程晨 陈华忠 徐伟

(1.南丰县气象局，江西南丰344500；2.玉环市气象局，浙江玉环317600)

引言

热带气旋登陆引起的暴雨，降水量大，时段集中，常会引发山洪、泥石流等次生灾害，给人民生命财产安全带来巨大威胁。台风暴雨大致可分为台风环流本体暴雨和台风外围暴雨2大类[1]，业务预报中，当确定了台风未来移动路径后，本体暴雨的落区可大致定在中心移动路径附近，但一些强的台风暴雨或一次台风降水的最大值，往往出现在台风外围的螺旋雨带中或与其他天气系统相结合从而造成大的降水过程。然而实际预报时，很难找到影响该处的天气尺度和次天气尺度系统，导致对雨量估计不足而造成服务上的被动，值得进行分析。

1 台风 “艾云尼”概况

2018年第4号台风 “艾云尼”于5月31日在苏禄海面上生成，6月2日14：00发展为热带低压，5日08：00加强为热带风暴，6日06：25以热带风暴强度登陆广东徐闻县，14：50以热带风暴强度于海南海口再次登陆，7日20：30于广东阳江以热带风暴强度第3次登陆，之后向偏北方向移动，9日08：00，中央台停止对其编报。台风 “艾云尼”强度弱，移速慢、后劲足，具有影响时间长、累计雨量大、局地阵风风力大等特点，是历史上少有在高考期间登陆的台风，也是历史上极其罕见能够在海口登陆的台风，更是历史上首个3次登陆我国的初台风。

“艾云尼”在登陆后再往北偏西移动后，其外围云系配合西南气流给赣南大部分地区带来暴雨到大暴雨，局部特大暴雨过程。受其影响，南丰57日出现了1次暴雨降水过程，过程面雨量69.9mm，降水影响时段为主要集中在6日的7：0010： 00， 全县普降大到暴雨。15个站点中10个超过50mm，最大太源站为85.4mm、莱溪81.2mm(图1)。

图1 6月6日南丰暴雨过程雨量分布

2 环流形势分析

暴雨是中尺度现象，但它的产生和发展常和某种大尺度环流特征有密切联系，台风东北部的暴雨常常由低空东南急流影响引起的，其最大降水常出现在压能场内梯度大的区域[2]。暴雨发生前，200hP赣中南处于闭合高压环流中心附近，南丰上空有明显辐散场配置；副高减弱退至海上，但仍较活跃，在两低之间呈现南北向分布，其北侧脊线略有南倾，也使得暴雨区上空为弱高脊的辐散流场；高纬度地区有冷槽东移，引导 “艾云尼”路径顺转；台风倒槽向北推进，与副高形成挤压，副高西南缘气压梯度显著增大，700～925hPa形成急流，700～850hPa风速均达20m/s以上；地面处于台风倒槽东侧、高压南缘，东南风风速≥5m/s。

3 暴雨成因分析

与同样登陆华南沿海的初夏台风相比，“艾云尼”登陆后减弱较为缓慢。其3次登陆时均维持热带风暴级，云系范围大，结构不对称，很难在卫星云图和雷达回波上分辨出较明显台风眼；之后强度虽较快减弱，进入粤中北境内进一步减弱为热带低压，但影响范围和影响时间增大增长。在6日的卫星云图上可以看到，赣中南附近有一条东西向的云带，作为台风暴雨的水汽通道，不断输送暖湿平流，位于水汽辐合区的南丰地区产生较强烈的位势不稳定，而高空辐散场的配置又促进了低层辐合的加强，触发了斜压能量的释放，持续性、对流性暴雨呼之欲出。以下对暴雨前、暴雨时的水汽条件、不稳定条件、散度场配置进行诊断分析，以寻找对台风外围暴雨预报具有指示意义的指标。

3.1 水汽条件分析

持续性大暴雨需有大范围水汽不断向暴雨区集中。“艾云尼”3次登陆后深入粤北赣南，副高减弱，稳定存在于黄海、东海附近，受到其西南急流的引导，充沛的水汽输送带始终维持，使暴雨区产生旺盛的水汽幅合。

