倪鐘萍 王鵬 黃曉龍 曹翔

(1 路橋區(qū)氣象局，浙江 臺(tái)州 318050；2 臺(tái)州市氣象局，浙江 臺(tái)州 318000； 3 樂(lè)清市氣象局，浙江 溫州 325600)

引 言

全球變暖背景下，西北太平洋海域臺(tái)風(fēng)盛行路徑有向西北偏移的趨勢(shì)，臺(tái)風(fēng)盛行路徑的變化可能使我國(guó)南方沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)影響減小，東南沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)影響增加[1-5]。臺(tái)風(fēng)是影響浙江的主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，年均登陸浙江省的臺(tái)風(fēng)頻數(shù)較少(約1個(gè)/a)，但登陸時(shí)強(qiáng)度與其他省相比偏強(qiáng)，從而使臺(tái)風(fēng)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失與死亡人數(shù)接近甚至超過(guò)海南、廣東、福建等臺(tái)風(fēng)登陸頻數(shù)較多的省份[6]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，臺(tái)風(fēng)影響的增加，給浙江當(dāng)前的防臺(tái)減災(zāi)工作帶來(lái)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

2019年臺(tái)風(fēng)“利奇馬”和2004年臺(tái)風(fēng)“云娜”在登陸前期路徑極其相似，且均登陸于浙江省溫嶺市南部沿海，但登陸后路徑出現(xiàn)明顯差異。用風(fēng)雨影響作為主要因子進(jìn)行綜合評(píng)估，“云娜”與“利奇馬”是建國(guó)以來(lái)對(duì)臺(tái)州影響最重的臺(tái)風(fēng)；而根據(jù)臺(tái)風(fēng)給浙江省帶來(lái)的風(fēng)雨強(qiáng)度及影響范圍等綜合評(píng)估，“利奇馬”在1949年以來(lái)登陸浙江的臺(tái)風(fēng)中，致災(zāi)指數(shù)排名第二位，“云娜”致災(zāi)指數(shù)排第五位。兩者既有相似又有差異的臺(tái)風(fēng)均給浙江帶來(lái)明顯的風(fēng)雨影響，但風(fēng)雨分布及極值出現(xiàn)區(qū)域又有明顯的差異。臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、自身結(jié)構(gòu)、路徑、水汽條件、高低空系統(tǒng)配置、環(huán)境場(chǎng)等都會(huì)影響臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的風(fēng)雨分布及風(fēng)雨極值的出現(xiàn)[7-11]。本文主要利用上海臺(tái)風(fēng)所整編的CMA-STI最佳路徑數(shù)據(jù)集及中央臺(tái)臺(tái)風(fēng)定位資料、自動(dòng)站風(fēng)雨資料、美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)逐6 h的FNL全球分析資料(Final Operational Global Analysis, FNL)、溫州站和臺(tái)州站雷達(dá)資料等多源資料，對(duì)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”與“云娜”給浙江帶來(lái)的風(fēng)雨影響進(jìn)行對(duì)比分析，并分析差異形成原因。

1 臺(tái)風(fēng)概況

2019年第09號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”于8月4日14時(shí)(北京時(shí)，下同)在西北太平洋洋面生成，生成后一直向西北方向移動(dòng)，于8月10日01時(shí)45分在浙江省溫嶺市城南鎮(zhèn)登陸，登陸時(shí)中心最低氣壓930 hPa，中心附近最大風(fēng)力16級(jí)(52 m·s-1)，登陸后向北偏西方向移動(dòng)，穿過(guò)浙江省的臺(tái)州、金華、紹興、杭州、湖州等地，于10日22時(shí)離開(kāi)浙江省進(jìn)入江蘇省，繼續(xù)北上(圖1)。受“利奇馬”影響，8月7日20時(shí)—11日20時(shí)全省面雨量170.4 mm，強(qiáng)降水主要在浙東和浙北地區(qū)，雨量最大臺(tái)州311.4 mm；單站極端降水出現(xiàn)在臨海括蒼山837 mm。全省除西南以外大部分地區(qū)出現(xiàn)8級(jí)以上大風(fēng)，其中沿海普遍達(dá)12～14級(jí)，部分地區(qū)有15～17級(jí)，浙東和浙北內(nèi)陸地區(qū)有8～10級(jí)局部11～12級(jí)，最大溫嶺三蒜61.4 m·s-1(17級(jí)以上)；沿海8級(jí)以上大風(fēng)持續(xù)66 h，12級(jí)以上大風(fēng)持續(xù)29 h。

