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作者:唐文陳見農(nóng)孟松單位:廣西壯族自治區(qū)氣象臺
在臺風(fēng)“納沙”移進南海前,副高呈帶狀,脊線位于25°N附近,臺風(fēng)中心與副高脊線距離為10~12緯距。“納沙”進入南海東部后,副高南落呈方頭狀,且處于穩(wěn)定維持階段,保持較強態(tài)勢(封3圖1)。副高一方面作為臺風(fēng)“納沙”移動的主要引導(dǎo)氣流使其西移,另一方面對水汽起到包裹作用,強大而穩(wěn)定的副高使得臺風(fēng)的水汽無法向北輸送,而是在臺風(fēng)內(nèi)聚集。從而使得水汽條件十分充足,“納沙”登陸后仍然能持續(xù)幾天強降水。
南季風(fēng)云系卷入
低空850hPa孟加拉灣至中南半島的西南氣流是否加強,是判斷登陸華南沿海熱帶氣旋是否得到能量補充的依據(jù)之一。在這次過程中,南亞季風(fēng)處于活躍期,“納沙”進入南海后,低緯到赤道地區(qū)有4~10m/s的西南氣流或偏南氣流匯入到臺風(fēng)環(huán)流中,氣流相對穩(wěn)定。孟加拉灣至中南半島的西南急流的卷入,為“納沙”提供大量的不穩(wěn)定能量和水汽,這對“納沙”的維持、發(fā)展起到了重要作用。
“納沙”登陸海南、進入北部灣過程中,一直都有西南季風(fēng)云團的卷入,使得“納沙”云團發(fā)展非常旺盛,“納沙”進入北部灣強度逐漸減弱,登陸越南北部后減弱為低壓消失,但殘留云系仍然十分活躍,與冷空氣結(jié)合使對流降水持續(xù),在廣西南部持續(xù)了3d暴雨天氣。
空氣的作用
冷暖空氣交匯是促使暴雨發(fā)生的有利條件之一。冷空氣侵入暖空氣,一方面使暖空氣降溫,水汽凝結(jié)致雨,另一方面冷空氣密度大,使暖空氣抬升,水汽凝結(jié)降雨。“納沙”移至廣西時恰逢冷空氣南下影響廣西,兩者在廣西交匯,產(chǎn)生十分強烈的降水。冷空氣侵入臺風(fēng)環(huán)流或倒槽可增加臺風(fēng)降水。適量冷空氣侵入臺風(fēng)倒槽和外圍,可加劇動力和熱力不穩(wěn)定,使冷空氣影響到的附近地區(qū)降水量明顯增加,這是造成臺風(fēng)降水異常的重要機制。冷空氣對熱帶氣旋降水影響的數(shù)值模擬表明:弱冷空氣影響熱帶氣旋北側(cè)及外圍后,其北側(cè)強降水中心區(qū)域內(nèi)雨量變化不大,北側(cè)外圍雨量絕大部分地區(qū)有增加,過程雨量增加近1倍左右或以上:強冷空氣影響熱帶氣旋中心附近及其北側(cè)環(huán)流后,由于破壞熱帶氣旋中心結(jié)構(gòu),減弱熱帶氣旋中心強度,從而使熱帶氣旋中心附近雨量減少50%左右。但北側(cè)外圍雨量增加,過程雨量最大增幅約3倍或以上。冷空氣南下過程中,加強臺風(fēng)外圍強度,使臺風(fēng)北側(cè)風(fēng)速加大,氣旋性渦度相應(yīng)增大,對臺風(fēng)發(fā)展加強起作用。
9月28日20時,冷空氣南下到貴州至廣西交界一帶,廣西的氣壓梯度還不是很大,桂林與海口的氣壓差只有5hPa。隨著冷空氣進入廣西以及“納沙”向海南移動逐漸靠近廣西,到29日20時,桂林與海口的氣壓差劇增至37hPa,臺風(fēng)“納沙”北側(cè)風(fēng)速明顯加大,“納沙”旋轉(zhuǎn)得到增強,強度也有所發(fā)展。另一方面冷空氣推動鋒前云系向南擠壓,與“納沙”外圍云系合并發(fā)展,也是“納沙”后期強度加強的重要原因之一。