从相对湿度垂直分布情况来看，5日20：00，南丰上空湿层十分深厚，整层湿度几乎在 90%以上，700hPa图上可见粤赣一带存在明显湿区，其走向与850hPa上台风第二象限的强东南风低空急流相一致；6日08：00，湿层分布未发生明显变化，7日08：00，中高层湿度条件明显转差，仅850hPa以下维持大值中心，降水趋于减弱。

从水汽集中情况来看，台风倒槽东侧上空为水汽通量大值区，6日08：00，粤赣以东地区为水汽辐合中心，南丰地区有大范围的水汽输送及累积；6日20：00，台湾以东洋面水汽输送逐渐减弱，但随 “艾云尼”强度减弱，其东南象限水汽通量大值区略西北移，南丰地区的水汽供应减弱；7日20：00，南丰地区转南风控制，水汽辐合减弱，雨势减缓。从流场演变可看出，为暴雨提供水汽集中的系统，是强盛的西南季风气流和艾云尼东侧云系东南偏东气流的水平辐合，当艾云尼逐渐消弱时，雨势明显减弱。

以上可见，充足的水汽供应是本次南丰暴雨的先决条件，而深厚湿层及东南急流的维持对暴雨发生也具有一定指示意义。

图2 相对湿度垂直分布(a)5日20：00(b)10日08：00

图3 850hPa水汽通量及风矢量 (a)5日08：00(b)6日08：00

3.2 位势不稳定分析

对流性暴雨的发生需要不稳定层结条件，位势不稳定能量的不断制造和补充保证了强降水的持续性。5日20：00，850hPa在粤北一带出现暖平流，中心在广东汕头附近，6日08：00，暖平流范围进一步加大，中心北抬略西进移经赣中南，根据垂直运动方程，暖平流区，有上升运动，使高空等压面升高，使温压场不平衡，有利于形成大的温度垂直递减率，为后面的暴雨储备了不稳定条件。从θse垂直剖面图上看，6日08：00，700hPa以下，θse随高度减小，为对流不稳定区，所以南丰南侧不断有新的对流性回波生成，并且发展加强，北上影响南丰地区。同时可见，等θse面有明显的倾斜，根据吴国雄[4]提出的湿位涡守恒的原理，等θse面的倾斜会使大气水平风垂直切变或湿斜压性增加，能够导致垂直涡度的显著发展，利于强降水的产生。

3.3 散度场分析

暴雨的持续离不开上升运动的维持，而在准地转条件下，上升运动的维持需要有利风场的支持[5]。5日20：00，在台风中心附近，500hPa以下为辐合，500hPa以上为较强辐散，300hPa附近的强中心达5×10-6s-1，配合850hPa以下的辐合中心，均位于台风中心的东侧，这种低层辐合高层辐散的风场配置，正是上升运动维持的动力机制；6日08：00，高低层辐散辐合配置同时有所西进，700hPa垂直速度中心也由浙南北抬至浙中沿海上空，与强雨带位置对应得比较好；6日14：00，850～925hPa转由辐散区控制，而700hPa垂直速度中心随台风低压西北移，伴随雨势的明显减弱。由此可见，高空辐散场促进了低层辐合的加强，触发了斜压能量的释放，利于产生暴雨。

图4 (a)6日08：00Ose的垂直分布 (b)6日14：00散度的垂直分布

4 雷达特征分析

随着 “艾云尼”在广东境内继续往北偏西移，强度进一步减弱，雨带结构逐渐变得不完整，回报强度减弱消散，6日上午起，赣中南地区出现窄带回波，强度在35dbz以上，其分布与台风移动路径平行，移动方向与螺旋雨带走向一致，且南丰南面不断有新的降水回波生成、发展、加强，向西北移动，一直经过南丰地区，形成类似列车效应，导致南丰暴雨的出现。

图5 雷达拼图6日09时

5 小结

南丰地区的湿层分布、水汽辐合、高空辐散、上升速度等物理量都非常有利于强降水，与台风强雨带主要分布在台风东部有着很好的对应关系。

南丰地区处于对流不稳定环境中，“艾云尼”外围对流发展旺盛，高空辐散配合低层强盛的西南季风气流，触发了斜压能量的释放，是暴雨强降水形成的另一个重要原因。

雷达回波较有组织排列形成的类似列车效应增加了强降水的效率和持续时间。