中國(guó)臺(tái)風(fēng)特大暴雨綜述

? 陳聯(lián)壽 | 中國(guó)氣象科學(xué)研究院

? 許映龍 | 國(guó)家氣象中心、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)

【資料圖】

（本文原載《氣象與環(huán)境科學(xué)》2017年第1期）

▍ 引言

臺(tái)風(fēng)的災(zāi)害主要由臺(tái)風(fēng)大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)暴雨和風(fēng)暴潮造成。臺(tái)風(fēng)Rammasun （1409） 的大風(fēng)竟達(dá)到70～75m/s，這樣大的風(fēng)力可將岸邊巨輪拋上陸地、摧毀房屋橋梁、折斷成批大樹電塔，災(zāi)難深重。比風(fēng)災(zāi)更為嚴(yán)重的是暴雨之災(zāi)， Nina （7503） 臺(tái)風(fēng)的傾盆暴雨造成多座大型水庫(kù)崩潰，河堤決口，洪水泛濫，沖毀橋梁樓亭，淹沒(méi)城鎮(zhèn)，死傷無(wú)數(shù)。臺(tái)風(fēng)最為嚴(yán)重的災(zāi)害往往由風(fēng)暴潮引起，暴潮增水不僅和臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度有關(guān)，還和大陸架淺海區(qū)深度及地形有關(guān)。 孟加拉灣 （Bay of Bengal） 極易引起大的增水暴潮之災(zāi)。超級(jí)氣旋性風(fēng)暴 （Super cyclonic storm） Bhola于1970年11月12日登陸在如今孟加拉國(guó)的吉大港，恒河三角洲 （Ganges Delta） 及口外星羅棋布的島嶼遭到暴潮的滅頂之災(zāi)，死亡人數(shù)竟達(dá)30～50萬(wàn)人，這是20世紀(jì)人類的一場(chǎng)悲劇。

臺(tái)風(fēng)暴雨災(zāi)害是上述三種災(zāi)害中發(fā)生最為頻繁之災(zāi)，厘清臺(tái)風(fēng)暴雨機(jī)理是人們長(zhǎng)期以來(lái)的研究目標(biāo)。 臺(tái)風(fēng)暴雨的強(qiáng)度 （Rate） 和分布 （Distribution） 與三方面因素有關(guān)，即內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響、環(huán)境大氣控制和下墊面強(qiáng)迫。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響：臺(tái)風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和降水有重要影響，內(nèi)核對(duì)流暴發(fā) （Convective burst） 會(huì)引起臺(tái)風(fēng)突然增強(qiáng) （Rapid intensification） 和眼壁暴雨的增強(qiáng)。臺(tái)風(fēng)環(huán)流內(nèi)部的中尺度切變線和小渦會(huì)增強(qiáng)局部降水，臺(tái)風(fēng)內(nèi)核上空云的微物理過(guò)程是臺(tái)風(fēng)雨強(qiáng) （Rain rate） 增幅的重要機(jī)制。

環(huán)境大氣控制：臺(tái)風(fēng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)或臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度并非決定降雨的唯一因子，弱殘渦降雨超過(guò)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)降雨的觀測(cè)事實(shí)，說(shuō)明環(huán)境大氣對(duì)臺(tái)風(fēng)降雨的強(qiáng)度和分布范圍有重要控制作用。環(huán)境水汽和渦度向臺(tái)風(fēng)的輸入與雨量強(qiáng)度密切相關(guān)。 研究結(jié)果表明，輸入登陸臺(tái)風(fēng)水汽通量的大小對(duì)臺(tái)風(fēng)在陸上的維持和降水大小有重要作用。

登陸臺(tái)風(fēng)與季風(fēng)涌 （Monsoon surge） 相互作用，將使臺(tái)風(fēng)殘渦 （Remnant） 獲得大量水汽和潛熱能量，能使登陸臺(tái)風(fēng)維持不消或使殘渦復(fù)蘇 （Revival） 而增強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨。 典型例子是強(qiáng)熱帶風(fēng)暴Bilis （0604） ，這類臺(tái)風(fēng)登陸后往往向偏西或西南方向移動(dòng)，并與季風(fēng)涌遭遇。 中緯度西風(fēng)槽與登陸臺(tái)風(fēng)的相互作用是環(huán)境大氣對(duì)臺(tái)風(fēng)降雨的另一種重要影響，這種作用將使臺(tái)風(fēng)獲得斜壓位能而增強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨，并使臺(tái)風(fēng)形成變性結(jié)構(gòu) （Extratropical transition） ，生成中小尺度系統(tǒng)而增強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨。