2004年臺(tái)風(fēng)“云娜”于8月8日20時(shí)在菲律賓以東洋面生成，生成后先向北再向西北方向移動(dòng)，于8月12日20時(shí)在浙江省溫嶺市石塘鎮(zhèn)登陸，登陸時(shí)中心氣壓為950 hPa，近中心最大風(fēng)力為14級(jí)(45 m·s-1)，登陸后一直向偏西方向移動(dòng)，先后穿越浙江省的臺(tái)州、溫州、麗水和衢州地區(qū)，于13日11時(shí)進(jìn)入江西省境內(nèi)[12]，繼續(xù)西行(圖1)。根據(jù)浙江省自動(dòng)氣象站降水要素統(tǒng)計(jì)，8月10日20時(shí)至14日20時(shí)全省面雨量99.2 mm，強(qiáng)降水主要在浙江東部和南部，面雨量最大臺(tái)州288.2 mm；測(cè)得雨量最大為浙江樂(lè)清砩頭，8月11日08時(shí)至14日08時(shí)過(guò)程雨量有916.7 mm[13-14]。浙江內(nèi)陸大部分出現(xiàn)8～10級(jí)大風(fēng)，東部沿海出現(xiàn)9～12級(jí)大風(fēng)，臺(tái)州沿海部分地區(qū)14～16級(jí)，最大臺(tái)州大陳58.7 m·s-1(17級(jí))；沿海8級(jí)以上持續(xù)46 h，12級(jí)以上大風(fēng)持續(xù)16 h。

圖1 “利奇馬”(紅實(shí)線)和“云娜”(黑實(shí)線)路徑Fig.1 The tracks of typhoon “Lekima”(red line)and “Rananim”(black line)

以2019年8月10日02時(shí)為分析的登陸時(shí)刻，接近“利奇馬”的實(shí)際登陸時(shí)間——2019年8月10日01時(shí)45分(下同)。對(duì)比分析“利奇馬”與“云娜”帶來(lái)的風(fēng)雨影響，“利奇馬”致浙江整體面雨量比“云娜”多近7成，但“云娜”致單站降水極值大于“利奇馬”；降水分布上，“云娜”的強(qiáng)降水主要集中在浙東和浙南地區(qū)，“利奇馬”的強(qiáng)降水主要集中在浙東和浙北地區(qū)，除麗水、衢州、溫州外，其余各市“利奇馬”期間雨量均比“云娜”期間雨量大(圖2)。時(shí)間分布上，“利奇馬”期間浙江東北部及東部沿海的紹興、寧波、臺(tái)州、溫州地區(qū)登陸前降水多于登陸后，舟山登陸前后雨量相當(dāng)，其他偏內(nèi)陸地區(qū)降水集中在登陸后；而“云娜”除臺(tái)州、紹興登陸前降水較多，舟山登陸前后雨量接近，其余各市降水主要出現(xiàn)在登陸以后。

風(fēng)力方面，浙西北的杭州和湖州地區(qū)，“利奇馬”期間出現(xiàn)的極大風(fēng)比“云娜”期間出現(xiàn)的極大風(fēng)大，其他各市陣風(fēng)強(qiáng)度接近，但由于“利奇馬”期間自動(dòng)站更密集，監(jiān)測(cè)到的各市區(qū)域自動(dòng)站的極端風(fēng)力更強(qiáng)，全省極端大風(fēng)“利奇馬”強(qiáng)于“云娜”，強(qiáng)風(fēng)持續(xù)時(shí)間“利奇馬”長(zhǎng)于“云娜”。

圖2 臺(tái)風(fēng)影響期間各市登陸前、后雨量(單位：mm)：(a)“利奇馬”；(b)“云娜”Fig.2 The area rainfall (unit:mm) before or after landing of typhoon (a) “Lekima” and (b) “Rananim”

2 臺(tái)風(fēng)對(duì)浙江的風(fēng)雨影響差異成因分析

臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的降水和大風(fēng)等臺(tái)風(fēng)天氣，與比較固定的地形因素有關(guān)外，與臺(tái)風(fēng)本身的動(dòng)力條件和結(jié)構(gòu)以及臺(tái)風(fēng)四周的環(huán)境流場(chǎng)有密切關(guān)系。本文主要從臺(tái)風(fēng)自身特征及環(huán)境場(chǎng)特征對(duì)比分析“利奇馬”和“云娜”給浙江帶來(lái)的風(fēng)雨影響差異的原因。

