浙江大暴雨与南海台风“山竹”相关性数值研究

姜嘉俊，钱燕珍，段晶晶，王晓慧，方艳莹

(1. 宁波市气象台，浙江 宁波 315012；2. 海曙区气象局，浙江 宁波 315012；3. 宁波市气象服务中心，浙江 宁波 315012)

1 引 言

台风是造成暴雨的重要天气系统，台风暴雨可分为台风本体暴雨和台风环流外暴雨[1-2]。台风暴雨与大尺度环流形势、中尺度系统、局地地形密切相关，水汽条件、层结稳定度、低层辐合、高层辐散出流同样与降水强度紧密联系[3-8]。登陆台风的风雨分布与变化特征是目前预报工作的难点，其物理机制是目前台风研究领域的重点和热点之一[9-11]。研究发现，一般台风登陆后随着强度减弱，降水会逐渐减小，但也存在少数降水突然增强的情况，即所谓的登陆热带气旋降水增幅[12-13]。

台风暴雨与水汽有很大关系，源源不断的水汽输送有利于台风环流的维持，激发并加强雨带中的对流活动，从而使降水加强[14-15]。戴竹君等[16]研究发现“碧利斯”登陆后一直与低纬水汽通道相连，异常活跃的越赤道气流将大量水汽输送到“碧利斯”环流中，造成其长久维持并引发沿途暴雨增幅。陈见等[17]研究发现活跃的季风急流与“尤特”残留低涡长时间联结，是造成残留低涡复苏并促使降水增幅的原因。梁宝荣等[18]对热带风暴“天鹅”强降水进行了特征分析指出，台风低槽与来自孟加拉湾的西南气流共同作用造成北海市强降雨。此外，Shen 等[19]指出，下垫面湿度大小会影响台风潜热通量的输送，进而影响台风降水范围和强度。钮学新等[20]指出，大陆及其近海湿度场对台风降水也有很大影响。

台风本身是一个旋转的系统且伴有明显的上升运动，而垂直螺旋度作为垂直速度和垂直涡度的乘积，综合反映了大气在垂直方向上旋转上升的特点，从而广泛应用于台风暴雨的预报研究中[21-22]。余贞寿等[23]通过对超强台风“圣帕”特大暴雨过程进行螺旋度分析指出，垂直螺旋度能较好地预报台风降水落区。尤红等[24]对0906号台风“莫拉菲”大范围暴雨过程诊断分析指出，“莫拉菲”登陆后向西北移动过程中，垂直螺旋度经历由整层强正值中心柱状结构减弱为对流层中低层强正值区、高层负值区配置的变化，其强正中心量值剧增，对应地面雨强激增，正螺旋度强中心量值越大、中心所在位置越低，对应地面降水越强。潘婧茹等[25]利用垂直螺旋度对1211号台风“海葵”造成江苏大暴雨进行了诊断分析指出，当高空负螺旋度中心和中低层正螺旋度中心相叠加时，有利于暴雨增强。当低层正螺旋度中心开始减弱抬升，降水逐渐停止。

通常认为登陆广东附近的台风对浙江影响较小，但实际上，根据钮学新等[26]研究发现，在1949—2000年登陆福建厦门到珠江口附近的87个台风中,就有39个(占总数44.8%)引起了浙江50 mm的过程雨量。近年来，登陆广东的台风造成浙江局地暴雨的情况频繁出现，给预报和防灾减灾带来了很大的挑战。例如，1622 号台风“海马”登陆广东汕尾，造成宁波多站过程降水量超过100 mm；1702 号台风“苗柏”登陆深圳，造成浙江20个区县过程面雨量超过100 mm；1720号台风“卡努”登陆广东徐闻，给宁波、舟山等地带来严重影响，15个测站过程累计降水超过300 mm。针对以上个例，陈有利等[27]数值模拟表明1702 号台风“苗柏”登陆广东北上减弱过程中，其残留云系对当时出现在浙江的暴雨水汽辐合及辐合带的长时间维持具有重要作用。此外，他还分析了台风“卡努”造成浙江东北部暴雨的原因[28]，指出“卡努”降水可以分为两个阶段，第一阶段是“卡努”台风倒槽顶部东南气流和东北气流汇合，以及弱冷空气参与造成了强降水，而第二阶段强降水是由低层低压环流的发展和强水汽输入辐合造成的，揭示出影响浙江地区台风暴雨发生机制的复杂性。