臺(tái)風(fēng)與中緯度槽的相互作用往往發(fā)生在臺(tái)風(fēng)登陸后向西北或偏北方向移動(dòng)過(guò)程中，典型個(gè)例是臺(tái)風(fēng)Nina （7503） 。不僅環(huán)境西南季風(fēng)對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨有重要影響，環(huán)境東北信風(fēng) （Trade wind） 也是一個(gè)重要的影響成員。移經(jīng)巴士海峽和中國(guó)臺(tái)灣附近的臺(tái)風(fēng)往往會(huì)與這支東北信風(fēng)遭遇，來(lái)自熱帶洋面臺(tái)風(fēng)東側(cè)的潮濕偏南氣流與干燥的東北信風(fēng)會(huì)使臺(tái)風(fēng)倒槽區(qū) （Inverted trough area） 形成很強(qiáng)的輻合線或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)倒槽，多次臺(tái)風(fēng)特大暴雨都是由這條強(qiáng)輻合線所造成的。

高空急流是環(huán)境控制影響的另一個(gè)重要成員，急流對(duì)其南側(cè)臺(tái)風(fēng)高空流出氣流的強(qiáng)度有重要影響，當(dāng)急流加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)高層向東北方向的流出氣流時(shí)，臺(tái)風(fēng)暴雨強(qiáng)度增強(qiáng)。風(fēng)速垂直切變 （Vertical wind shear） 是環(huán)境控制影響中的又一個(gè)重要因子，它影響著臺(tái)風(fēng)暖核結(jié)構(gòu)和臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度，從而對(duì)臺(tái)風(fēng)降水強(qiáng)度產(chǎn)生影響。此外環(huán)境大氣中的氣溶膠 （Aerosol） 也會(huì)影響臺(tái)風(fēng)降雨，這一點(diǎn)目前已引起人們的關(guān)注。

下墊面強(qiáng)迫：陸面對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)貼地層環(huán)流的強(qiáng)迫 （Forcing） 作用，強(qiáng)烈地影響著臺(tái)風(fēng)降雨。 臺(tái)風(fēng)中心靠近海岸時(shí)，向岸風(fēng)和離岸風(fēng)對(duì)臺(tái)風(fēng)降雨的強(qiáng)度和范圍產(chǎn)生不對(duì)稱分布效應(yīng)。島嶼和山脈地形在一定條件下會(huì)對(duì)臺(tái)風(fēng)降雨產(chǎn)生增幅作用，臺(tái)灣海峽產(chǎn)生臺(tái)風(fēng)誘生低壓和臺(tái)灣中央山脈對(duì)向風(fēng)坡氣流強(qiáng)迫抬升都會(huì)加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨。 海南島五指山對(duì)臺(tái)風(fēng)外圍氣流強(qiáng)迫產(chǎn)生的中尺度小渦顯著地加強(qiáng)了臺(tái)風(fēng)暴雨。 內(nèi)陸大面積水面和飽和濕地對(duì)臺(tái)風(fēng)降雨也有明顯影響。研究結(jié)果表明，水面或臺(tái)風(fēng)暴雨所造成的飽和濕地會(huì)把水汽反饋到臺(tái)風(fēng)氣柱，這對(duì)維持暖心 （Warm core） 有利，并會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)暴雨。海島和大陸海岸、山脈地形和內(nèi)陸水面對(duì)臺(tái)風(fēng)降水均有顯著影響。

▍ 極端暴雨臺(tái)風(fēng)

登陸或近海臺(tái)風(fēng)下特大暴雨的很多，但下1000mm/24h以上的極端暴雨為數(shù)不多，下面給出的是下極端暴雨的臺(tái)風(fēng)個(gè)例。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Nina（7503）