2.1 臺(tái)風(fēng)自身特征差異

“利奇馬”和“云娜”直接登陸浙江，風(fēng)雨影響時(shí)段主要在臺(tái)風(fēng)臨近登陸至移出浙江前后，給浙江帶來(lái)的降水主要為直接降水[15]，直接降水包括臺(tái)風(fēng)眼壁降水、內(nèi)外螺旋雨帶降水、臺(tái)風(fēng)倒槽內(nèi)降水、臺(tái)風(fēng)內(nèi)切變降水及臺(tái)前颮線雨等[16]，臺(tái)風(fēng)本體不同結(jié)構(gòu)部位影響下帶來(lái)的降水分布不同。另外臺(tái)風(fēng)的登陸點(diǎn)、登陸強(qiáng)度、登陸后路徑、影響持續(xù)時(shí)間等都會(huì)影響臺(tái)風(fēng)降水、大風(fēng)的分布和強(qiáng)度。

登陸特征方面(表1)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)都登陸于溫嶺南部沿海，登陸點(diǎn)接近，但“利奇馬”比“云娜”登陸時(shí)強(qiáng)度強(qiáng)：“利奇馬”登陸時(shí)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，“云娜”臺(tái)風(fēng)以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別登陸。

登陸前路徑高度一致，均以西北運(yùn)動(dòng)為主，登陸后路徑出現(xiàn)明顯差異?！袄骜R”登陸后繼續(xù)西北行，“云娜”登陸后轉(zhuǎn)向偏西方向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)臺(tái)風(fēng)移向偏差48.7°?！袄骜R”西北行，穿過(guò)浙江北上，麗水、衢州在臺(tái)風(fēng)路徑左側(cè)，降水相對(duì)較小，風(fēng)力影響也較小，其他地區(qū)位于路徑附近或路徑右側(cè)，受臺(tái)風(fēng)環(huán)流影響，風(fēng)雨都較大?！霸颇取迸_(tái)風(fēng)西行穿過(guò)浙南，受其影響浙江東部和南部降水比浙北大；風(fēng)力上，浙西北離臺(tái)風(fēng)較遠(yuǎn)，影響稍小。

臺(tái)風(fēng)登陸后，受地形摩擦作用，強(qiáng)度減弱快?！袄骜R”登陸后7 h內(nèi)中心氣壓增加42 hPa，10日09時(shí)減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，隨后維持11 h，于10日20時(shí)減弱為熱帶風(fēng)暴，22時(shí)離開(kāi)浙江進(jìn)入江蘇境內(nèi)，在浙江持續(xù)20 h?！霸颇取迸_(tái)風(fēng)登陸后的6 h內(nèi)強(qiáng)度減弱也較快[17]，中心氣壓升高了30 hPa，12日02時(shí)減弱為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，維持強(qiáng)熱帶風(fēng)暴進(jìn)入江西境內(nèi)?！袄骜R”比“云娜”在浙江停滯時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)風(fēng)雨影響時(shí)間更長(zhǎng)。

總體而言，“利奇馬”登陸強(qiáng)度強(qiáng)，登陸后西北行，在浙江滯留時(shí)間長(zhǎng)，利于帶來(lái)全省性狂風(fēng)暴雨天氣，特別是浙東和浙北風(fēng)雨大，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而“云娜”臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)強(qiáng)度也強(qiáng)，登陸后西行，在浙江滯留時(shí)間少于“利奇馬”，主要給浙東、浙南帶來(lái)明顯風(fēng)雨影響，且由于當(dāng)時(shí)的防臺(tái)減災(zāi)條件有限，損失嚴(yán)重[13-14,17]。

表1 “利奇馬”和“云娜”登陸情況及后續(xù)變化Table 1 The landing information of typhoon “Lekima” and “Rananim”

圖3 500 hPa高度場(chǎng)(單位：dagpm)和850 hPa風(fēng)場(chǎng)(單位：m·s-1，陰影表示大風(fēng)區(qū))：(a)“利奇馬”登陸前12 h；(b)“云娜”登陸前12 h；(c)“利奇馬”登陸時(shí)；(d)“云娜”登陸時(shí)Fig.3 The height fields (units:dagpm) at 500 hPa and wind fields (units:m·s-1) at 850 hPa at 12 hours before landing(a, “Lekima”; b, “Rananim”) and at the landing time (c, “Lekima”; d, “Rananim”)

2.2 環(huán)境場(chǎng)對(duì)比分析

臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨大風(fēng)天氣的分布跟臺(tái)風(fēng)路徑有很大關(guān)系，臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)很大程度上受到環(huán)境氣流的引導(dǎo)。