2018年 9月 16—17日，1822 号台风“山竹”登陆广东西移减弱过程中，浙江东北部地区普降大暴雨，本次过程具有降水时间集中、雨强强、累积雨量大等特点，并伴有强雷电。本文将在形势分析基础上，利用数值模拟方法，研究“山竹”对此次暴雨的作用，后通过垂直螺旋度进行诊断分析，为以后类似过程的预报提供参考。

2 过程简介和形势分析

2.1 过程概况

1822号台风“山竹”2018年9月7日生成，一路向西偏北方向移动，于16日17 时（北京时，下同）前后以强台风级别在广东省江门市台山沿海登陆，登陆后继续向西偏北方向移动，强度逐渐减弱，17日 20 时停止编报。“山竹”具有范围大、强度强、台风倒槽发展充分等特点。

16日下午开始，浙江东北部出现阵雨，集中强降水出现在16日夜里到17日中午前后，17日下午起雨渐止。这一过程中浙江东北部普遍出现了暴雨，局地大暴雨。其中过程面雨量嘉兴市122.2 mm、宁波市113.9 mm，单点最大降水为宁波市象山县麦地山达294.6 mm。仅宁波市就发生了雷电6 733 次，其中正地闪 1 213 次，负地闪 5 520 次。本次过程有降水集中、雨强强、雨量大，并伴有强雷电等特点。

2.2 形势分析

500 hPa 形势分析，9月 13日起我国中东部大部分地区都受副高控制，之后副高有所东退，16日开始呈块状，脊线在30 °N 附近，主体位置在海洋上，副高一直西伸至108 °E附近，影响陆地的副高环流在588 dagpm 以上，强度较强（图略）。一直到17日，浙江东北部500 hPa 都处在强大副高控制下（图1）。925 hPa 风场分析，“山竹”登陆后台风中心附近风力明显减小，表明台风强度快速减弱。在120～125 °E有较强东南偏南气流输送到浙江中北部沿海，风速高达14 m/s，至17日08 时开始逐渐减弱，同时这一区域北侧也有东北偏东气流的输送，强度大多在6 m/s 以下，表明低层有偏南急流的输入和弱冷空气侵入。14时暴雨区域偏南气流和偏东气流的输入明显减弱，之后降雨减弱。

从MT1R 静止气象卫星红外1 通道的云顶亮温（TBB）（图1）可见，“山竹”范围大，16日下午开始东北部的顶端有对流云系发展扩散，逐渐覆盖浙江中北部地区（图略），16日20 时（图1a）浙江北部对流云团明显增强，最低云顶亮温达到-70 ℃以下。随后强对流云团略有南压，从嘉兴南部、杭州湾地区以及宁波东北部（图1b）移动到宁波、舟山及以东海面上（图1c），强度略有减弱，云顶亮温在-60 ℃左右。17日14 时强对流云团范围缩小，16 时之后消散。云图分析可见，对流云团先是在“山竹”外围东北侧生成，随着“山竹”的西移，17日02 时开始对流云团逐渐脱离台风外围云系，并向东南方向移动，强度逐渐减弱。

图1 2018年9月16日20时（a）、17日02时（b）、17日08时（c）和17日14时（d）的925 hPa风场（单位：m/s）、500 hPa高度场（等值线，单位：位势米）和TBB（阴影，单位：℃）