Nina于1975年8月4日凌晨在福建晉江登陸，登陸時(shí)風(fēng)力12級(jí)，登陸時(shí)24h雨量為（福建廈門）， 登陸后Nina很快減弱為一個(gè)12m/s的殘渦，但竟在登陸后2～3天復(fù)蘇 （Revival） ，這與中緯度西風(fēng)槽相互作用獲得斜壓位能有關(guān)，24h雨量竟達(dá)到1062mm（河南林莊）， 成為新中國(guó)成立以來(lái)大陸暴雨之最，這一雨強(qiáng)紀(jì)錄至今未被打破（圖1）。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Herb（9608）

Herb于1996年7月31日夜間登陸臺(tái)灣基隆，登陸時(shí)風(fēng)力為14級(jí)， Herb于8月1日上午再次登陸福建福清，第二次登陸時(shí)風(fēng)力仍有12級(jí)。Herb登陸基隆時(shí)在臺(tái)風(fēng)中心南側(cè)的阿里山出現(xiàn)了/24h的極端特大暴雨， 成為我國(guó)極端暴雨之最 （圖2）。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Carla（6718）

Carla于1967年10月17日凌晨登陸菲律賓呂宋島，登陸后的日降雨量為（菲律賓碧瑤市，Baguio City） 。Carla登陸后，穿過(guò)呂宋島北部，移速減慢，17日夜間移入南海東北部海面。該臺(tái)風(fēng)雖未登陸臺(tái)灣，但臺(tái)風(fēng)北側(cè)有輻合線或倒槽掠過(guò)臺(tái)灣，在臺(tái)灣宜蘭新寮出現(xiàn)/24h的極端暴雨。 這次臺(tái)風(fēng)外包區(qū) （Envelope） 倒槽造成的如此強(qiáng)烈的極端暴雨（圖3），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了眼區(qū)暴雨。

臺(tái)風(fēng)Morakot（0908）

Morakot于2009年8月7日夜間在臺(tái)灣花蓮登陸，后于9日傍晚再次登陸福建霞浦。 Morakot在穿過(guò)臺(tái)灣時(shí)，8日14時(shí)至9日14時(shí)阿里山24h雨量竟達(dá)到。如此極端暴雨出現(xiàn)在Morakot登陸臺(tái)灣后移速突然減慢且停滯少動(dòng)期間（圖4）。另一個(gè)特點(diǎn)是Morakot在臺(tái)灣期間與另一個(gè)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴Goni（0907）發(fā)生了相互作用，這與Morakot雨量突然增強(qiáng)也存在密切關(guān)系。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Gloria（6312）

Gloria的中心于1963年9月11日掠過(guò)臺(tái)灣島的北端沿海 ，眼壁南側(cè)的強(qiáng)降雨落在臺(tái)灣北部的百新，雨量達(dá)到1248mm/24h。臺(tái)風(fēng)雖然未登陸臺(tái)灣（圖5），但中心南側(cè)的這場(chǎng)極端暴雨是在Gloria移速顯著減慢時(shí)產(chǎn)生的，這也與臺(tái)灣特殊地形影響及西南氣流在臺(tái)風(fēng)眼壁以南地區(qū)出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流有關(guān)。Gloria于次日（12日）21時(shí)在福建連江登陸，登陸后的最大日雨量?jī)H為454mm（浙江岑里）。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Lynn（8719）

Lynn于1987年10月23—24日穿過(guò)巴士海峽，24—25日臺(tái)風(fēng)倒槽掠過(guò)臺(tái)灣島其移速突然減慢，臺(tái)灣東部和中央山脈從南到北出現(xiàn)大范圍暴雨，其中24日竹子湖出現(xiàn)了/24h的極端暴雨。 如此暴雨出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)突然減速和停滯少動(dòng)階段（圖6），這時(shí)臺(tái)風(fēng)中心附近日雨量為（菲律賓卡加延阿帕里，Aparri，Cagayan）。 Lynn臺(tái)風(fēng)和Carla一樣，并未登陸臺(tái)灣，如此極端暴雨是臺(tái)風(fēng)北側(cè)倒槽和強(qiáng)輻合所造成， 臺(tái)灣低空東北信風(fēng) （Trade wind） 與臺(tái)風(fēng)東側(cè)偏南潮濕氣流的輻合起了重要作用，中央山脈地形輻合起了加劇暴雨的效果。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Lynn最后于10月28日11時(shí)登陸廣東珠海，登陸后最大日降雨量?jī)H為35mm（廣東中山）。

