台风“白鹿”对梅州降水的影响及成因分析

刘 蕾，彭 量，谢龙生，林晓鸣，张俊权

（1.梅县区气象局，广东 梅州 514700；2.梅州市气象局，广东 梅州 514021；3.蕉岭县气象局，广东 蕉岭 514100）

台风是一种破坏力极强的灾害性天气系统，台风登陆往往会带来大风和强降水，从而引起海面巨浪、城乡积涝、山体滑坡等衍生灾害.每年登陆我国的台风有7～8 个[1].在针对台风的预报服务中，目前面临的3 大挑战是台风路径突变、强度突变以及登陆台风降水预报[2].世界气象组织技术文件指出台风低压环流在陆地上维持不消的几个条件：台风环流保持一定的水汽供应；台风环流中存在活跃的中尺度对流活动；弱冷空气侵入，台风环流引起变性；移入一个高辐散区中[3].还有研究表明，海水温度、水汽条件和垂直风切变等影响台风强度，也因此影响台风降水量[4].

地处华南的广东是我国受台风影响最多的省份之一，每年平均有5 个台风登陆，主要集中在7—9月[5].梅州位于广东省东北部，因地处山区，与广东沿海地区相比受热带气旋的影响频率相对较低.但有时热带气旋会在福建省南部或广东省东部沿海地区登陆后继续沿着西北方向移动，横穿梅州地区，会对梅州产生较大的影响，是梅州后汛期产生暴雨的主要天气系统之一.因此，对台风“白鹿”造成的暴雨成因进行深入研究，对今后类似路径的台风预报服务，有较好的经验借鉴作用.笔者主要利用地面自动气象站、卫星云图、NCEP/NCAR（2.5 °× 2.5 °）再分析格点资料，分析“白鹿”台风的特点和降水分布不均的原因，以期进一步提高横穿梅州的台风路径和降水量预报的准确率.

1 台风“白鹿”的概况和特点

1911 号台风“白鹿”于2019 年8 月21 日14 时在西北太平洋洋面上生成，生成后沿着稳定的西北行路径移动，24 日13 时左右以强热带风暴级在台湾屏东县满州乡沿海登陆，登陆时中心附近最大风力有11级（30 m/s），随后移入台湾海峡，并于25 日7 时25 分以强热带风暴级在福建省东山县沿海再次登陆，登陆时中心最大风力有10 级（25 m/s），中心最低气压988 hPa.随后继续向西北偏西方向移动，于25 日10时左右以热带风暴强度进入梅州境内，并自东南向西北方向穿过梅州，14 时在梅州市平远县境内减弱为热带低压，26 日05 时中央气象台停止编号，见图1.

图1 1911 号台风“白鹿”移动路径

此次台风“白鹿”有几个特点：（1）移动速度较快.登陆福建前以25～30 km/h 的速度移动，登陆后平均以20～25 km/h 的速度西行，较历年登陆台风移速（15～20 km/h）明显偏快.（2）在福建登陆后强度迅速减弱. 7 h 内，由登陆时的强热带风暴级减弱为热带低压级.（3）云系强弱分布呈不对称结构，南部云系较为紧密结实，与南海季风相连，北部云系较为稀疏松散，边界模糊，外围螺旋云带清晰，台风眼区模糊.（4）结构的不对称.使得降水范围广，局地雨势较强，降水分布不均匀.

“白鹿”登陆后整个梅州都被“白鹿”台风的本体云系覆盖，但其结构松散且不对称，导致降水分布并不均匀.8 月25 日8 时至26 日8 时，梅州市普降大雨到暴雨，全市188 个监测站，有172 个站点出现大雨以上降雨，出现大雨以上的站数占总雨量监测站的95%，但大暴雨仅有12 个站点，强降雨的局地性明显.强降雨多出现在莲花山以南的丰顺县，本次降水量最大的站点出现在丰顺县，录得雨量为138.5 mm.

2 台风“白鹿”环流形势分析

2.1 副热带高压对“白鹿”的影响

台风“白鹿”生成初期，副热带高压位置偏东，引导气流较弱，主要依靠“白鹿”自身的内力作用向西北方向移动.“白鹿”于8 月25 日7 时25 分在福建省东山县再次登陆，准确预报25 日08 时500 hPa 形势场对“白鹿”的路径及登陆点极为重要. 24 日8 时500 hPa 高度场显示（见图2（a）），西太平洋副热带高压主体进一步加强西伸，稳定控制着华南地区，副热带高压西脊点位于85°E 附近，脊线介于32°～34°N，其后的西风带高压脊将与副热带高压合并使副高稳定维持；24 日20 时（见图2（b）），副高继续加强西伸，西脊点位于90°E 附近，广东东部至福建沿岸的风由3～4 m/s 加大到6～8 m/s，“白鹿”继续以西北向路径逐渐靠近福建.台风路径与引导气流之间往往存在相关性，引导气流的方向和速度自然成为台风路径预报的主要依据之一[6].因此，台风“白鹿”在副高西南侧偏南气流的引导下继续向西偏北方向移动.

