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一次秋季台风暴雨的机制研究

张程明  
【摘要】:秋季台风暴雨往往会给人民生命财产造成无法估量的损失,因此加强秋季台风暴雨机制的研究具有重要现实意义。秋季台风最主要的两个特点是:1、有冷空气入侵到台风之中;2、由于副高脊线位置相对偏北,副高边缘水汽输送带有其特殊性。0716号“罗莎”超强台风是典型的秋季台风。本文利用1°×1°NCEP全球再分析资料、常规地面和区域中尺度自动站雨量资料及其它资料,详细分析了“罗莎”台风的活动规律、降水分布和造成我国东部地区大面积暴雨的可能原因;通过对多种物理量的综合诊断分析,特别是湿位涡、螺旋度和非地转湿Q矢量的诊断分析,探讨了“罗莎”台风暴雨形成的机制,得到了一些有规律性的东西,希冀能在实际台风预报工作中有所裨益。通过本文分析得到以下结论: (1)通过常规和区域自动站雨量资料分析发现“罗莎”在大陆降水呈现:二次登陆台湾宜兰之前、二次登陆台湾宜兰到再次登陆大陆、登陆大陆后到冷空气开始影响、与冷空气结合等4个阶段。降水集中期主要在第二、第三阶段和第四阶段前半段。 (2)“罗莎”台风影响大陆期间,处于鞍形环流形势场中,使其移动路径复杂,影响大陆时间相对较长,这是造成其暴雨范围广和累计雨量大的大尺度背景条件;从南海、台湾东部、华东沿海始终存在着一条绵延上千公里的水汽输送带,850hpa大于20克/(秒·百帕·厘米)的强水汽通量区稳定在华东东部地区,这些是“罗莎”台风持续大范围暴雨的必要条件;暴雨区有利的垂直上升运动、底层辐合和高层辐射、持续稳定的正涡度配置对强降水的发展与维持非常有利;台风影响后期,冷空气与“罗莎”的结合,在浙江北部地区出现锋生,造成浙江北部大范围暴雨。 (3)850hpa湿位涡负值中心的大小与台风的强度呈反相关,MPV负值中心越小台风强度越强;MPV负值中心的移动对台风的移动有较好的指示作用,一般有6小时的提前量。 (4)通过与无明显冷空气影响的“莫拉克”台风湿位涡场的对比分析发现,暴雨区一般位于MPV负值区内;当有冷空气侵入时,暴雨区位于低层湿位涡的正值梯度最大区。 (5)对“罗莎”MPV1和MPV2分析发现:没有冷空气影响时,暴雨区位于MPV1负值区内、MPV2正值区内;而有冷空气影响后,暴雨区位于MPV1正值梯度最大区、MPV2负值区内梯度密集区中。·MPV1对MPV的贡献起主要作用。 (6)台风的发生、发展其本质是一种螺旋性结构的建立与发展过程,因此通过分析螺旋度的演变可以研究台风的演变情况。850hpa螺旋度大值中心随着台风中心位置的改变而改变,实况雨区与螺旋度大值区配合较好。 (7)低层850hpa非地转湿Q矢量散度负值中心区随时间演变与“罗莎”降水区的演变相对应,任意时次的非地转湿Q矢量散度负值中心区的大小和其后6h强降水强度存在正相关,利用湿Q矢量散度的这种特点可以用来制作强降水落区预报;与低层800hpa以下湿Q矢量散度负值中心相对应的高层200hpa湿Q矢量散度正值中心越大,则未来6h该负值中心所在纬度处的降水越强,两者存在一定的正相关。


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