嘉兴的强降水从16日23 时开始，小时雨强超过10 mm 的时间持续了5 小时左右，最大的小时雨强出现在海宁达94.2 mm。宁波的慈溪、镇海、北仑等地17日08 时前后均出现了1 小时超过30 mm 的短时强降水，其中镇海站小时雨强超过10 mm 的时间达5 小时。台州北侧的宁海和象山在10—13 时出现了强降水和强雷电，象山站2 小时最大雨量达175.4 mm。16 时之后，浙江东北部强降水结束。

由此可见，浙江东北部16—17日的强降水主要是由对流云团发展引发的，对流云团发生在“山竹”外围云系的东北侧，前期与外围云系相连，17日02时开始分离。

3 控制试验

由形势分析可见，浙江东北部16—17日的强降水主要是由对流云团发展引发的，对流云团生成在“山竹”外围的东北端，随着“山竹”的西移而略向南压，17日02 时开始对流云团逐渐脱离台风外围云系，向东南方向移动。为了研究“山竹”在此次浙江东北部大暴雨中的作用，本文采用数值模拟的方法。

3.1 模式设计与资料应用

模拟采用ARW-WRF模式（V3.6.1），模式初始场采用6 小时间隔的ERA-Interim 再分析资料（1 °×1 °），同时使用NCEP 逐日全球海温分析场资料（0.5 °×0.5 °）。台风路径资料来源于中国气象局上海台风研究所最佳路径数据集。本文中试验采用单层网格，水平分辨率为9 km，格点数为541×541。模式垂直层次为31 层，模式顶气压为50 hPa。采用的参数化方案如表1，模拟区域范围为105～145 °E，0 °～45 °N。

表1 模式设计

控制试验（CTL）积分时间为96 小时，初始时间是 2018年 9月 13日 20 时，结束时间是 17日 20时，积分步长45秒。为获得更准确的初始台风，控制试验采用了两次涡旋bogus 方法，第一次在11日08时（从9月8日08时积分72小时后在11日08时进行第一次涡旋bogus），第二次在13日20 时（将11日08时涡旋替换后得到初始场继续积分60小时至13日20 时进行第二次涡旋bogus）。涡旋bogus 方法是指将模拟得到的结构较好的涡旋从大尺度环境场中分离出，后将其与相应初始场中的涡旋进行替换，从而得到更准确的初始场。

3.2 控制试验结果分析

图2a 给出了模拟与观测的“山竹”路径，模拟与观测的台风路径和中心位置比较一致，16日14时开始，模拟的路径偏南偏慢一些。模拟与观测的台风中心气压变化趋势比较一致（图2b），模式较好地再现了“山竹”在南海的维持，以及穿过菲律宾北部和登陆过程中的减弱。从台风中心最低气压分析，模拟的台风比实况15日08 时之前略偏弱，之后略偏强。从近中心最大风力分析，15日08时前略偏弱，之后比较一致，17日02 时开始偏强。总体而言，控制试验较好地模拟出了“山竹”的路径和强度变化。

图2 2018年9月13日20时—17日20时“山竹”台风实况（红色实线：Obs）和模拟（蓝色实线：Mod）路径（a）；实况和模拟中心海平面气压（单位：hPa，实况：红色实线；模拟：蓝色实线）和最大风速（b）（单位：m/s，实况：红色虚线；模拟：蓝色虚线）

比较浙江的雨量模拟情况，图3a、3b是9月16日14 时到—17日20 时的雨量实况和控制试验模拟结果，控制试验较好地模拟出了暴雨强度和位置，几乎浙江全省都有降雨，模拟的雨量比实况大一些。实况强降雨主要出现在浙江的东北部，模拟的雨量南侧强中心位置更偏南一些，150 mm 以上的强中心范围更大。浙江东北部实况较大范围累积雨量在90～150 mm，个别地方150 mm 以上，模拟的累积雨量同样普遍在90～150 mm，部分150 mm 以上。由此，总的来说控制试验较好地模拟出了雨情。

图3 实况（a）、控制试验（b）、去除“山竹”（c）、增大“山竹”一倍（d）和缩小“山竹”一半（e）试验的30小时累积降水量（2018年9月16日14时—17日20时，单位: mm）