環(huán)境場(chǎng)上，“利奇馬”期間(圖3a、c)，東南側(cè)有“羅莎”阻擋，中高緯環(huán)流經(jīng)向度大，北方低渦槽偏西東移，副熱帶高壓退至海上，脊線在34°N附近，西伸脊點(diǎn)位于125 °E以東，且穩(wěn)定維持，登陸前主要受臺(tái)風(fēng)與副熱帶高壓外圍相互作用下，向西北方向運(yùn)動(dòng)；登陸后西風(fēng)槽已靠近，槽前西南風(fēng)或偏南風(fēng)作用下，轉(zhuǎn)向偏北方向運(yùn)動(dòng)，并逐漸并入西風(fēng)槽中向東北方向移動(dòng)。在影響浙江期間，環(huán)流相對(duì)完整，環(huán)流風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)較為對(duì)稱(chēng)，東北側(cè)與副熱帶高壓接壤處風(fēng)速略大?！霸颇取迸_(tái)風(fēng)期間(圖3b、d)，中高緯是較平直的緯向環(huán)流，副熱帶高壓一直橫亙于臺(tái)風(fēng)北邊，阻礙了臺(tái)風(fēng)的北行，臺(tái)風(fēng)與副熱帶高壓的擠壓作用，在臺(tái)風(fēng)環(huán)流北側(cè)產(chǎn)生大風(fēng)區(qū)，臺(tái)風(fēng)路徑右側(cè)對(duì)流明顯，不對(duì)稱(chēng)風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)使臺(tái)風(fēng)西行分量大，引導(dǎo)其向偏西方向運(yùn)動(dòng)。

許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)不同半徑范圍內(nèi)，多層權(quán)重平均的引導(dǎo)氣流對(duì)臺(tái)風(fēng)移速有較好的解釋作用，也能反應(yīng)突變路徑移向、移速的變化[18-22]。由臺(tái)風(fēng)中心位置計(jì)算得到的臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度進(jìn)行對(duì)比分析(圖4)，發(fā)現(xiàn)前期兩個(gè)臺(tái)風(fēng)移速接近，登陸前后移速相差大，且移速變化有明顯差異。臺(tái)風(fēng)“利奇馬”在登陸前24 h開(kāi)始移速突然下降，登陸前后維持4～5 m·s-1左右(即15 km·h-1左右)的移速在溫嶺登陸后緩慢北上，登陸后18 h移速才迅速增加，在浙江停滯時(shí)間長(zhǎng)。而“云娜”臺(tái)風(fēng)登陸前24 h移速增加迅速，登陸前6 h至登陸后24 h內(nèi)持續(xù)減速，但登陸前后總的移動(dòng)速度比“利奇馬”快，在浙江維持時(shí)間比“利奇馬”短。

圖4 臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度(單位：m·s-1，T表示登陸時(shí)刻)Fig.4 The moving speed of typoon(unit:m·s-1, T denotes the landing time)

計(jì)算臺(tái)風(fēng)周?chē)?個(gè)緯距半徑內(nèi)850～300 hPa權(quán)重平均的引導(dǎo)氣流(圖5)，發(fā)現(xiàn)深層的引導(dǎo)氣流均能較好的反應(yīng)出臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)?！袄骜R”路徑前期，引導(dǎo)氣流能反應(yīng)出臺(tái)風(fēng)向西、向北分量的快速增大，臺(tái)風(fēng)主要受副熱帶高壓外圍的引導(dǎo)作用向西北方向運(yùn)動(dòng)；登陸前18 h至登陸后18 h，引導(dǎo)氣流能反應(yīng)出西行分量的減小，向北分量的逐漸增加，主要是由于西風(fēng)槽靠近，臺(tái)風(fēng)在登陸后逐漸并入西風(fēng)槽中，且副熱帶高壓一直位于臺(tái)風(fēng)東側(cè)，偏北分量增加?！霸颇取迸_(tái)風(fēng)在登陸前60 h至登陸前6 h，引導(dǎo)氣流總體能反應(yīng)出臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)變化情況，副熱帶高壓南側(cè)偏東風(fēng)的引導(dǎo)作用明顯，其中緯向上能反映出臺(tái)風(fēng)臨近登陸時(shí)向西運(yùn)動(dòng)的突然增加，但向北運(yùn)動(dòng)的突然減小并不能很好的反應(yīng)出來(lái)。