28日前,“納沙”臺風(fēng)云團主要位于第二、第三象限,在第一、第四象限云團較少。29日,隨著冷空氣逐漸南下進入廣西,使得原來覆蓋在廣西上空的淺薄云層向南移動、壓縮,并逐漸并入臺風(fēng)云團,使得“納沙”第四象限云團得到發(fā)展。從而在29日07時,“納沙”由臺風(fēng)加強為強臺風(fēng)。鈕學(xué)新等研究表明臺風(fēng)強度是影響臺風(fēng)最大降水中心雨量的主要因素之一。冷空氣南下也使得臺風(fēng)的水汽無法向北輸送而滯留在廣西,造成持續(xù)性暴雨。
兩個時段降水特點分析
仔細分析過程的降水成因機制發(fā)現(xiàn),過程降水可以分為2個階段,降水成因截然不同:第一階段為9月29日20時~30日20時,強降水是“納沙”內(nèi)部環(huán)流與冷空氣相互作用引起的;第二階段為9月30日20時~10月2日20時,強降水是“納沙”外圍西南氣流與東南氣流輻合引起。
隨著“納沙”逐漸向華南沿海靠近,環(huán)流云系也開始進入廣西,29日08時后,廣西南部開始出現(xiàn)一些降水,降水強度還不是很大。29日20時(封3圖2a),隨著“納沙”進入北部灣和冷空氣進入廣西,冷暖氣流在廣西南部交匯作用使得降水急劇加大。30日08時(封3圖2b),廣西南部為冷空氣的偏北氣流與“納沙”環(huán)流東北側(cè)的東南氣流的輻合,30日20時(封3圖2c),輻合區(qū)有所北抬,廣西的強降水主要在輻合區(qū)附近(封3圖2d)。10月1日,“納沙”逐漸西移減弱,但低壓環(huán)流還是非常清晰,位于廣西南部的冷空氣偏北氣流與“納沙”外圍偏南氣流的輻合仍然維持,但是強降水卻不是與輻合線一致,而是只出現(xiàn)在輻合線的東段,北海—南寧—來賓出現(xiàn)一條南北向的強降水帶(封3圖2d),大部地區(qū)暴雨到大暴雨。
而輻合西段的防城港、崇左、百色一帶降水強度卻不大,只有中到大雨。表明這個時段的降水不僅是冷空氣和“納沙”暖濕氣流作用產(chǎn)生的,另外還有非常重要的成雨因素。分析發(fā)現(xiàn)“納沙”外圍西南氣流與副高邊緣東南氣流的輻合是產(chǎn)生該時段強降水的主要因素。30日20時后(封3圖3a~d),副高西伸,副高西側(cè)的東南氣流與“納沙”外圍的西南氣流在北海一帶匯合,形成一個很強的輻合區(qū)。
西南氣流和東南氣流輻合加強,使對流得到發(fā)展增強,并促成北海東南一帶出現(xiàn)一個對流發(fā)生源,新生對流發(fā)展北抬,逐漸演變形成一條南北向長達200余km的緊密的對流云帶,這條強對流云帶位置少動,持續(xù)時間久,降雨的累積效應(yīng)非常明顯。10月2日“,納沙”殘留低壓環(huán)流繼續(xù)西移,使得西南氣流和東南氣流輻合區(qū)也西移,這時雨帶也西移到防城港、崇左、百色一帶,仍然是南北向的降水帶,雨強也是以暴雨到大暴雨為主。
小結(jié)
(1)臺風(fēng)“納沙”與一般秋季臺風(fēng)的特征明顯不同,它強度很強,移動路徑緯度較北,登陸華南沿海,對華南造成大范圍的暴雨天氣。造成“納沙”與一般秋季臺風(fēng)特征差異的主要原因在于副高的強盛穩(wěn)定。
(2)引起廣西大范圍暴雨的主要因素是冷空氣與“納沙”的交匯作用、副高的穩(wěn)定加強、西南季風(fēng)云團的卷入。
(3)整個降水過程中不同時段的降水有不同的成因,9月29日20時~30日20時的強降水是“納沙”內(nèi)部環(huán)流與冷空氣相互作用引起的;9月30日20時~10月2日20時,強降水主要是“納沙”外圍西南氣流與副高西側(cè)東南氣流輻合引。