超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Parma（0917）

Parma于2009年10月3日下午登陸菲律賓呂宋島， 以后在呂宋島和北部沿海突然減速，并回旋少動(dòng)，直到10月8日才離開(kāi)這一帶。Parma雖未登陸我國(guó)臺(tái)灣，但其北側(cè)倒槽輻合區(qū)在Parma停滯少動(dòng)期間在臺(tái)灣宜蘭、花蓮這一帶下了極端暴雨，宜蘭大同鄉(xiāng)的古魯雨量竟達(dá)/24h。 這場(chǎng)極端暴雨同樣是出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)少動(dòng)停滯的這一特殊階段 （圖7），且是臺(tái)風(fēng)北側(cè)倒槽輻合區(qū)與弱冷空氣相互作用的產(chǎn)物。超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Parma倒槽在下如此極端暴雨時(shí)，其中心附近最大日雨量?jī)H為（菲律賓碧瑤市，Baguio City）。Parma最后于10月12日09時(shí)在海南萬(wàn)寧登陸，登陸后的最大日雨量?jī)H為319mm（海南臨高）。

▍ 產(chǎn)生極端暴雨臺(tái)風(fēng)特點(diǎn)

縱觀上述7場(chǎng)我國(guó)臺(tái)風(fēng)極端暴雨，6場(chǎng)發(fā)生在臺(tái)灣，1場(chǎng)發(fā)生在大陸，24h雨強(qiáng)最大的由臺(tái)風(fēng)Herb（9608）造成，出現(xiàn)在臺(tái)灣，最小的是由臺(tái)風(fēng)Nina（7503）造成的河南75·8特大暴雨。這些臺(tái)風(fēng)往往具有以下特點(diǎn)。

維持和停滯

登陸或近海臺(tái)風(fēng)的停滯少動(dòng)和維持不消是產(chǎn)生臺(tái)風(fēng)極端暴雨共同的顯著特點(diǎn)， 上述極端暴雨臺(tái)風(fēng)不管登陸與否，在下極端暴雨時(shí)都有減速或停滯少動(dòng)的特點(diǎn)。 另外，有的登陸臺(tái)風(fēng)在陸上經(jīng)受不住摩擦耗損，一天即消失；有的陸上臺(tái)風(fēng)獲得了新的能量，令其補(bǔ)償耗損，經(jīng)久不衰，或使減弱的殘渦復(fù)蘇，重造極端暴雨 。登陸臺(tái)風(fēng)殘渦在陸上經(jīng)久不衰的要特別警惕。

有兩種能量會(huì)使臺(tái)風(fēng)在陸上維持不消，即潛熱和位能。 潛熱靠水汽提供，登陸臺(tái)風(fēng)大氣環(huán)境中有東南或西南風(fēng)低空急流并有相應(yīng)水汽通道與其聯(lián)結(jié)，可使其獲得潛熱。登陸后向偏北移動(dòng)的臺(tái)風(fēng)往往會(huì)發(fā)生與中緯度槽的相互作用，臺(tái)風(fēng)殘渦會(huì)從中緯度槽中獲得位能。這兩種獲得新能量的方式均有利于臺(tái)風(fēng)低壓在陸上的維持。當(dāng)?shù)顷懪_(tái)風(fēng)移入鞍型氣壓場(chǎng)或弱環(huán)境引導(dǎo)場(chǎng)時(shí)，將會(huì)發(fā)生減速和停滯少動(dòng)。

水汽供應(yīng)

當(dāng)臺(tái)風(fēng)登陸后，下墊面由海洋變成了陸面，切斷了海面對(duì)臺(tái)風(fēng)水汽的供應(yīng)，加上陸面摩擦耗損，臺(tái)風(fēng)因能量急減而變成一個(gè)殘渦并將逐漸衰亡。 陸面上對(duì)臺(tái)風(fēng)水汽的供應(yīng)實(shí)為有限，但有時(shí)也會(huì)有充沛水汽輸入，轉(zhuǎn)化為潛熱能量，可以延長(zhǎng)臺(tái)風(fēng)壽命，并可下很大暴雨。登陸臺(tái)風(fēng)可由以下4種方式獲得水汽。