图4 是再分析资料和控制试验模拟的2018年9月17日前后浙江东北部暴雨时的700 hPa 风场、湿度场和500 hPa 高度场。由图4 可见，模拟的高低空形势与再分析资料分析的形势基本一致。

图4 2018年9月16日08时（a、b）、16日20时（c、d）和17日08时（e、f），再分析（a、c、e）和控制试验（b 、d、f）500 hPa高度场（等值线，单位：位势米）和700 hPa风场（单位: m/s）及相对湿度（阴影，单位: %）

副高环流中心位置相近，副高592 dagpm 范围呈块状，形状相似，模拟的副高强度也基本接近，588 dagpm 模拟位置与实况基本一致，592 dagpm的模拟位置更偏东一些。

台风东侧都有东南偏南气流输送浙江，模拟的气流输送带更宽，16日20时开始宽度达800 km以上，而实况仅有500 km 左右。模拟的水汽含量更加丰富，700 hPa输送带相对湿度普遍在80%以上，许多达到85%，个别在95%～100%，而再分析场湿度普遍在75%左右，个别在80%～85%。

西风带在35 °N 及以北地区强度和位置较为一致，高湿区位置和分布16日08 时基本一致，16日 20 时和 17日 08 时位置和形状相似，在 115 °E以东区域模拟的含水量相比实况更为丰富。

以上分析可见，控制试验基本模拟出了实况的形势。

4 敏感性试验

为了更好地探究“山竹”在浙江暴雨中的作用，在控制试验基础上，设计了去掉“山竹”、“山竹”尺度增大一倍和“山竹”尺度缩小一半3个敏感性试验。

4.1 敏感性试验方案设计

去除“山竹”试验：

运用模式自带的TC bogus工具将“山竹”滤除做敏感性试验（no Mangkhut），以期研究“山竹”对17日前后浙江东北部大暴雨的作用机理。具体如下：为与控制试验对比，在9月13日20 时剔除“山竹”，同样积分96 小时至17日20 时。剔除台风是根据台风中心位置、强度、最大风速半径和切向风廓线形态因子，在近地面气压场中以700 km 为半径查找台风最大相对涡度，剔除初始场中最大涡度处500 km 范围内（控制试验13日20 时初始时刻台风尺度约500 km，与实况接近）风场、位势高度、温度、地面和海平面气压等的异常值，从而得到去除台风信息的环境背景场。

“山竹”增大一倍和减小一半试验：

为了更准确地分析“山竹”对9月17日前后浙江东北部大暴雨的作用，还设计了“山竹”尺度增大一倍(简称：large-Mangkhut)和“山竹”尺度减小一半(small-Mangkhut)的试验。同样利用TC bogus工具，增大“山竹”尺度的试验是把台风范围扩大一倍，也就是初始台风半径设为1 000 km，减小“山竹”尺度的试验是将初始台风半径设为250 km。

4.2 敏感性试验结果分析

比较雨量的模拟情况，图3c、3d、3e 分别是去掉台风“山竹”试验（no Mangkhut）、“山竹”尺度增大一倍试验（large-Mangkhut）、“山竹”尺度减小一半试验（small-Mangkhut）9月 16日 14 时—17日 20时的雨量。由图3 通过对比敏感性试验和控制试验、实况相同时间段的雨量，可见去掉“山竹”后，浙江东北部雨量明显减弱，大多在15 mm 以下，仅在浙江北部和东南部有范围非常小的超过60 mm的降水。增大“山竹”的敏感性试验强降雨的范围明显扩大，浙江东部135 mm 以上的强降雨范围比控制试验扩大近1/2，浙江中西部地区105 mm 以上的强降雨区域扩大了近1倍，相比实况扩大的范围更多。缩小“山竹”的敏感性试验在浙江中东部沿海降雨明显比没有“山竹”的试验强，出现了小范围的135～150 mm的强降水，但比控制试验和实况强降雨的范围明显小，位置更偏南一些。其他地方的降雨和没有“山竹”的试验接近，雨量明显减小。由此初步推断，浙江东北部的强降雨与“山竹”密切相关。

