台风为何会带来降雨(台风气流运动示意图)
台风为何会带来降雨
在台风这空气柱上部约距地面12公里处,空气向地面流出,又有低层空气向内流入;在垂直方向上,这气柱内的空气强烈上升。在上升过程中,大量空气从气压大的低空迅速地上升到气压小的高空,使空气膨胀冷却,空气中的水汽凝成小水滴。当小水滴的质量达到一定程度,就不能漂浮在高空,所以从高空坠下形成降雨。
一般的台风都会伴随强降雨,这些雨水有一部分是台风从海洋带来的水蒸气形成的,还有一些是高空中云雾里蕴含的大量水分。不过光有水蒸气还不足以形成台风雨,还受到气流的强上升运动以及地形等因素的影响。台风伴随的降雨,其强度和持续时长不一,但它们形成的原理是大致相同的。
在台风预报过程中,如何准确把握环流形势场和各种因素的相对作用?在复杂的环流形势下,面对各家模式预报出现的分歧,预报员应该何去何从?如何集合不同时段不同预报产品所长得出最好的预报结果?在前期不确定性较大的预判下,如何有效地进行台风灾害风险决策,在不确定性风险和减灾之间寻求平衡?这些都是预报员一直以来面临的难题。
大块头台风“杜苏芮”,登陆福建后虽然强度逐渐减弱,但其残余环流仍继续北上,给我国东部地区带来大范围强降雨。为何“杜苏芮”在登陆后还能长途跋涉,在千余公里之外引发极端强降水?
副高是影响“杜苏芮”路径的主要系统。由于数值模式在“杜苏芮”生成初期对副高变化预报差异较大,路径预报不确定性较高,导致集合预报路径发散度较大,且不同起报时次客观路径预报调整的方向分歧也较大,增加了主观订正的难度。
台风气流运动示意图
“杜苏芮”生成于副高南侧,此时副高受到“杜苏芮”和中纬度西风带系统以及“卡努”的共同影响。副高形态的变化对于台风路径预报具有重要影响,“卡努”通过环流形势的作用引起“杜苏芮”路径预报的变化。同样,“海葵”在多种力量的“撕扯”下缓慢前行,鞍形场、大陆高压、西南季风等都可能影响台风路径。
近年来,缺少洋面上有效的观测资料是强度预报偏差的一个直接原因。如何利用先进的资料同化方法同化多源资料来改善台风的初始热力、动力信息,从而改进对台风的模拟和强度预报是当前研究的热点。在实际的业务监测分析中,为了避免对快速加强过程中台风强度的低估,需要应用雷达、海岛自动站及其他观测手段,以获取更全面的台风强度变化信息。
在水汽输送方面,“杜苏芮”存在多通道水汽接力输送,且有东南气流的水汽补充。同时,与西北太平洋洋面台风“卡努”形成的“双台共舞”也贡献了水汽补充,并与副热带高压外围东南气流汇合,这几股水汽从南边和东边汇合后输向华北平原,使得“杜苏芮”能够不断“续命”。
对比不同起报阶段的路径预报偏差可以发现,“杜苏芮”生成初期路径预报偏差较大,预报路径较实况路径偏东。7月21日8时至23日14时台风生成初期,*气象台主观预报判断“杜苏芮”生成后将向西北方向移动,趋向于*岛。但副热带高压(以下简称“副高”)形态调整后,7月23日17时预报调整为穿过巴士海峡进入南海东北部海域。
在过去三十年中,台风的路径预报水平显著提高,但是强度预报,尤其是快速增强过程的预报,仍然是国内外台风预报的难点。台风强度快速变化是台风强度预报误差的重要来源,台风强度达到峰值后突然快速减弱这一过程因其突发性和迅速性,更是给预报带来了巨大挑战。特别是近海台风快速加强尤为难预报。统计分析表明,约17%的台风在靠近岛屿或陆地时出现了快速加强现象。
台风造成暴雨的原因
在台风“海葵”影响期间,*深圳2小时、3小时、6小时、12小时、24小时、48小时、72小时累计降水量打破1952年有气象记录以来7项历史极值。
台风是自然界中最强的造雨系统。据统计,我国24小时累计降水量记录中排在前六位的记录均是由台风引发的,中国最大24小时雨量记录为1748.5毫米,由9608号超强台风“Herb”引发。
“杜苏芮”从登陆后,最初北上的速度相对较快,每到一个地方造成的降水持续时间并不长,雨没下多久就结束了。但是,台风行至河南、*一带,降水系统东侧的副热带高压和北侧的大陆高压脊合并连通,共同形成“高压坝”,并维持了三天左右,这股神秘的力量使“杜苏芮”残涡在华北到黄淮一带移速减缓,残涡徘徊、滞留近三天左右,导致京津冀地区出现大范围、长历时的极端强降水。
