辽宁东南半岛两次北上台风暴雨特征及成因对比分析

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2022.02.001

气象与环境学报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (2): 1-11.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2022.02.001

辽宁东南半岛两次北上台风暴雨特征及成因对比分析

崔曜鹏^1,²(),杨磊^1,^3,*(),孙丽¹,高艳波²,魏海宁²,华婧婧²,崔景轩²,刘春溪²

1. 东北冷涡研究重点开放实验室, 辽宁沈阳 110166
2. 本溪市气象局, 辽宁本溪 117000
3. 辽宁省气象灾害监测预警中心, 辽宁沈阳 110166

收稿日期:2020-02-10 出版日期:2022-04-28 发布日期:2022-04-24
通讯作者: 杨磊 E-mail:jim19870316@163.com;yanglei_nuist@163.com
作者简介:崔曜鹏, 男, 1987年生, 高级工程师, 主要从事中短期天气预报预警研究, E-mail: jim19870316@163.com
基金资助:
国家重点研发计划重大专项(2018YFC1507301);国家自然科学基金(41705127);中国气象局预报员专项(CMAYBY2017015);中国气象局预报员专项(CMAYBY2020026);中国气象局沈阳大气环境研究所开放基金(2021SYIAEKFMS17);中国气象局沈阳大气环境研究所开放基金(2021SYIAEKFMS21);环渤海区域项目(QYXM202102);中国气象局沈阳大气环境研究所中央级公益性基本科研业务费项目(2019SYIAEMS2);中国气象局沈阳大气环境研究所中央级公益性基本科研业务费项目(2020SYIAEZH1);气象预报发展专项(YBGJXM20190105);气象预报发展专项(CXFZ2022J059)

Comparison of characteristics and causes of two northward typhoon rainstorms in the Southeast Peninsula of Liaoning province

Yao-peng CUI^1,²(),Lei YANG^1,^3,*(),Li SUN¹,Yan-bo GAO²,Hai-ning WEI²,Jing-jing HUA²,Jing-xuan CUI²,Chun-xi LIU²

1. Key Opening Laboratory for Northeast China Cold Vortex Research, Shenyang 110166, China
2. Benxi Meteorological Service, Benxi 117000, China
3. Liaoning Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning Centre, Shenyang 110166, China

Received:2020-02-10 Online:2022-04-28 Published:2022-04-24
Contact: Lei YANG E-mail:jim19870316@163.com;yanglei_nuist@163.com

摘要/Abstract

摘要：

利用常规观测资料、NCEP FNL再分析资料、卫星和雷达资料等对2012年台风“达维”（过程1）和2017年台风“海棠”（过程2）导致的辽宁东南半岛两次极端暴雨过程的降水特征及成因进行对比分析。结果表明: 两次过程的降水特征存在差异，过程1是大范围的稳定持续性暴雨，受台风倒槽触发的多个中尺度云团造成的列车效应影响，持续时间长达30 h; 而过程2的小时雨强更大，最强达到113 mm·h^-1，小尺度积云不断新生并涌入到中尺度云团中，雷达图存在后向传播特征，强风暴基本反射率达到50—60 dBz，中尺度辐合风场伸展高度达到9 km，对流云发展更旺盛，过程2的对流性降水特征更明显。过程1暴雨在台风倒槽里发展，过程2在台风输送的暖湿空气与对流层干冷空气的相互作用中产生。两次过程中，台风残涡与副热带高压间均形成了横跨10个纬距的水汽输送带，850 hPa水汽通量均达到20—25 g^-1·cm^-1·hPa^-1·s^-1，比湿和水汽通量散度达到辽宁登陆台风暴雨物理量的预报阈值; 远距离台风对阻挡副热带高压南落和建立北上台风引导气流起到关键作用。过程1受“达维”残涡倒槽影响，辐合层由地面伸展到500 hPa，动力抬升条件更强; 过程2中850 hPa假相当位温达到354 K，由于中层干空气侵入，位势不稳定较强，在大尺度辐合和地形强迫抬升作用下，形成更为深厚对流云，对流性降水特征明显。

