong precipitation position output by the model is also quite different from the actual situation. In the actual forecast， the forecasters need to continuously track and monitor the changes of the actual weather map and numerical forecast model， and constantly correct the model error before they can make a more accurate forecast judgment on these rainstorms.

Key words Typhoon; Asymmetry; Patt-ern checking