通过前文的分析得到，浙江东北部此次强降水主要是由台风“山竹”外围的对流云团发展引发，那么这个对流云团的生成和发展与“山竹”是否存在及其尺度大小的关系值得进一步关注（图5）。可以看到，增大“山竹”尺度一倍后（图5a、5b），对流云团的范围明显增大，几乎完全覆盖了浙江东部沿海，与图3d 中降水相对应。减小“山竹”尺度一半后（图5c、5d），台风北侧对流范围明显南撤，浙江东北部对流明显减弱，仅台州、温州部分沿海地区有小范围强对流，与图3e 中降水相对应。去除“山竹”后，浙江地区转为东北风控制，基本无对流产生。说明造成浙江东北部此次强降水的对流云团与台风“山竹”是否存在及其尺度大小密切相关。

图5 “山竹”增大一倍（a、b）、“山竹”减小一半（c、d）和去除“山竹”（e、f）试验2018年9月17日08时（a、c、e）和17日14时（b、d、f）的925 hPa风场（单位：m/s）、500 hPa高度场（等值线，单位：位势米）和向外长波辐射（阴影，单位：W/s2）

图6是再分析资料、控制试验和敏感性试验在700 hPa 上沿 119～122 °E 平均经向风时间剖面，由图 6a 可见，再分析场上，16日 08—17日 08 时700 hPa 关注区域都有南风输送，最强的出现在27 °N 附近，达 12～14 m/s。17日 08 时开始，北风达到31 °N，之后扩散到29 °N，北风强度不强，最强仅 4 m/s，表明 17日 08 时之后 700 hPa 有弱冷空气侵入。

在控制试验中（图 6b），16日 08—17日 20 时700 hPa 强劲的南风一直向北输送，最强的出现在28～29 °N，达 16～18 m/s，风速辐合区主要在29～30 °N，出现在 16日 14 时—17日 14 时，这与实况强降水出现的时间吻合，说明强降水的出现与偏南风密切相关。17日14 时之后偏南输送有所减弱。

图6 2018年9月16日08时—17日20时再分析试验（a）、控制试验（b）、去除“山竹”试验（c）、“山竹”增大一倍试验（d）、“山竹”缩小一半试验（e）700 hPa沿119～122 °E平均的经向风时间剖面（单位: m/s）

no Mangkhut 试验南风的强度和位置明显减弱偏南，在17日02 时前，南风输送没有越过26 °N，之后南风有所加强，输送到了 27 °N 附近，强度也比较小，最强的也不过10 m/s左右，位置偏南。与此同时，北风一直到达27 °N 附近，强度为4～6 m/s，总体都比较弱，稍强一点的主要在33 °N以北，时间是17日14时。

large-Mangkhut 试验，16日 08 时—17日 20 时700 hPa 的南风强劲输送，比控制试验更强，最大值达 20 m/s 以上，一直输送到 33 °N 以北，表明增大“山竹”尺度后，偏南气流的输送更加强劲。

small-Mangkhut 试验，16日 14 时前后 700 hPa的南风输送到30 °N，北风达到31 °N 附近，强度都不是很强，在4 m/s左右。但是16日20时开始，南风再次增强，输送到31 °N 附近，且南风最大值达 20 m/s 以上，大值在 28 °N 以南。这可能与“山竹”尺度减小以后，移向偏北，往福建南部靠近，与副高西侧距离接近，气压梯度加大，偏南气流输送加大有关。

以上分析表明，有“山竹”时，偏南风和偏南气流输送到浙江东北部地区，去掉“山竹”后，偏南风和偏南气流只输送到27 °N附近，而且输送到浙江东北部的偏南气流强弱与“山竹”的大小有关，“山竹”越大输送到浙江东北部的偏南风越大。17日前后浙江东北部的强降水与偏南气流输送有很好的对应关系。