关键词: 辽宁东南半岛, 台风, 特大暴雨, 水汽通量, 位势不稳定

Abstract:

Based on the conventional meteorological observations, the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) Final (FNL) reanalysis data, satellite and radar measurements, we compared the characteristics and causes of precipitation during two extreme rainstorm events in the Southeast Peninsula of Liaoning province caused by the Typhoon "Damrey" in 2012 (Process 1) and the Typhoon "Haitang" in 2017 (Process 2) in this study.The results indicated that the precipitation during the two processes shows different characteristics.The stable and persistent heavy precipitation (lasting for 30 h) occurs over large areas during Process 1, due to the train effect caused by the multiple mesoscale cloud clusters triggered by a typhoon inverted trough.Process 2 is characterized by higher hourly precipitation intensity (reaching 113 mm·h^-1) and obvious convective precipitation.During Process 2, small-scale cumulus continue to regenerate and pour into the mesoscale cloud clusters.The radar charts show backward propagation, with basic reflectivity of strong storms of 50-60 dBz.The mesoscale convergent winds expand up to 9 km, and convective clouds develop more vigorously.Process 1 develops within the typhoon inverted trough, and Process 2 is generated by the interaction between warm-humid air transported by the typhoon and dry-cold air in the troposphere.During the two processes, a water vapor conveyor belt spanning 10 latitudes is formed between the typhoon remnant vortex and the Subtropical High, with the water vapor flux at 850 hPa reaching 20-25 g^-1·cm^-1·hPa^-1·s^-1 and the values of specific humidity and water vapor flux divergence reaching the rainstorm forecast thresholds for the landing typhoon in Liaoning province.The long-distance typhoons play a key role in blocking the southward movement of the Subtropical High and establishing the guiding airflow for the typhoons' northward movement.Due to the residual vortex inverted trough of typhoon "Damrey", the convergence layer extends from the ground to the height of 500 hPa during Process 1, exhibiting stronger dynamic uplift conditions.During Process 2, the pseudo-equivalent temperature at 850 hPa reaches 354 K, and the potential instability is stronger.Due to the large-scale convergence and forced uplift of terrains, deeper convective clouds are formed and generates more distinct convective precipitation.

Key words: Southeast Peninsula of Liaoning province, Typhoon, Torrential rainfall, Water vapor flux, Potential instability

中图分类号:

P458.1⁺24

崔曜鹏, 杨磊, 孙丽, 高艳波, 魏海宁, 华婧婧, 崔景轩, 刘春溪. 辽宁东南半岛两次北上台风暴雨特征及成因对比分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(2): 1-11.

Yao-peng CUI, Lei YANG, Li SUN, Yan-bo GAO, Hai-ning WEI, Jing-jing HUA, Jing-xuan CUI, Chun-xi LIU. Comparison of characteristics and causes of two northward typhoon rainstorms in the Southeast Peninsula of Liaoning province[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2022, 38(2): 1-11.