图2 高度场

2.2 高低层散度和水汽输送的非对称结构对“白鹿”的影响

强烈的上升运动是形成台风降水的重要因素之一，低空辐合、高空辐散有利于上升运动的产生，水汽的汇合也主要是靠低空流场的辐合[7].图3（a）给出了25 日08 时“白鹿”登陆福建省后高低层散度场的分布情况，在200 hPa 高层，广东东南部沿海为较弱的辐散区，其余大部分地区都是弱的辐合区，辐散中心位于广东中南部沿海，散度值为1×10-5/s；而在低层925 hPa（见图3（b）），广西为弱的辐散区，从广东一直到福建都是弱辐合区，辐合中心位于广东东南部和福建西南部，散度值为-1.5×10-5/s.由图3 可知，“白鹿”左半部为低层辐合和高层辐散，有利于台风的垂直上升运动和对流的发展，而右半部高、低层均为辐合区，不利于台风的垂直上升运动和对流的发展[8].由分析可知，台风“白鹿”2 次登陆后，继续向西北方向移动，高低层动力场作用导致降水落区呈现非对称分布[9].

图3 散度

水汽也是产生暴雨的必要条件，台风产生持续性降雨不仅需要其自身云系有较高的水汽含量，也需要大尺度环境场源源不断地提供水汽，才能保证台风强降雨的形成和维持[10].分析“白鹿”850 hPa 的低空水汽输送，24 日8 时（见图4（a）），“白鹿”的水汽主要来源于西南季风，水汽通量分布存在明显的不对称性.水汽通量大值区主要位于台风的右侧.暖湿气流在福建至广东一带汇合.随着“白鹿”不断靠近梅州，25 日8 时（见图4（b）），西南暖湿气流仍是源源不断地通过偏南风向“白鹿”输送，使水汽相对充沛，为梅州的暴雨，提供了良好的水汽条件.

图4 水汽通量

2.3 垂直风切变对“白鹿”的影响

台风在登陆时，环境风的垂直切变对台风的强度和变化有很大的影响，强的垂直风切变会降低台风的强度.在抑制热带气旋强度的垂直风切变临界值上有学者研究认为，观测研究表明导致TC 减弱的垂直风切变临界值可能在8～10 m/s 之间[11-13].分析“白鹿”的环境垂直风切变（见图5（a）），总体呈较低的水平，多数在12 m/s 以下，垂直风切变影响较弱.此时，台风强度变化不大.当“白鹿”逐步移近广东南部时，环境垂直风切变进一步减弱，多数在10 m/s 以下（见图5（b）），但此时的台风强度开始逐渐减弱，这可能是“白鹿”台风强度变化受整层垂直切变的影响不是十分密切，这与吕心燕研究发现一些台风个例强度变化与整层垂直风切变关系不直接，而与低层或中层的关系密切一致[14].台风强度减弱，“白鹿”的环流云系对流强度也相对减弱.

图5 200～850 hPa 垂直风切变

2.4 地形作用对“白鹿”的影响

随着“白鹿”的不断西北移，首先移入梅州的丰顺县境内，位于莲花山脉的南侧，莲花山呈东北-西南走向，而“白鹿”受偏东气流影响，刚好跟莲花山脉的走向近于垂直（见图6），山体本身对气流有很明显的抬升作用，近而使迎风坡降水强度加强.从雨量中可以看出，强降水多出现在莲花山以南的丰顺县.有研究表明，地形和动力抬升作用在边界层造成强烈的辐合上升运动，将水汽向高空输送，水汽遇冷后凝结成云致雨，从而产生强降水[15].台风登陆后强度往往减弱较快，降水也随之减弱，但由于地形的抬升以及地表的拖曳效应会导致降水在一定时间内得到增强.台风与地形和中纬度系统作用，还会激发中小尺度系统，从而影响降水的强度和分布[16].在今后有类似横穿梅州的台风预报中，要结合莲花山脉对气流的抬升作用，对台风降水预报作出适当的调整.

3 结语

“白鹿”整体强度偏弱，移速较快，路径稳定，2 次登陆后强度迅速减弱，影响梅州时间短，过程雨量分布不均匀，局部出现强降水. “白鹿”在高低层动力场的作用下，使非对称结构增大，进而导致梅州降水落区的非对称分布；在今后的预报中，应当对高低层中心的分离情况给予重视，可以降低因非对称结构加大导致的降水落区的影响.在“白鹿”的整个生命史中，垂直风切变与其强度之间有着密切的关系，但垂直风切变不是影响强度变化的唯一因素，在今后的预报中，还需要对垂直风切变的作用做进一步的研究.