2.3 水汽條件和垂直運(yùn)動(dòng)條件對(duì)比

暴雨的產(chǎn)生需要充足的水汽、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。計(jì)算各層水汽通量散度，發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)水汽通量輻合中心在低層，因此分析925 hPa的水汽通量和水汽通量散度演變情況(圖6)，“利奇馬”在西北行靠近大陸的時(shí)候合并了南海東部的低渦(圖6a)，吸收了水汽，水汽通量輻合中心在臺(tái)風(fēng)中心四周，8日02時(shí)開(kāi)始浙江沿海有弱的水汽通量輻合，東部沿海開(kāi)始有弱降水，至9日14時(shí)，水汽通量輻合加強(qiáng)，浙南沿海有輻合中心，9日20時(shí)，隨著臺(tái)風(fēng)靠近，本體環(huán)流影響，浙江全省水汽充足，登陸時(shí)水汽通量輻合中心位于臺(tái)風(fēng)右側(cè)的浙中浙北地區(qū)，登陸后水汽主要集中于臺(tái)風(fēng)中心附近及前進(jìn)方向的前方，浙南水汽明顯減少，降水隨即減弱。臺(tái)風(fēng)“云娜”8月12日02時(shí)開(kāi)始沿海有弱的水汽通量輻合，水汽通量輻合中心在臺(tái)風(fēng)的北側(cè)，從登陸前12 h至登陸后深入內(nèi)陸，水汽通量輻合中心一直位于臺(tái)風(fēng)移動(dòng)方向的前方，而浙北地區(qū)處于東北氣流中，水汽通量輻合弱，降水較少，寧波及浙東浙南地區(qū)降水較多。另外“利奇馬”水汽通量輻合中心強(qiáng)度比“云娜”強(qiáng)，水汽更充沛，平均雨量大。

臺(tái)風(fēng)登陸浙江中部，本體環(huán)流影響，“利奇馬”從8月8日08時(shí)開(kāi)始沿海出現(xiàn)東北風(fēng)急流，帶來(lái)西太平洋水汽，登陸后北上，浙江上空出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)風(fēng)急流，至8月12日08時(shí)急流減弱，急流存在96 h。“云娜”臺(tái)風(fēng)從8月11日14時(shí)開(kāi)始外圍環(huán)流影響浙江沿海，出現(xiàn)東北風(fēng)急流，隨著臺(tái)風(fēng)登陸后西進(jìn)，浙江上空東北風(fēng)急流轉(zhuǎn)為東南或偏南風(fēng)急流，至8月14日14時(shí)東南風(fēng)急流減弱，急流存在近72 h。急流的長(zhǎng)時(shí)間維持，有利于水汽的輸送。

分析中層垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)現(xiàn)，不管是“利奇馬”還是“云娜”臺(tái)風(fēng)，其前進(jìn)方向前側(cè)和路徑右側(cè)往往有強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)(圖略)，出現(xiàn)于強(qiáng)的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)中。水汽通量輻合區(qū)配合有強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，易產(chǎn)生暴雨天氣。

圖5 臺(tái)風(fēng)移動(dòng)速度(實(shí)線)和5°范圍內(nèi)多層權(quán)重平均的引導(dǎo)氣流(虛線)的緯向分量(Cx，單位：m·s-1; a，“利奇馬”；b，“云娜”)和經(jīng)向分量(Cy，單位：m·s-1；c, “利奇馬”；d，“云娜”)Fig.5 The zonal Cx and meridional Cy components of the TC moving speed(solid) and the corresponding steering (dashed) calculated between850 and 300 hPa over a circle centered at the TC center with a radius of 5°: the Cx of (a)“Lekima” and (b)“Rananim”;the Cy of (c)“Lekima” and (d)“Rananim”

圖6 925 hPa水汽通量(流線，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1)和水汽通量輻合(陰影，單位：10-6g·cm-2·hPa-1·s-1)分布:(a)“利奇馬”登陸前42 h；(b)“利奇馬”登陸時(shí)刻；(c)“利奇馬”登陸后12 h；(d)“云娜”登陸前12 h；(e)“云娜”登陸時(shí)刻；(f)“云娜”登陸后12 hFig.6 The distribution of vapor flux(stream line, unit: g·cm-1·hPa-1·s-1) and vapor flux convergent(10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1) at 925 hPa:(a)42 hours before Lekima’s landing; (b)Lekima’s landing time; (c)12 hours after Lekima’s landing; (d)12 hours before Rananim’s landing;(e) Rananim’s landingtime; (f) 12 hours after Rananim’s landing

