青岛机场一次台风外围暴雨天气分析

刘 曦，刘 源，贺晓霞

中国民用航空 青岛空中交通管理站，山东青岛 266300

台风外围暴雨是台风暴雨的主要形式之一，孙建华等[1]研究表明，台风与西风槽远距离相互作用产生的大暴雨约占华北大暴雨的32.2%。杨晓霞等[2]研究表明，在华南沿海登陆和活动的热带气旋与西风带环流系统和副热带高压相互作用，在山东造成的暴雨年均2.5次，且暴雨的范围广、强度大。丛春华等[3]利用多年中国地面基准站日降水资料和NCEP/NCAR再分析等资料统计显示，环渤海地区和川陕交界处为中国热带气旋远距离暴雨高发区。当台风外围环流或倒槽遇上急流、西风槽等西风带系统时，往往会出现暴雨天气[4-5]。此类暴雨一般比台风本身环流的降水大得多。另外，冷空气也是产生台风外围暴雨的重要因素，有时台风与西风带系统结合并不明显，但若有小股冷空气配合也可以产生暴雨天气[6]。

2020年的8号台风“巴威”沿我国东部洋面北上，8月26日受台风倒槽影响，青岛地区出现局地暴雨天气过程，以多普勒天气雷达资料为主，结合葵花8卫星云图、常规天气资料，结合青岛地形因素，分析了此次出现在青岛机场的台风外围暴雨天气过程。

1 天气过程概述

2020年8月25日12:00（协调世界时，下同）山东半岛沿海地区开始有分散性的弱对流云团生成发展并向偏北方向移动，青岛机场受其影响出现小雨，短时中雨天气；14:00半岛西南部沿海开始有东北—西南向带状对流云系生成发展并向偏北方向移动，移动过程中逐渐加强，从青岛机场以西10 km处移过，本场于15:46闻雷直至17:45，但对流回波未覆盖本场；21:30台风外围的主雨带已经移至青岛管制区西北部，青岛地区又开始有分散性的对流云团生成发展并向西北方向移动；25日22:00青岛崂山山区北部开始出现较强的局地对流回波并向西北方向移动，青岛机场北部出现短时强降水天气，26日00:00后青岛崂山山区东南部迎风坡开始出现强对流回波并向西北方向青岛机场移动，受其影响，本场00:15开始出现降水，00:28开始雨势明显加强，以中到大雨为主，一直持续至04:19才完全转为小雨；06:30青岛崂山东部迎风坡又开始出现中等强度的对流回波并向偏西方向移动，移动过程中逐渐加强；07:27本场受其影响又出现中到大雨的降水，直至09:22完全转为小雨天气；10:11台风外围雨带彻底移出本场，青岛机场此次暴雨降水过程结束（雷达回波图详见图1）。25日青岛机场降水量7.9 mm，26日本场降水量119.3 mm，达到大暴雨量级。26日01:00～02:00小时降水量40.7 mm，00:00～03:00降水量高达74.8 mm。

图1 8月25日22:00～26日06:30雷达图

2 天气形势分析

2.1 大尺度环流形势分析

25日12:00 500 hPa天气图显示2020年第8号台风“巴威”（强台风级）中心位于上海以东洋面，未来台风缓慢向偏北方向移动，副高588线在台风北上的挤压下退至日韩地区，我国中部地区有一宽广的冷槽维持，山东半岛地区处于584线西侧的西南气流控制，700 hPa和850 hPa天气形势类似，台风外围环流已经控制华东中部沿海地区，自华北地区移至山东半岛地区的冷槽由于受到台风环流的阻挡作用，开始向倒槽转变。由此可见，25日夜间随着台风的持续北上，山东半岛南部开始逐渐处于台风外围环流控制，台风外围环流带来的暖湿空气与山东半岛地区低层冷槽带来的弱冷空气交汇，于半岛南部沿海形成了带状对流回波，并在台风外围环流的引导下，向偏北方向移动，给本场带来了1次雷雨天气过程。

26日00:00 500 hPa天气图显示2020年第8号台风“巴威”（强台风级）中心位于江苏南部以东洋面，未来台风仍缓慢向偏北方向移动，副高588线变化不大，我国中部地区冷槽依旧维持，584线东退至山东半岛以东洋面，700 hPa和850 hPa天气形势类似，台风外围环流开始控制山东南部沿海地区，山东半岛的台风倒槽始终维持在山东半岛南部，略有西移。由此可见，26日白天台风外围环流的暖湿空气和高层冷槽带来的冷空气交汇于山东中部地区，形成大范围长时间的台风外围主雨带。青岛地区主要出于台风外围环流控制，受台风倒槽影响，26日上午在青岛沿海地区持续生成对流云团，向西北方向移动，并在移动过程中发展加强，本场受此影响，26日白天将出现持续性的强降水天气过程。

