臺風“白鹿”對梅州降水的影響及成因分析

劉 蕾，彭 量，謝龍生，林曉鳴，張俊權

（1.梅縣區氣象局，廣東 梅州 514700；2.梅州市氣象局，廣東 梅州 514021；3.蕉嶺縣氣象局，廣東 蕉嶺 514100）

臺風是一種破壞力極強的災害性天氣系統，臺風登陸往往會帶來大風和強降水，從而引起海面巨浪、城鄉積澇、山體滑坡等衍生災害.每年登陸我國的臺風有7～8 個[1].在針對臺風的預報服務中，目前面臨的3 大挑戰是臺風路徑突變、強度突變以及登陸臺風降水預報[2].世界氣象組織技術文件指出臺風低壓環流在陸地上維持不消的幾個條件：臺風環流保持一定的水汽供應；臺風環流中存在活躍的中尺度對流活動；弱冷空氣侵入，臺風環流引起變性；移入一個高輻散區中[3].還有研究表明，海水溫度、水汽條件和垂直風切變等影響臺風強度，也因此影響臺風降水量[4].

地處華南的廣東是我國受臺風影響最多的省份之一，每年平均有5 個臺風登陸，主要集中在7—9月[5].梅州位于廣東省東北部，因地處山區，與廣東沿海地區相比受熱帶氣旋的影響頻率相對較低.但有時熱帶氣旋會在福建省南部或廣東省東部沿海地區登陸后繼續沿著西北方向移動，橫穿梅州地區，會對梅州產生較大的影響，是梅州后汛期產生暴雨的主要天氣系統之一.因此，對臺風“白鹿”造成的暴雨成因進行深入研究，對今后類似路徑的臺風預報服務，有較好的經驗借鑒作用.筆者主要利用地面自動氣象站、衛星云圖、NCEP/NCAR（2.5 °× 2.5 °）再分析格點資料，分析“白鹿”臺風的特點和降水分布不均的原因，以期進一步提高橫穿梅州的臺風路徑和降水量預報的準確率.

1 臺風“白鹿”的概況和特點

1911 號臺風“白鹿”于2019 年8 月21 日14 時在西北太平洋洋面上生成，生成后沿著穩定的西北行路徑移動，24 日13 時左右以強熱帶風暴級在臺灣屏東縣滿州鄉沿海登陸，登陸時中心附近最大風力有11級（30 m/s），隨后移入臺灣海峽，并于25 日7 時25 分以強熱帶風暴級在福建省東山縣沿海再次登陸，登陸時中心最大風力有10 級（25 m/s），中心最低氣壓988 hPa.隨后繼續向西北偏西方向移動，于25 日10時左右以熱帶風暴強度進入梅州境內，并自東南向西北方向穿過梅州，14 時在梅州市平遠縣境內減弱為熱帶低壓，26 日05 時中央氣象臺停止編號，見圖1.

圖1 1911 號臺風“白鹿”移動路徑

此次臺風“白鹿”有幾個特點：（1）移動速度較快.登陸福建前以25～30 km/h 的速度移動，登陸后平均以20～25 km/h 的速度西行，較歷年登陸臺風移速（15～20 km/h）明顯偏快.（2）在福建登陸后強度迅速減弱. 7 h 內，由登陸時的強熱帶風暴級減弱為熱帶低壓級.（3）云系強弱分布呈不對稱結構，南部云系較為緊密結實，與南海季風相連，北部云系較為稀疏松散，邊界模糊，外圍螺旋云帶清晰，臺風眼區模糊.（4）結構的不對稱.使得降水范圍廣，局地雨勢較強，降水分布不均勻.

“白鹿”登陸后整個梅州都被“白鹿”臺風的本體云系覆蓋，但其結構松散且不對稱，導致降水分布并不均勻.8 月25 日8 時至26 日8 時，梅州市普降大雨到暴雨，全市188 個監測站，有172 個站點出現大雨以上降雨，出現大雨以上的站數占總雨量監測站的95%，但大暴雨僅有12 個站點，強降雨的局地性明顯.強降雨多出現在蓮花山以南的豐順縣，本次降水量最大的站點出現在豐順縣，錄得雨量為138.5 mm.

2 臺風“白鹿”環流形勢分析

2.1 副熱帶高壓對“白鹿”的影響

臺風“白鹿”生成初期，副熱帶高壓位置偏東，引導氣流較弱，主要依靠“白鹿”自身的內力作用向西北方向移動.“白鹿”于8 月25 日7 時25 分在福建省東山縣再次登陸，準確預報25 日08 時500 hPa 形勢場對“白鹿”的路徑及登陸點極為重要. 24 日8 時500 hPa 高度場顯示（見圖2（a）），西太平洋副熱帶高壓主體進一步加強西伸，穩定控制著華南地區，副熱帶高壓西脊點位于85°E 附近，脊線介于32°～34°N，其后的西風帶高壓脊將與副熱帶高壓合并使副高穩定維持；24 日20 時（見圖2（b）），副高繼續加強西伸，西脊點位于90°E 附近，廣東東部至福建沿岸的風由3～4 m/s 加大到6～8 m/s，“白鹿”繼續以西北向路徑逐漸靠近福建.臺風路徑與引導氣流之間往往存在相關性，引導氣流的方向和速度自然成為臺風路徑預報的主要依據之一[6].因此，臺風“白鹿”在副高西南側偏南氣流的引導下繼續向西偏北方向移動.