環(huán)境水汽輸送通道

登陸臺(tái)風(fēng)大氣環(huán)境中有西南風(fēng)或東南風(fēng)低空急流與臺(tái)風(fēng)聯(lián)結(jié)，形成水汽輸入通道，低層豐沛水汽可由這樣的通道輸入臺(tái)風(fēng)。 用5個(gè)強(qiáng)降水臺(tái)風(fēng)與5個(gè)弱降水臺(tái)風(fēng)流場(chǎng)和水汽通量合成分析 （Composite analysis） 比較結(jié)果表明：強(qiáng)降水臺(tái)風(fēng)具有明顯的水汽輸入通道和強(qiáng)的水汽通量；而弱降水臺(tái)風(fēng)資料合成分析未見(jiàn)有水汽通道與之聯(lián)結(jié)并且水汽通量很?。▓D8）。

登陸臺(tái)風(fēng)與季風(fēng)涌的相互作用

我國(guó)東南沿海臺(tái)風(fēng)登陸頻繁，這一地區(qū)也是東亞季風(fēng)最為活躍的地區(qū)。 臺(tái)風(fēng)與季風(fēng)涌 （Monsoon surge） 相遇并產(chǎn)生相互作用的概率很高。季風(fēng)涌由一些中尺度或次天氣尺度的潮濕云團(tuán) （Cloud cluster） 組成， 當(dāng)這些云團(tuán)并入臺(tái)風(fēng)或其殘渦環(huán)流中時(shí)，將給臺(tái)風(fēng)提供大量水汽，不僅使臺(tái)風(fēng)維持時(shí)間長(zhǎng)，并將顯著增強(qiáng)降水量和擴(kuò)大雨區(qū)。 最為典型的例子是強(qiáng)熱帶風(fēng)暴Bilis（0604），它于2006年7月14日中午登陸福建霞浦，并與季風(fēng)云團(tuán)相遇，潮濕云團(tuán)源源不斷涌入風(fēng)暴環(huán)流，從而給Bilis提供了新的能量，使其在陸面上持久不衰（圖9）。 它自穿越臺(tái)灣登陸福建后，一路向偏西移動(dòng)，穿越江西、湖南、廣西各省，進(jìn)入越南境內(nèi)消失，一路暴雨強(qiáng)度之大，范圍之廣，持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)，為歷史罕見(jiàn)，造成江河泛濫，山洪暴發(fā)，一些城鎮(zhèn)被淹，災(zāi)害深重。

雙臺(tái)風(fēng) （Binary typhoons） 相互作用

當(dāng)沿海地區(qū)出現(xiàn)雙臺(tái)風(fēng)相互作用時(shí)，其中一個(gè)臺(tái)風(fēng)將其水汽和渦度通過(guò)西南氣流向另一個(gè)臺(tái)風(fēng)（受體）輸送，其結(jié)果會(huì)使受體臺(tái)風(fēng)獲得新的能量而加強(qiáng)，或使受體臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)較強(qiáng)降水。

近年來(lái)多次出現(xiàn)近海雙臺(tái)風(fēng)的相互作用現(xiàn)象。近海突然增強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)Saomai（0608）與另一個(gè)近海臺(tái)風(fēng)Bopha（0609）發(fā)生相互作用，結(jié)果表明（圖10），Bopha向受體臺(tái)風(fēng)輸出了能量而減弱，受體臺(tái)風(fēng) （Saomai） 得到迅速加強(qiáng)，蒼南、福鼎一帶測(cè)站測(cè)到的極值風(fēng)速竟達(dá)/s、/s，蒼南的昌禪測(cè)到降雨極值達(dá)606mm。 研究結(jié)果表明，Saomai的突然增強(qiáng)與它和另一個(gè)熱帶風(fēng)暴Bopha的相互作用密切相關(guān)，當(dāng)Bopha的部分氣旋性環(huán)流和相應(yīng)的渦塊卷入Saomai后，Saomai發(fā)生了突然增強(qiáng)，而Bopha開(kāi)始減弱。

另有一對(duì)在沿海發(fā)生相互作用的雙臺(tái)風(fēng)是Morakot（0908）和Goni（0907），強(qiáng)熱帶風(fēng)暴Goni的西南氣流向Morakot輸送水汽和渦度，Morakot是一個(gè)產(chǎn)生極端暴雨的臺(tái)風(fēng)。 研究結(jié)果表明，Goni向Morakot南邊界輸入的水汽通量顯著地超過(guò)了其他邊界的（圖11），并增強(qiáng)了Morakot的暴雨。