图/表 8

图1

表1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

参考文献 31

1	陈传雷, 王江山, 蒋大凯, 等. 登陆辽宁热带气旋特征统计分析[J]. 气象与环境学报, 2012, 28 (3): 1- 7. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2012.03.001
2	梁军, 李英, 张胜军, 等. 影响辽东半岛两个台风Meari和Muifa暴雨环流特征的对比分析[J]. 大气科学, 2015, 39 (6): 1215- 1224.
3	梁军, 张胜军, 李婷婷, 等. 台风布拉万(1215)北上引发辽东半岛强降水的诊断分析[J]. 干旱气象, 2018, 36 (6): 990- 996. 990-996, 1051
4	陶祖钰, 田佰军, 黄伟. 9216号台风登陆后的不对称结构和暴雨[J]. 热带气象学报, 1994, 10 (1): 69- 77.
5	陈联寿, 孟智勇. 我国热带气旋研究十年进展[J]. 大气科学, 2001, 25 (3): 420- 431. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2001.03.11
6	周小珊, 杨阳, 杨森, 等. 北上热带气旋气候特征分析[J]. 气象与环境学报, 2007, 23 (6): 1- 5. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2007.06.001
7	杨德南, 黄丽娜, 林莉, 等. 1710号台风"海棠"登陆后漳州市远距离暴雨的能量特征[J]. 干旱气象, 2019, 37 (1): 76- 89.
8	朱梅, 何君涛, 方勉, 等. GPM卫星资料在分析"杜苏芮"台风降水结构中的应用[J]. 干旱气象, 2018, 36 (6): 997- 1002.
9	王文波, 王旭, 杨明, 等. 台风"达维"移动路径成因分析[J]. 干旱气象, 2014, 32 (1): 75- 80.
10	钱燕珍, 潘灵杰, 段晶晶, 等. 三个登陆台风间接造成宁波大暴雨特征分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35 (5): 37- 45. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.05.005
11	陈联寿. 热带气旋研究和业务预报技术的发展[J]. 应用气象学报, 2006, 17 (6): 672- 681. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2006.06.005
12	梁军, 陈联寿. 影响辽东半岛热带气旋运动、强度和影响的特征[J]. 热带气象学报, 2005, 21 (4): 410- 419. doi: 10.3969/j.issn.1004-4965.2005.04.009
13	梁军, 陈联寿, 张胜军, 等. 冷空气影响辽东半岛热带气旋降水的数值试验[J]. 大气科学, 2008, 32 (5): 1107- 1118. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2008.05.10
14	陈有利, 钱燕珍, 潘灵杰, 等. 一次与台风相关联的浙江东北部暴雨成因及预报难点分析[J]. 干旱气象, 2018, 36 (2): 272- 281.
15	Meng W G , Wang Y Q . A diagnostic study on heavy rainfall induced by Typhoon Utor(2013)in South China.Part Ⅰ: Rainfall asymmetry at landfall[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2016, 121 (21): 12781- 12802. doi: 10.1002/2015JD024646
16	Meng W G , Wang Y Q . A diagnostic study on heavy rainfall induced by Typhoon Utor(2013)in South China: 2.Postlandfall rainfall[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2016, 121 (21): 12803- 12819. doi: 10.1002/2015JD024647
17	杨磊, 孙丽, 王东东, 等. 2017年"海棠"台风影响辽宁不同区域极端暴雨成因分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36 (1): 1- 10.
18	孙继松, 何娜, 王国荣, 等. "7.21"北京大暴雨系统的结构演变特征及成因初探[J]. 暴雨灾害, 2012, 31 (3): 218- 325.
19	郝莹, 姚叶青, 郑媛媛, 等. 短时强降水的多尺度分析及临近预警[J]. 气象, 2012, 38 (8): 903- 912.
20	杨磊, 蒋大凯, 王瀛, 等. "8·16"辽宁特大暴雨多尺度特征分析[J]. 干旱气象, 2017, 35 (2): 267- 274.
21	俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等. 多普勒天气雷达原理与业务应用[M]. 北京: 气象出版社, 2006: 53- 61.
22	陈宏, 杨晓君, 尉英华, 等. 干冷空气入侵台风"海棠"残余低压引发的华北地区大暴雨分析[J]. 暴雨灾害, 2020, 39 (3): 241- 249.
23	孙欣, 陈力强. 辽宁省高影响天气预报技术[M]. 沈阳: 辽宁省科学技术出版社, 2016: 19- 73.
24	Doswell III C A . A review for forecasters on the application of hodographs to forecasting severe thunderstorms[J]. National Weather Digest, 1991, 16 (1): 2- 16.
25	樊李苗, 俞小鼎. 中国短时强对流天气的若干环境参数特征分析[J]. 高原气象, 2013, 32 (1): 156- 165.
26	高守亭, 周玉淑, 冉令坤. 我国暴雨形成机理及预报方法研究进展[J]. 大气科学, 2018, 42 (4): 833- 846.
27	Gao S T , Yang S , Chen B . Diagnostic analyses of dry intrusion and nonuniformly saturated instability during a rainfall event[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2010, 115 (D2): D02102.
28	Yang S , Gao S T . Modified Richardson number in non-uniform saturated moist flow[J]. Chinese Physics Letters, 2006, 23 (11): 3003- 3006. doi: 10.1088/0256-307X/23/11/033
29	Rossby C G. Thermodynamics applied to air mass analysis[M]//Massachusetts Institute of Technology and the Woods Hole Oceanographic Institution, Papers in Physical Oceanography and Meteorology Cambridge. Massachusetts, USA: Massachusetts Institute of Technology, 1932.
30	王秀明, 俞小鼎, 周小刚. 雷暴潜势预报中几个基本问题的讨论[J]. 气象, 2014, 40 (4): 389- 399. doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2014.04.005
31	吴国雄, 蔡雅萍, 唐晓菁, 等. 湿位涡和倾斜涡度发展[J]. 气象学报, 1955, 53 (4): 387- 405.