2.4 極端風(fēng)雨對(duì)比分析

登陸臺(tái)風(fēng)“利奇馬”和“云娜”帶來(lái)的極端降水大風(fēng)天氣主要在沿海地區(qū)。2004年臺(tái)風(fēng)“云娜”期間氣象自動(dòng)站較稀疏，氣象站測(cè)得雨量極值為黃巖沙埠的453.5 mm(圖7b)，結(jié)合樂(lè)清砩頭水文站(F:28.38°N,121.02°E)監(jiān)測(cè)到過(guò)程雨量極值916.7 mm；2019年臺(tái)風(fēng)“利奇馬”期間，全省自動(dòng)站密度已較高，測(cè)得雨量極值為臨海括蒼山氣象站(K:28.82°N,120.93°E)過(guò)程雨量837 mm(圖7a)。

圖7 “利奇馬”(a，黑點(diǎn)K表示括蒼山)和“云娜”(b，黑點(diǎn)F表示砩頭附近)期間浙江省過(guò)程雨量(單位：mm)Fig.7 The precipitation (unit: mm) during (a)“Lekima” and (b)“Rananim” (point K denote Mountain Kuocang and point F denote Futou)

由逐小時(shí)雨量(圖8a)可見(jiàn)，“利奇馬”帶來(lái)的極端降水，雨量登陸前大于登陸后，括蒼山站持續(xù)降水出現(xiàn)時(shí)間較早，登陸前17 h就已較明顯，登陸前8 h明顯增強(qiáng)，雷達(dá)圖上(圖10a)可見(jiàn)登陸前17 h有明顯的塊狀回波位于臺(tái)州地區(qū)，且對(duì)流發(fā)展較旺盛，持續(xù)強(qiáng)降水主要集中在登陸前8 h至登陸后5 h，臺(tái)風(fēng)中心靠近括蒼山，此段時(shí)間括蒼山一直處于臺(tái)風(fēng)第一象限，降水相對(duì)集中。接近括蒼山地區(qū)的(28.5°N,121°E)的垂直剖面圖上(圖9a)，登陸前后水汽充足，濕層深厚，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，對(duì)流發(fā)展旺盛，登陸后6 h，垂直運(yùn)動(dòng)升至對(duì)流層頂，最強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)在250 hPa附近，達(dá)-4.4 Pa·s-1，充足的水汽和強(qiáng)的抬升條件配合，出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水。但登陸前后5 h內(nèi)是一個(gè)相對(duì)低值區(qū)，此時(shí)括蒼山處于螺旋雨帶與臺(tái)風(fēng)眼壁回波的空擋區(qū)，降水稍有減弱；登陸后2～4 h，即10日04—06時(shí)，臺(tái)風(fēng)中心位于括蒼山地區(qū)，地形摩擦造成臺(tái)風(fēng)填塞減弱，大量的水汽輻合上升形成短時(shí)降水，有強(qiáng)降水回波一直停滯于括蒼山上空，2 h雨量近160 mm。至登陸6 h后臺(tái)風(fēng)中心移至括蒼山西北部，低層轉(zhuǎn)西南風(fēng)，中高層偏南風(fēng)，降水迅速減弱，“利奇馬”期間括蒼山強(qiáng)降水主要是靠近臺(tái)風(fēng)中心加上地形作用，降水增幅。

“云娜”登陸前，由于其非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，第二象限雨帶沒(méi)有“利奇馬”發(fā)展旺盛(圖10b)，砩頭站降水登陸后多于登陸前，登陸前8 h才開(kāi)始出現(xiàn)較明顯降水，持續(xù)性強(qiáng)降水集中在登陸前4 h至登陸后10 h。接近砩頭地區(qū)的(28.5°N,121°E)的垂直剖面(圖9b)上，登陸時(shí)刻上空中層有干層，垂直上升運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱，最大垂直上升出現(xiàn)在800 hPa附近，達(dá)-1.2 Pa·s-1。整點(diǎn)最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在登陸后7～8 h時(shí)段，此時(shí)臺(tái)風(fēng)中心已在麗水境內(nèi)，中低層偏南急流與東南風(fēng)急流在樂(lè)清附近產(chǎn)生輻合，“云娜”西進(jìn)時(shí)，東南急流與北雁蕩山形成較大的夾角，暖濕氣流強(qiáng)迫抬升作用十分明顯[23]，帶狀回波在樂(lè)清附近造成列車(chē)效應(yīng)，使砩頭產(chǎn)生小時(shí)雨強(qiáng)接近90 mm的短時(shí)強(qiáng)降水天氣；臺(tái)風(fēng)登陸西行12 h后，砩頭上空轉(zhuǎn)偏南風(fēng)，風(fēng)速減弱，水汽和垂直運(yùn)動(dòng)都明顯減弱，降水減弱。