陸上的大尺度水面

我國(guó)大陸臺(tái)風(fēng)活動(dòng)區(qū)有多塊大尺度水面，例如洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、太湖、洪澤湖、高郵湖、杭州灣等，當(dāng)臺(tái)風(fēng)殘渦經(jīng)過(guò)這些內(nèi)陸水面或飽和濕地時(shí)，向上的水汽通量會(huì)使殘渦獲得新的能量。 研究結(jié)果表明，湖面會(huì)使登陸臺(tái)風(fēng)獲得更多水汽，產(chǎn)生更多的凝結(jié)潛熱和眼區(qū)的強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)，對(duì)臺(tái)風(fēng)環(huán)流的維持有利。另外，湖面還有緩解臺(tái)風(fēng)衰亡的作用（表1），該研究結(jié)果還顯示湖面對(duì)模擬的雷達(dá)回波有增強(qiáng)作用。

中緯度槽與臺(tái)風(fēng)的相互作用

當(dāng)?shù)顷懪_(tái)風(fēng)有向偏北方向移動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，就有可能遭遇中緯度西風(fēng)帶槽。臺(tái)風(fēng)與西風(fēng)槽 （Westerly trough） 相互作用時(shí)，臺(tái)風(fēng)偏南氣流水汽輸送會(huì)加強(qiáng)西風(fēng)槽前的降雨，西風(fēng)槽后冷空氣入侵臺(tái)風(fēng)環(huán)流會(huì)使臺(tái)風(fēng)暖氣層抬升而獲得位能，而位能釋放就會(huì)轉(zhuǎn)化成臺(tái)風(fēng)低層動(dòng)能，這樣就有利于臺(tái)風(fēng)殘渦在陸面上的維持。另外，相互作用也會(huì)增加臺(tái)風(fēng)殘渦的不穩(wěn)定層結(jié)能量，有利于加強(qiáng)降雨。

造成河南極端暴雨的臺(tái)風(fēng)Nina（7503）登陸后向西北移動(dòng)就受到中緯度西風(fēng)槽的影響，槽后向南擴(kuò)散的冷空氣使Nina殘渦發(fā)生變性，誘生出一系列中小尺度系統(tǒng)，并受伏牛山喇叭口地形作用，從而在河南駐馬店地區(qū)產(chǎn)生了如此極端暴雨，中緯度西風(fēng)槽對(duì)此有重要作用。

臺(tái)風(fēng)眼壁和外圍強(qiáng)輻合倒槽

臺(tái)風(fēng)環(huán)流中最強(qiáng)暴雨往往出現(xiàn)在兩個(gè)區(qū)域，即臺(tái)風(fēng)眼壁及南側(cè)不穩(wěn)定輻合區(qū)和臺(tái)風(fēng)北部倒槽輻合區(qū)。 臺(tái)風(fēng)眼壁暴雨往往出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)路徑的左側(cè)，這一側(cè)通常有臺(tái)風(fēng)的北風(fēng)或西北風(fēng)注入，與潮濕的西南氣流輻合， 產(chǎn)生很強(qiáng)的不穩(wěn)定層結(jié) （Instable stratification） ，這是加劇暴雨所必需的條件。 超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Gloria并未在臺(tái)灣登陸，它在臺(tái)灣北部造成的極端暴雨就是這類出現(xiàn)在路徑左側(cè)的極端暴雨。

臺(tái)風(fēng)內(nèi)部暴雨除出現(xiàn)在眼壁外，還常出現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)的倒槽區(qū) （Inverted trough） ，它是臺(tái)風(fēng)螺旋雨帶的一部分，登陸前后演變成南北走向的強(qiáng)輻合區(qū)，通常是由臺(tái)風(fēng)潮濕的東南氣流和東北氣流形成的切變輻合線。 當(dāng)臺(tái)風(fēng)在福建登陸時(shí)，這一倒槽出現(xiàn)在浙江，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：發(fā)生在浙江的倒槽暴雨雨量超過(guò)福建登陸地點(diǎn)的雨量。 尤其臺(tái)風(fēng)潮濕的偏南氣流與干燥的東北信風(fēng)構(gòu)成的臺(tái)風(fēng)切變倒槽，造成的倒槽暴雨就更為強(qiáng)烈。例如當(dāng)臺(tái)風(fēng)位于呂宋島或巴士海峽時(shí)，臺(tái)風(fēng)倒槽掠過(guò)臺(tái)灣島，竟造成了極端暴雨，例如臺(tái)風(fēng)Carla（6718）、Lynn（8719）、Parma（0917）和Megi（1013）都具有這一共同特點(diǎn)。