要素	2012年“达维”	2017年“海棠”
主要降水时段	2012年8月2日20:00—4日08:00	2017年8月3日20:00—4日20:00
持续时间	持续时间长达30 h，主要降水出现3日02:00—4日08:00	持续时间仅仅12 h，主要降水时段出现在3日20:00—4日08:00
最大过程降水量及发生地	庄河市仙人洞镇，330 mm	岫岩县哨子河乡马岭村，503 mm
最大小时雨强及发生地	2012年8月3日12:00—13:00瓦房店市红沿河镇，51 mm·h^-1	2017年8月4日06:00—07:00岫岩县哨子河乡永贵村，113 mm·h^-1
暴雨移动路径	从辽宁南部向北部移动	从辽宁南部向东移动
小时降雨量超过50 mm 站次/超过100 mm站次	9/0	125/1

[1]	任丽, 栾晨, 王晓雪, 张月. 持续性冷涡暖锋暴雨成因及特征分析[J]. 气象与环境学报, 2022, 38(3): 37-44.
[2]	李艳兰,金龙,史旭明,陈丹. 基于遗传—神经网络方法的广西台风灾害评估模型研究[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 139-144.
[3]	林小红,蔡义勇,韩美,郭弘,刘通易. 双台风“纳沙”和“海棠”登陆后强度变化成因及对比分析[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(2): 1-11.
[4]	罗婷, 王远清, 李丽平. 影响海南岛的台风降水及水汽输送源地分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(6): 42-49.
[5]	林璇,赵磊,李得勤,古珊,牛骋,陈薇,文小航,王思慧. 华北“7.20”特大暴雨多尺度特征分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(3): 1-9.
[6]	王秀娟, 姜忠宝, 马晓华, 冯旭. 2018年吉林省一次暴雨过程成因分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(2): 1-8.
[7]	植江玲. “艾云尼”台风龙卷天气过程分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(2): 20-27.
[8]	杨磊, 孙丽, 王东东, 陈传雷, 王瀛, 才奎志, 张岳. 2017年“海棠”台风影响辽宁不同区域极端暴雨成因分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(1): 1-10.
[9]	林小红, 吴幸毓, 陈淼, 李雅芬, 刘锦绣, 陈彬. 台湾海峡西岸台风大风特征及极端大风典型个例分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(6): 93-100.
[10]	钱燕珍, 潘灵杰, 段晶晶, 郭宇光, 朱宪春. 三个登陆台风间接造成宁波大暴雨特征分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(5): 37-45.
[11]	黄海静, 杨再强, 王春乙, 张京红, 张亚杰, 张明洁. 海南岛天然橡胶林台风灾害风险评价[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(5): 130-136.
[12]	程航, 李燕, 蔡冬梅. 大连两次台风暴雨过程对比分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(3): 1-9.
[13]	林小红, 吴建成, 刘通易, 韩美, 郭弘, 柯小青. 三个典型登闽空心结构台风强降水分布差异分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(1): 10-17.
[14]	王叶红, 赵玉春. 不同背景场误差样本模拟方案对数值预报的影响--以“苏迪罗”台风为例[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(6): 11-23.
[15]	侯书勋, 张婉莹, 陈震, 王冠, 袁媛. 一次东移西北涡暴雨过程的诊断分析[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(5): 9-15.

辽宁东南半岛两次北上台风暴雨特征及成因对比分析

Comparison of characteristics and causes of two northward typhoon rainstorms in the Southeast Peninsula of Liaoning province

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 31

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10