垂直运动和水汽条件是降水产生的重要因素，图 7 是 17日 05 时沿 119～122 °E 平均的散度、垂直速度和相对湿度纬向垂直剖面。控制试验和large-Mangkhut 试验平均散度分别在600 hPa 和400 hPa 以下都是负值，表明中低层是辐合，控制试验辐合最强处散度值在-2×10-5s-1以下，large-Mangkhut 试验则在-6×10-5s-1以下。而控制试验和 large-Mangkhut 试 验 在 600 hPa 和 400 hPa 以上，散度值是正值，散度值最大时差不多都达4×10-5s-1，只是散度正值达到的高度不同，分别是300 hPa 和100 hPa，表明高层是辐散的，随着台风尺度的增大，辐合区更加深厚，更有利于降水产生。而no Mangkhut 试验和small-Mangkhut 试验散度场的分布没有这个规律，表明由于台风“山竹”的存在使得低层有明显的辐合，高层明显辐散。

图7 9月17日05时控制试验（a）、去除“山竹”试验（b）、“山竹”增大一倍（c）、“山竹”减小一半（d）沿119～122°E平均的散度（黑色，单位：10-5s-1）、垂直速度（红色，单位：10-2 m/s）和相对湿度（填色）纬向垂直剖面

垂直速度的剖面分析有类似特点，控制试验和large-Mangkhut试验垂直速度都是比较大，最大达10×10-2m/s左右，强中心出现的区域有所不同，控制试验主要在 800～400 hPa，large-Mangkhut 试验主要在900～500 hPa和200 hPa以上。垂直速度no Mangkhut 试验普遍都很小，small-Mangkhut 试验相比 no Mangkhut 试验要大，在 700～200 hPa 最大达4 ×10-2m/s 左右。可见，由于“山竹”的存在，使得垂直运动旺盛，且“山竹”尺度越大，上升运动越强。

湿度的垂直分布也表现出类似特点，控制试验和large-Mangkhut 试验最强的相对湿度大范围都达到了95%以上，且400 hPa以下都是相对湿度超过80%的高湿区，但是large-Mangkhut试验相对湿度在95%以上的强高湿区范围更大，一直到低层，而控制试验普遍在800 hPa 以上。 no Mangkhut试验和small-Mangkhut试验湿度明显偏小，高湿区大多在800 hPa 以下，且no Mangkhut试验相对湿度最大的也没有达到95%。可见，由于“山竹”的存在，使得浙江东北部区域大范围存在着高湿区，且湿度层非常深厚，“山竹”越大，高湿区越深厚，“山竹”越小，仅低层有高湿区。

5 大暴雨落区诊断

垂直螺旋度是垂直速度和垂直涡度的乘积。它充分反映了两个与天气现象紧密联系的物理量的配合情况，在一定程度上不仅能反映系统的维持状况，还能反映系统发展、天气现象的剧烈程度[29-30]。P坐标系下垂直螺旋度：

式中HP为垂直螺旋度，ω为垂直速度为垂直涡度，HP能反映出大气在垂直方向上旋转上升的运动特征，因此多用于对降水落区和雨强的指示。

为了更好地分析“山竹”强降雨的落区，本文先利用控制试验得到的高分辨率数据，通过垂直螺旋度值与接下来6小时雨量的比对，以期找到在浙江东北部地区用垂直螺旋度诊断分析强降水落区的合理性。图8a（8b）是17日02 时（17日08 时）925 hPa 的垂直螺旋度，图 8c、8d 分别为未来 6 小时降水量。可以看到，浙江东北部垂直螺旋度在10×10-6hPa/s2的区域，接下来6 小时，大多出现了30 mm 以上的短时暴雨。螺旋度和强降水落区有较好的对应关系，可以作为分析“山竹”作用下暴雨落区的物理量。

图8 控制试验17日02时（a）、17日08时（b）925 hPa螺旋度（单位：10-6 hPa/s2）和未来6小时降水量(c、d，单位：mm）c. 17日02—08时；d. 17日08—14时。