圖8 (a)“云娜”期間砩頭(藍(lán)柱)和“利奇馬”期間括蒼山(紅柱)的逐小時(shí)雨量(單位： mm)和(b)“云娜”期間大陳站(藍(lán)柱)和“利奇馬”期間三蒜站(紅線)的小時(shí)極大風(fēng)速(單位：m·s-1)Fig.8 (a) Hourly extreme precipitation (unit:mm) of the station during “Lekima”(red) and “Rananim”(blue) and the hourly extremewind speed(unit:m·s-1) per hour during “Lekima”(red) and “Rananim”(blue)

圖9 (28.5°N,121°E)上空風(fēng)場(chǎng)、相對(duì)濕度場(chǎng)(陰影≥80%)和垂直運(yùn)動(dòng)場(chǎng)(紅線,單位：Pa·s-1)的時(shí)間剖面:(a)“利奇馬”;(b)“云娜”Fig.9 The section of the wind field, relative humidity field and vertical field(red, unit: Pa·s-1)at (28.5°N,121°E) of (a)“Lekima” and (b)“Rananim”

圖10 組合反射率(單位：dBZ)：(a)臺(tái)州雷達(dá)2019年8月9日08時(shí)；(b)溫州雷達(dá)2004年8月12日05時(shí)08分；(c)臺(tái)州雷達(dá)2019年8月9日22時(shí)46分；(d)溫州雷達(dá)2004年8月12日19時(shí)12分Fig.10 The composite reflectivity (unit: dBZ) of (a) Taizhou Radar at 08∶00 BST on 9 August,2019, (b)Wenzhou Radar at05∶08 BST on 12 August, 2004, (c)Taizhou Radar at 22∶46 BST on 9 August, 2019, and (d)Wenzhou Radar at 19∶12 BST on 12 August, 2004

“利奇馬”影響下三蒜站極端大風(fēng)(圖8b)出現(xiàn)在登陸后的10日02時(shí)05分，此時(shí)離臺(tái)風(fēng)中心約24 km，并非離臺(tái)風(fēng)中心最近距離(10日01時(shí)兩者距約14 km)，風(fēng)向轉(zhuǎn)西南風(fēng)，登陸后隨著臺(tái)風(fēng)維持強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級(jí)別北上，維持長(zhǎng)時(shí)間的8級(jí)以上大風(fēng)?！霸颇取迸_(tái)風(fēng)帶來(lái)的極端大風(fēng)出現(xiàn)在登陸前的12日15時(shí)21分，東北偏北風(fēng)。風(fēng)力和極端大風(fēng)的出現(xiàn)跟臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度有很大關(guān)系，也跟海島及海岸位置、環(huán)境流場(chǎng)與臺(tái)風(fēng)環(huán)流擠壓下產(chǎn)生的氣壓梯度有關(guān)[24-26]?！袄骜R”臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)強(qiáng)于“云娜”，且三蒜位于溫嶺南端，離臺(tái)風(fēng)中心更近，產(chǎn)生的極端大風(fēng)更強(qiáng)。

圖11 溫州雷達(dá)0.5°仰角的徑向速度(單位：m·s-1)：(a)2019年8月10日02時(shí)05分；(b)2004年8月12日15時(shí)38分Fig.11 The radial velocity (unit:m·s-1) of Wenzhou Radar with 0.5° elevation at： (a)02∶05 BST on 10 August, 2019and (b)15∶38 BST on 12 August, 2004

臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的風(fēng)速極值也可以從雷達(dá)上觀測(cè)到。“利奇馬”和“云娜”臺(tái)風(fēng)登陸期間多普勒雷達(dá)速度產(chǎn)品均出現(xiàn)了速度模糊，從人工解模糊后的判斷看，三蒜站出現(xiàn)極大風(fēng)時(shí)(10日02時(shí)05分，圖11a)，臺(tái)風(fēng)已登陸，多普勒速度0.5°仰角產(chǎn)品上速度中心位于溫嶺地區(qū)，速度產(chǎn)品上的極值區(qū)域位于黃巖樂(lè)清交界，相應(yīng)的臺(tái)風(fēng)中心的極值區(qū)域位于臺(tái)風(fēng)中心為圓心、到黃巖樂(lè)清交界地區(qū)為半徑的圓環(huán)上，三蒜大致經(jīng)過(guò)該圓環(huán)區(qū)域，加上海島地理位置的關(guān)系等，出現(xiàn)極端大風(fēng)。

