冷空气对台风外围暴雨的增幅作用

林 雯 芦文豪

1福建省莆田市气象台 福建 莆田 351100； 2莆田市气象局 福建 莆田 351100

冷空气对台风外围暴雨的增幅作用

林 雯1芦文豪2

1福建省莆田市气象台 福建 莆田 351100； 2莆田市气象局 福建 莆田 351100

本文结合冷空气对台风外围暴雨的增幅作用，从“莫拉克”、“龙王”、“南玛都”3次台风过境莆田时的降水特点，分析三次过程不同层次上的锋生差异不同，所导致的作用也不同。

台风；天气学；暴雨；冷空气

1 三次台风降水实况

0309号台风“莫拉克”主要影响时段：0420-0520，泉州最大，普遍出现大暴雨到特大暴雨，以南安的392.4毫米为最大[1]。

0519号台风“龙王”24小时累积降水最大达到331mm，其中主要暴雨发生在10月2日19：00—22：00的3小时内，1小时降水极值大于100mm的有4个站。这场特大暴雨1小时降水极值达152mm，创福建短历时降水历史极值[2]。

1111号台风“南玛都”于31日20时前出现的暴雨为台风本体产生的。9月1日凌晨开始，莆田市出现突发性暴雨，1日2时-11时的9小时累积雨量16个乡镇雨量超过100 毫米，莆田市林桥达到443.4 毫米，1小时极值达99.9mm，造成莆田市出现严重的城市渍涝[3]。

2 天气学分析

“莫拉克”过境莆田期间，4日20时，中纬度高空槽加深东移，在5日形成阶梯槽的形势，有利于引导弱冷空气不断南下，入侵长江以南地区。

“龙王”过境莆田期间，从925hPa的温度分布来看，福建到浙江均为一片气温低值区，在台湾海峡东岸因为高层越过台湾中央山脉偏东气流的下沉增温效应，形成一块3.0℃的气温高值区，福建中北部沿海和台湾西岸之间的为强温度梯度，激发对流。

“南玛都”登陆后，受到多天气系统影响和制约，加上环境场的引导气流弱等原因，低压环流停滞少动。9月1日凌晨，低层中部沿海地区出现东北风，说明有冷空气的参与，在低层风场形成强辐合区的条件下，适度强度的冷空气激发了强的对流活动。

3 冷空气作用

图1 2003年8月4日20时、2005年10月2日20时和2011年8月31日20时850hPa水平风场和假相当位温分布

图2 “莫拉克”（上）、“龙王”（中）和“南玛都”（下）θse纬向剖面图

3.1 冷空气入侵过程分析

选取850hPa对冷空气入侵“莫拉克”过程进行分析，小于340K的假相当位温表示冷空气影响。4日20时，北部的冷气团和南部暖气团交绥，在福建中部形成θse等值线密集区，并呈东-西走向。

值得注意的是，还有一股强度较弱的冷空气从东路海上绕过暖气团渗透到泉州东部，形成温度梯度大值区，造成低压环流内斜压能的释放，且冷暖气团交汇形成的中尺度辐合区正位于泉州。

与“莫拉克”过程相似，“龙王”登陆后前的2日14时福建大部处于能量高值区，“龙王”登陆前为

台风级别，而“莫拉克”已减弱为热带低压；2日20时，冷空气南侵，冷空气主体核心（θse＜325K）位置偏北，θse等值线锋区也呈东-西走向位于福建中北部，等值线更密集，说明锋区更强，福州、莆田北部就位于锋区最强处及其南侧暖区的狭长带中，短历时强降水就发生在20时之后的上半夜。

台湾地形和台湾岛上空形成的冷性涡旋是造成“南玛都”后部外围暴雨的关键原因。首先，从流场来看，8月31日夜里起，台湾岛东北面有地形低压生成，该低压对应冷平流中心，中部沿海不仅受到台湾海峡强盛的西南暖湿急流作用，还有另一股绕过台湾东侧偏冷气团性质的汇合，莆田及其沿海低层形成中尺度辐合区[1]，8时后冷性低压逐渐消失，中北部沿海转为较一致的偏东风，强降水减弱。其次，中部沿海θse值一直保持在350K以上，表明南风的水汽输送很深厚。

3.2 锋生作用

分别给出三台风影响最严重区域的θse纬向剖面图，比较可得，共同点为冷空气活跃（θse＜340 K），冷空气由中高层呈倾斜性向下补充，冷平流叠加于暖平流之上，促进大气层结不稳定发展。

θse梯度的增大促进了对流层中低层的锋生作用，锋面的斜压结构是造成突发强降水的必要条件[4-5]。

不同的是冷空气入侵过程和特点有很大不同：“莫拉克”期间，冷空气呈冷舌形态向东侧、向低层伸展，促使120°E以西的相对较暖湿空气向高层延展成为深厚暖舌，冷暖气团之间的锋区变窄，锋区横跨中低层，为西北-东南走向，之后锋区下降至800hPa以下，低层强锋区维持，短时强降水集中于锋区及其西侧的暖区。

“龙王”台风强降水发生前期，低层有旺盛暖中心，并向中层发展，有明显暖舌，与向低层渗透的冷平流对峙，整个锋区延伸至中层，为接下来的强对流提供了强有力的动力条件和上干下湿的不稳定层结条件，冷空气继续渗透，方向向西、向下，导致原来暖舌所在位置被弱冷空气填充，东侧形成一新暖舌，锋区下移，锋区就位于暴雨区上空。

“南玛都”过程中，冷空气向东侧、向低层补充侵入莆田上空，在900hPa及以下与西侧的暖湿空气形成垂直的密集锋区，锋区位置偏低层，结合环流场形势和14时之后的θse剖面图，冷空气补充是持续不断的，低层长久维持锋生作用，暖气团保持强盛，给莆田带来持续性强降水。

4 总结

三次过程不同层次上的锋生差异不同，均有明显的低层锋生过程，而横跨中低层的锋生过程将引发更旺盛的对流，如“龙王”给福州造成152mm/h的降水极值，大暴雨集中在锋区附近及其暖区一侧。

[1]林云萍.莫拉克”强热带风暴暴雨分析[J].海洋预报，2005,22(2).

[2]林毅,刘铭,刘爱鸣,等.台风龙王中尺度暴雨成因分析[J].气象，2007,33(2).

[3]林毅,刘爱鸣,潘宁.热带气旋“南玛都”特大暴雨成因分析[J]. 灾害天气研究与预报，2012.

[4]狄利华,姚学祥,解以扬,等.冷空气入侵对0509号台风“麦莎”变性的作用[J].南京气象学院学报，2008,31(1)：18-25.

[5]吴海英,陈海山,曾明剑，等.冷空气对台风“海葵”（1211）倒槽特大暴雨作用分析[J].热带气象学报，2014,30(5)：871-880.

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