“苏力”台风不对称降水分析

“苏力”台风不对称降水分析

关键词:副热带高压不对称结构涡度平流辐散尾流降水

1、前言

2013年第7号强热带风暴“苏力”,于7月8日08时在菲律宾以东洋面上生成,生成后基本以西北偏西的路径向台湾东部沿海靠近,强度略有减弱,登陆台湾后强度略有减弱,取西南偏西路径穿过台湾岛北端于13日08时进入台湾海峡,同时路径出现明显北折,逐渐向我省北部沿海靠近,于13日16时在连江黄岐半岛再次登陆。“苏力”给我市带来严重的风雨影响,其影响特点有:1、“半边风半边雨”,即强风区位于台风路径北侧,强降水区位于台风路径南侧,降水落区出现了明显的不对称;2、回南风强度强、出现晚,强度强于登陆前的北风,出现在登陆后3小时。3、短时强降水强度弱,最大雨强仅37.7毫米/小时。

福建特殊的地形,尤其是闽东北沿海西高东低的地形特征,使得其成为著名的台风暴雨中心【1】,常给该地区带来严重的经济损失,甚至是人员伤亡,所以研究各个不同类型的台风对闽东北地区所产生的风雨影响,具有一定的社会价值与经济价值。

2、降水的时空分布特征

“苏力”台风给我市带来严重的风雨影响,其降水特点为南多北少,表现为明显的不对称。在我市产生的降水还表现为短时强降水强度弱,最大雨强仅37.7毫米/小时。

统计12日20时-14日20时的过程雨量,全市122个区域自动站中,超过80毫米的有41个站,超过100毫米的有23个站,超过150毫米的有4个站,以柘荣乍洋的184.8毫米为最大。

3、不对称降水的成因分析

3.1环流分析

3.1.1预报场与实况场对比分析

图1显示了EC500hPa预报场与实况的对比,由图1可以看出,前期“苏力”西行阶段,副高位置整体稳定少动,“苏力”在副高南侧引导气流的作用下,整体以西北偏西方向的路径移动,在向台湾逐渐靠近的过程中,虽然移速有所起伏,但是路径变化不明显。

图1500hPaEC预报场与实况对比图

在“苏力”登陆台湾岛之前,各个模式预报场与实况基本吻合,尤其是以EC预报场为例,前期预报路径与实况路径较为一致,切预报误差较为稳定,故在后期的预报分析中主要采用了EC的预报,并且综合考虑了T639、GFS以及FJ-WRF等各家模式的预报。在登陆前后,各个模式预报副高东退南落,“苏力”登陆台湾后将继续北上,而实际上,“苏力”北侧仍有高压坝维持,使得“苏力”转为偏西行为主,从而预报路径与实况出现了偏差。

3.1.2预报场环流分析

此次过程,对“苏力”台风风雨影响的总体趋势与强弱落区的预报相对较为准确,降水实况东部强西部弱与预报结论也较为一致,但是对降水量级的预报出现了偏差,表现为预报量级较实况整体偏大。分析其原因,主要是由于对“苏力”的路径出现了偏差,另外对“苏力”结构的不对称所造成的风雨影响,把握不够准确,这些都导致了降水量级预报偏大的结果。

EC的预报场显示,副高位置在台风登陆之前,稳定在长江中下游流域,随着台风的逐渐靠近,副高东退减弱,并且副高东侧呈块状,环流南落,有利于台风偏北分量的增强,预示着台风将继续北上,从风场上来看,风力在登陆前后也基本维持不变,我市尤其是东部地区在台风北侧到东北侧的较强切变影响下,将产生严重的风雨影响。另外,结合历史上相似路径的个例(如海棠【2】、苏拉、森拉克)分析可知,强降水区基本上都是处在台风的东北侧区域,这也对我们的降水落区以及降水等级的预报起到了一定的参考作用。

3.2卫星云图演变特征

“苏力”台风卫星云图演变(12日20时~13日15时)显示,随着“苏力”台风的逐渐靠近,强度开始逐渐减弱,并且由于副高脊线偏南,台风北侧云系受副高南侧辐散气流的影响,不断下沉消散,这也导致了“苏力”结构的不对称,从选取的13日04时、08时、12时等的卫星云图上可以很明显的看到。“苏力”这种自身云系的不对称结构,也对其路径的变化有一定的影响,因为台风会向着其云系长轴方向移动,它向强稠密云区方向移动的趋势,使得“苏力”在逐渐向大陆靠近的过程中,逐渐向偏西方向移动,加之福建地形的影响,“苏力”在登陆连江黄岐半岛后有所南落。

3.3物理量分析

3.3.1涡度分析

实际上,从实况场上来看(图1),如前面所述,在“苏力”逐渐靠近的过程中,副高并没有像各个模式预报的那样减弱东退,而是较为稳定的维持在长江中下游流域,“苏力”北侧仍有高压坝维持,使得“苏力”转为偏西行为主[3],从而预报路径与实况出现了偏差,由于其登陆福建后位置的南落,也使得降水主要出现在南侧,而北侧降水量级并没有前期预报的那么大。

3.3.2散度分析

统计资料显示,200hPa南亚高压较为稳定,并且位置偏东,不利于台风北侧环流的发展,且北侧由于紧靠副高南侧,辐合层浅薄,不利于有效上升运动的发展与加强。从散度场上可以看到,随着台风的西进北上,辐合中心南倾,台风西南侧出现强辐合,而东北侧出现了辐散,直至13日后期,东北侧出现了强度有所减弱的辐合中心,并且随着台风外围云系的北上,尾流降水的强度也开始加强。

3.3.3垂直风切变分析

依据垂直风切变场资料,强垂直风切变区在“苏力”的南侧区域,我省南部垂直风切变较大,并且在南部中层有冷平流入侵,而北部整层基本上为偏北风,垂直风切变较小,因而强降水区出现在了“苏力”的南侧区域。

4、总结

“苏力”登陆我省时强度为台风,它对我市产生了严重的风雨影响。但是,除了风向风力预报以及降水强弱落区预报与实况较为一致外,我市对此次过程的降水量级预报较实况偏强,分析其原因,主要如下:

(1)副热带高压较为稳定,而各家模式对副高的预报偏弱、偏东,“苏力”登陆前后,其北侧仍有高压坝的存在,引导其稳定西行,这不仅导致了预报路径与实况的偏差,而且由于副高脊线偏南,抑制了北侧环流的发展,也导致了“苏力”出现了不对称结构。

(2)登陆后“苏力”环流结构不对称,在其环流西南侧有切变和强辐合存在,同时台风东北侧有辐散,不利于暖切的生成,西南气流的增强,对登陆后的偏南大风和尾流降水产生重要影响。

总结此次过程预报所产生的偏差,注意到:以后对于台风的路径预报,应加强关注副高的变化,并且要通过对副高的订正做出对路径预报的调整;还应关注台风登陆后各个数值预报模式对物理量的预报情况,结合各物理量的分布变化,分析其对台风结构的影响,从而对雨量误差做出调整。

参考文献:

[1]陈瑞闪.台风[M].福建:科学技术出版社,2002:535-536.

[2]王勇,丁治英.台风“海棠”的螺旋雨带结构及特征.江苏:南京气象学院学报。2008:352-362

[3]雷小途,陈联寿.大尺度环境场对热带气旋影响的动力分析[J].气象学报,2001,59(4):429—439.

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