选择降水集中的浙江东北部区域（121.3～122.0 °E，29.1～29.6 °N），分析控制试验、敏感性试验（包括no Mangkhut试验、large-Mangkhut试验和small-Mangkhut试验）区域平均垂直螺旋度和区域平均6 小时降水量（图 9）。可以看到，从9月16日08 时—17日20 时，控制试验的垂直螺旋度700 hPa 以下基本为正值，16日 17 时前后开始，对流层中层（700～300 hPa）垂直螺旋度由负转正，17日00时起，中层垂直螺旋度大值区范围明显扩大，17日02—06 时500 hPa 附近垂直螺旋度最大值达16×10-6hPa/s2以上。对比垂直螺旋度与接下来该区域平均降水量，可以看到垂直螺旋度对降水有较好的指示作用，中低层的垂直螺旋度越大，接下来6小时的降水量也越大。

这从large-Mangkhut 试验结果（图9c）也得到了印证。和控制试验相比，large-Mangkhut试验的中低层垂直螺旋度明显增大，尤其在800 hPa以下的低层，垂直螺旋度大多超过12×10-6hPa/s2，接下来6 小时区域平均雨量在20 mm 左右。small-Mangkhut 试验“山竹”缩小后，关注区域垂直螺旋度明显减小，最大的也就8×10-6hPa/s2左右，对应的接下来6 小时雨量也大多在10 mm 左右。no Mangkhut 试验中垂直螺旋度非常小，降水量也很小。

图9 9月16日08时—17日20时控制试验（a）、去除“山竹”试验（b）、“山竹”增大一倍试验（c）、“山竹”减小一半试验（d）121.3～122.0 °E，29.1～29.6 °N区域平均螺旋度（阴影，单位：10-6 hPa/s2）垂直剖面随时间变化同时叠加该区域该时刻之后6小时平均降水量（绿色，右侧纵坐标，单位：mm）

以上分析表明，“山竹”的存在使得浙江东北部大气层垂直螺旋度大，并且“山竹”尺度越大，中低层垂直螺旋度越大。垂直螺旋度的大小对接下来6小时该区域的降雨量有很好的指示作用。

6 结论与讨论

利用云图资料、ERA-Interim 再分析资料和自动站加密资料分析了2018年9月17日前后浙江东北部大暴雨过程的天气形势，后用WRF 模式对此次过程进行了数值模拟，并做了去掉“山竹”、增大“山竹”尺度一倍、缩小“山竹”尺度一半三个敏感性试验，得到以下主要结论。

（1）本次浙江东北部降水过程与台风“山竹”密切相关。形势分析表明，此次强降水主要是由生成在“山竹”外围东北端的对流云团发展引发的，而输送到该区域的偏南气流对降水起了很大作用。

（2）数值试验表明，偏南风的输送与“山竹”是否存在及其大小密切相关。有“山竹”时，偏南风和偏南气流输送到了浙江东北部地区，去掉“山竹”后，偏南风和偏南气流只输送到27 °N 附近。“山竹”尺度越大，输送到浙江东北部的偏南风越大。同时“山竹”的存在，使得浙江东北部区域存在着大范围深厚的高湿区，且“山竹”尺度越大，高湿区越深厚，“山竹”尺度越小，仅低层有高湿区，去掉“山竹”，湿区变弱。

（3）散度分析表明，“山竹”的存在使得低层有明显辐合，高层明显辐散，且“山竹”越大，辐合层明显增高。垂直速度分析表明，“山竹”的存在使得垂直运动旺盛，且“山竹”尺度越大，上升运动越强。

（4）控制试验表明螺旋度和接下来该区域的降水量有较好的对应关系，“山竹”的存在使得浙江东北部大气层垂直螺旋度明显增大，而且“山竹”越大，中低层垂直螺旋度越大。垂直螺旋度的大小对接下来6 小时该区域的降水量有很好的指示作用。