臺(tái)風(fēng)“云娜”登陸前后多普勒速度0.5°仰角產(chǎn)品紫色區(qū)域面積較大(圖11b)，對(duì)速度場(chǎng)的分析判斷有較大影響，很難確定速度產(chǎn)品上最大速度出現(xiàn)的確切時(shí)間，得出的能識(shí)別的最大速度點(diǎn)大致出現(xiàn)在15時(shí)38分的溫嶺沿海，相應(yīng)的最大速度應(yīng)該在以臺(tái)風(fēng)中心為圓心，到最大值位置為半徑的圓環(huán)上，大陳站大致也在該圓環(huán)區(qū)域。

3 結(jié)論

2019年臺(tái)風(fēng)“利奇馬”和2004年臺(tái)風(fēng)“云娜”同登陸于浙江溫嶺南部沿海，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度強(qiáng)、范圍大，破壞力極強(qiáng)，給浙江造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。但兩個(gè)臺(tái)風(fēng)自身特征、環(huán)境場(chǎng)等有明顯差異，給浙江帶來(lái)的風(fēng)雨影響及產(chǎn)生的極端降水、大風(fēng)天氣也有不同特點(diǎn)。

(1)對(duì)比“利奇馬”與“云娜”帶來(lái)的風(fēng)雨影響，“利奇馬”給浙江帶來(lái)的整體面雨量比“云娜”多，但“云娜”的單站降水極值比“利奇馬”的大；“利奇馬”期間浙江東北部及東部沿海地區(qū)登陸前降水比登陸后降水多，其他偏內(nèi)陸地區(qū)的降水集中在登陸后，而“云娜”除臺(tái)州、紹興登陸前降水較多，舟山登陸前后雨量接近，其他各市降水主要出現(xiàn)在登陸以后。風(fēng)力方面，全省極端大風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)持續(xù)時(shí)間“利奇馬”均高于“云娜”。

(2)臺(tái)風(fēng)登陸強(qiáng)度、登陸后路徑、登陸后強(qiáng)度情況及滯留時(shí)間直接影響風(fēng)雨分布?！袄骜R”登陸強(qiáng)度強(qiáng)，登陸后西北行，在浙江滯留時(shí)間長(zhǎng)，利于帶來(lái)全省性狂風(fēng)暴雨天氣，特別是在浙東、浙北風(fēng)雨較大。而臺(tái)風(fēng)“云娜”登陸時(shí)強(qiáng)度較“利奇馬”稍弱，登陸后西行，在浙江滯留時(shí)間少于臺(tái)風(fēng)“利奇馬”，風(fēng)雨影響明顯地區(qū)為浙東、浙南。

多層權(quán)重平均的引導(dǎo)氣流能反應(yīng)臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)，“利奇馬”前期是臺(tái)風(fēng)與副熱帶高壓外圍相互作用產(chǎn)生的東南風(fēng)引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)向西北方向運(yùn)動(dòng)并登陸，隨著西風(fēng)槽東移，臺(tái)風(fēng)并入西風(fēng)槽中繼續(xù)偏北方向移動(dòng)，加上水汽條件好，帶來(lái)全省范圍的降水。臺(tái)風(fēng)“云娜”期間，副熱帶高壓一直居于臺(tái)風(fēng)北側(cè)，臺(tái)風(fēng)與副熱帶高壓的擠壓作用使臺(tái)風(fēng)環(huán)流產(chǎn)生東南偏東風(fēng)大風(fēng)區(qū)，引導(dǎo)臺(tái)風(fēng)西行分量增加，而水汽通量輻合區(qū)位于臺(tái)風(fēng)前進(jìn)方向，浙東浙南有較強(qiáng)降水。

(3)“利奇馬”期間，括蒼山雨量達(dá)到極值，主要受臺(tái)風(fēng)中心附近強(qiáng)降水回波停滯影響?！霸颇取逼陂g，砩頭雨量達(dá)到極值，主要是由于臺(tái)風(fēng)西行后，西南風(fēng)與東南風(fēng)輻合產(chǎn)生的強(qiáng)降水回波的列車(chē)效應(yīng)。“利奇馬”登陸時(shí)強(qiáng)于“云娜”，且三蒜位于溫嶺南端，離臺(tái)風(fēng)中心更近，產(chǎn)生的極端大風(fēng)更強(qiáng)。雷達(dá)產(chǎn)品能夠反應(yīng)出極端降水和極端大風(fēng)的情況。