2.2 卫星云图分析

图2、图3为26日00:00和02:00 True Color可见光全波段合成影像图。从图中可以看到2020年第8号台风“巴威”中心位于东海上空，00:00台风最外围的螺旋云带已经移动到山东半岛南部沿海地区，并且在台风持续北上的过程中向西北方向移动，即将影响青岛机场。02:00台风外围的螺旋云带已经开始覆盖青岛北部地区（包括青岛流亭机场），此时正是青岛机场出现强降水天气的时段。26日下午台风中心开始进入黄海海域，从卫星云图上来看，青岛地区上空台风外围云系转为向偏西方向移动，对青岛地区的影响基本结束。总体而言，从卫星云图上可以到今2020年的8号台风“巴威”的外围云系是青岛机场26日白天出现强降水天气的主要因素。

图2 08月26日00:00可见光卫星云图

图3 08月26日02:00可见光卫星云图

2.3 物理量诊断分析

8月25日12:00青岛站（54857）的温度对数压力图（图4）显示青岛地区对流有效位能CAPE值为531 J/kg，湿层较厚，K指数40，SI指数-1.65。这在一定程度上有利于强对流天气的发生，这也是25日夜间在青岛管制区西南部带状对流回波生成后，在北移过程中强度维持，青岛机场25日15:46出现近2 h的干雷天气。

图4 8月25日12:00青岛温度对数压力图

8月26日00:00青岛站（54857）温度对数压力图（图5）显示青岛地区对流有效位能CAPE为725 J/kg，低层湿层显著，K指数29，SI指数1.45，相较于前一日来看26日白天出现雷暴的可能性较小，但由于对流有效位能还是较大，有利于出现短时强降水天气。

对比分析一下25日12:00和26日00:00山东地区的水汽状况，25日12:00青岛地区比湿达到16 g/kg，但水汽通量[4 g/（cm2·s）]和水汽通量散度[-6 g/（cm2·hPa·s）]不佳。这表明青岛地区本地水汽较好，但水汽输送条件不佳，不利于出现持续性的降水天气；而到26日00:00青岛地区比湿虽略有下降（13 g/kg），但水汽通量[10 g/（cm2·s）]和水汽通量散度[-26 g/（cm2·hPa·s）]都表明：由于受海上台风环流的影响，低层水汽源源不断地从黄海向青岛地区输送并辐合，十分有利于青岛地区出现强降水天气。

2.4 地形抬升作用

25日12:00至26日12:00，青岛市除平度市由于受到台风外围主雨带的影响，全市普降暴雨至大暴雨，青岛其他地区降雨分布局地性明显，青岛市区大多自动站降雨量级为小雨，个别达到中雨级别，而崂山区、城阳区和即墨区降水差异极大，尤其是即墨区的南泉镇（351.5 mm）和大信镇（287.2 mm）都达到特大暴雨级别，城阳区降雨量最大的站点世纪公园（166.7 mm）是距离青岛流亭机场最近的站点。

青岛自动站逐时降雨量显示在青岛机场出现短时强降雨的时段（26日01:00～02:00，02:00～03:00，07:00～08:00），距离青岛流亭机场最近的站点世纪公园也分别出现64.5、39.1和18.8 mm的短时强降雨天气，而且在前一个时次分别在崂山中部和崂山东北部出现局部的降雨量大值站点。通过逐时降雨量，并结合雷达图分析来看，26日青岛即墨区和城阳区局地（包括流亭机场）出现的大暴雨至特大暴雨天气与崂山地形对于台风环流的抬升是密不可分的。26日上午青岛地区处于台风外围东南环流的控制，水汽在崂山东南部迎风坡凝结成云并向西北方向发展移动；26日下午随着台风北上，青岛低层处于台风外围偏东环流的控制，水汽在崂山东北部迎风坡凝结成云并向偏西方向发展移动；26日夜间青岛地区转为台风外围东北气流，崂山地形抬升作用消失，青岛地区的降水也基本结束。

3 结束语

2020年8月25—26日青岛机场出现的暴雨天气过程，事后总结分析应重点关注以下3点。

（1）台风外围环流背景是青岛机场出现此次暴雨天气的主要因素。虽然台风外围环流带来的暖湿空气和冷空气交汇于山东中部地区，形成大范围长时间的主雨带，但青岛地区受台风倒槽的影响，持续有对流云团生成，并且在向西北方向移动的过程中加强发展。尤其是由于青岛崂山山区地形造成的迎风坡效应，使得包括青岛机场在内的青岛城阳区和即墨区局地出现大暴雨，甚至特大暴雨天气。事前预报员对崂山特殊的地形作用认识不够深入和全面。

（2）25日夜间青岛地区水汽含量条件较好，但水汽输送和水汽辐合条件一般，因此26日夜间青岛机场降雨量只有7.9 mm；26日早上青岛地区水汽含量略有下降，但仍有13 g/kg，水汽输送和水汽辐合明显加强，尤其是水汽通量散度达到-26 g/（cm2·hPa·s），均有利于青岛地区出现持续性的强降水天气，最后26日青岛机场降雨量高达119.3 mm。

（3）航空气象预报员要善于利用气象局自动站观测资料，及时掌握上游测站的降水情况，以便进一步修订预报结论。此次暴雨天气过程中，本场出现中到大雨天气前，上游测站降水量已经有一定的表现，进而对本场的降水强度预报有一定的指导意义。