圖2 高度場

2.2 高低層散度和水汽輸送的非對稱結構對“白鹿”的影響

強烈的上升運動是形成臺風降水的重要因素之一，低空輻合、高空輻散有利于上升運動的產生，水汽的匯合也主要是靠低空流場的輻合[7].圖3（a）給出了25 日08 時“白鹿”登陸福建省后高低層散度場的分布情況，在200 hPa 高層，廣東東南部沿海為較弱的輻散區，其余大部分地區都是弱的輻合區，輻散中心位于廣東中南部沿海，散度值為1×10-5/s；而在低層925 hPa（見圖3（b）），廣西為弱的輻散區，從廣東一直到福建都是弱輻合區，輻合中心位于廣東東南部和福建西南部，散度值為-1.5×10-5/s.由圖3 可知，“白鹿”左半部為低層輻合和高層輻散，有利于臺風的垂直上升運動和對流的發展，而右半部高、低層均為輻合區，不利于臺風的垂直上升運動和對流的發展[8].由分析可知，臺風“白鹿”2 次登陸后，繼續向西北方向移動，高低層動力場作用導致降水落區呈現非對稱分布[9].

圖3 散度

水汽也是產生暴雨的必要條件，臺風產生持續性降雨不僅需要其自身云系有較高的水汽含量，也需要大尺度環境場源源不斷地提供水汽，才能保證臺風強降雨的形成和維持[10].分析“白鹿”850 hPa 的低空水汽輸送，24 日8 時（見圖4（a）），“白鹿”的水汽主要來源于西南季風，水汽通量分布存在明顯的不對稱性.水汽通量大值區主要位于臺風的右側.暖濕氣流在福建至廣東一帶匯合.隨著“白鹿”不斷靠近梅州，25 日8 時（見圖4（b）），西南暖濕氣流仍是源源不斷地通過偏南風向“白鹿”輸送，使水汽相對充沛，為梅州的暴雨，提供了良好的水汽條件.

圖4 水汽通量

2.3 垂直風切變對“白鹿”的影響

臺風在登陸時，環境風的垂直切變對臺風的強度和變化有很大的影響，強的垂直風切變會降低臺風的強度.在抑制熱帶氣旋強度的垂直風切變臨界值上有學者研究認為，觀測研究表明導致TC 減弱的垂直風切變臨界值可能在8～10 m/s 之間[11-13].分析“白鹿”的環境垂直風切變（見圖5（a）），總體呈較低的水平，多數在12 m/s 以下，垂直風切變影響較弱.此時，臺風強度變化不大.當“白鹿”逐步移近廣東南部時，環境垂直風切變進一步減弱，多數在10 m/s 以下（見圖5（b）），但此時的臺風強度開始逐漸減弱，這可能是“白鹿”臺風強度變化受整層垂直切變的影響不是十分密切，這與呂心燕研究發現一些臺風個例強度變化與整層垂直風切變關系不直接，而與低層或中層的關系密切一致[14].臺風強度減弱，“白鹿”的環流云系對流強度也相對減弱.

圖5 200～850 hPa 垂直風切變

2.4 地形作用對“白鹿”的影響

隨著“白鹿”的不斷西北移，首先移入梅州的豐順縣境內，位于蓮花山脈的南側，蓮花山呈東北-西南走向，而“白鹿”受偏東氣流影響，剛好跟蓮花山脈的走向近于垂直（見圖6），山體本身對氣流有很明顯的抬升作用，近而使迎風坡降水強度加強.從雨量中可以看出，強降水多出現在蓮花山以南的豐順縣.有研究表明，地形和動力抬升作用在邊界層造成強烈的輻合上升運動，將水汽向高空輸送，水汽遇冷后凝結成云致雨，從而產生強降水[15].臺風登陸后強度往往減弱較快，降水也隨之減弱，但由于地形的抬升以及地表的拖曳效應會導致降水在一定時間內得到增強.臺風與地形和中緯度系統作用，還會激發中小尺度系統，從而影響降水的強度和分布[16].在今后有類似橫穿梅州的臺風預報中，要結合蓮花山脈對氣流的抬升作用，對臺風降水預報作出適當的調整.

3 結語

“白鹿”整體強度偏弱，移速較快，路徑穩定，2 次登陸后強度迅速減弱，影響梅州時間短，過程雨量分布不均勻，局部出現強降水. “白鹿”在高低層動力場的作用下，使非對稱結構增大，進而導致梅州降水落區的非對稱分布；在今后的預報中，應當對高低層中心的分離情況給予重視，可以降低因非對稱結構加大導致的降水落區的影響.在“白鹿”的整個生命史中，垂直風切變與其強度之間有著密切的關系，但垂直風切變不是影響強度變化的唯一因素，在今后的預報中，還需要對垂直風切變的作用做進一步的研究.