山脈地形作用

山脈地形在極端暴雨的形成中均起重要作用。文中所提的幾場(chǎng)極端暴雨均和山脈有關(guān)。 Nina（7503）臺(tái)風(fēng)殘渦在河南造成的極端暴雨和境內(nèi)伏牛山脈喇叭口地形有關(guān)，其他幾個(gè)臺(tái)風(fēng)在臺(tái)灣造成的極端暴雨都和中央山脈地形作用有關(guān)。 山脈地形對(duì)臺(tái)風(fēng)近地層環(huán)流有強(qiáng)迫作用，這種強(qiáng)迫可以加強(qiáng)迎風(fēng)坡氣流的上升運(yùn)動(dòng)，從而加強(qiáng)暴雨強(qiáng)度。近地層殘渦環(huán)流因地形強(qiáng)迫會(huì)生成小渦或地形輻合線，這些中小尺度系統(tǒng)會(huì)顯著地加強(qiáng)雨量。

臺(tái)風(fēng)云系的微物理過(guò)程

臺(tái)風(fēng)下的極端暴雨用中尺度動(dòng)力和熱力過(guò)程往往解釋不了。 用低層輻合、中尺度強(qiáng)對(duì)流暴發(fā)、渦度、上空的輻散或流出氣流這些因子來(lái)解釋100mm的暴雨，也用來(lái)解釋1000mm的極端暴雨，說(shuō)明并未找出極端暴雨的成因。 云的微物理過(guò)程往往在臺(tái)風(fēng)特大暴雨熱力動(dòng)力分析中未能涉及，而它和臺(tái)風(fēng)特大暴雨可能有十分密切的關(guān)系。高層積雨云中的冰粒子或霰 （Graupel） 播撒到層云中增加了大量凝結(jié)核，形成大水滴降落，這種播撒效應(yīng) （Seeding effect） 對(duì)造成極端暴雨有作用。

用WRF模式對(duì)造成極端降雨的登陸臺(tái)風(fēng)Morakot（0908）的云微物理過(guò)程作了數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明，Morakot的強(qiáng)降水是螺旋雨帶上空積雨云帶所造成。模擬還顯示，高空有較強(qiáng)的冰相過(guò)程和大量冰粒子、霰粒子將會(huì)使降雨增強(qiáng)。高空如沒(méi)有冰相過(guò)程，則對(duì)流減弱，降雨顯著減小。

▍ 小結(jié)

特大暴雨中≥1000mm/24h雨量強(qiáng)度的稱之為“極端暴雨”。中國(guó)的暴雨之最是由臺(tái)風(fēng)造成的，中國(guó)臺(tái)風(fēng)極端暴雨中最強(qiáng)的雨量是由臺(tái)風(fēng)Herb（9608）所造成，極端暴雨中雨量最小的是由臺(tái)風(fēng)Nina（7503）造成，這些極端臺(tái)風(fēng)暴雨的預(yù)報(bào)目前還很困難。

造成極端暴雨的臺(tái)風(fēng)有一些顯著特點(diǎn)，這類臺(tái)風(fēng)或殘渦往往在陸面或近海海面上維持，經(jīng)久不衰，并停滯少動(dòng)，極端暴雨往往在其緩慢和停滯少動(dòng)期間造成。 水汽通道極為重要，低空急流、季風(fēng)涌、雙臺(tái)風(fēng)相互作用和內(nèi)陸大面積水體等是登陸臺(tái)風(fēng)獲得水汽和潛熱能量的主要來(lái)源。中緯度西風(fēng)槽與臺(tái)風(fēng)或殘渦相互作用往往會(huì)向臺(tái)風(fēng)或殘渦提供位能和不穩(wěn)定能量，并使其產(chǎn)生更大降雨。 極端暴雨往往可由臺(tái)風(fēng)輻合倒槽產(chǎn)生，尤其是東北信風(fēng)和臺(tái)風(fēng)偏南潮濕氣流所形成的輻合倒槽，可產(chǎn)生很強(qiáng)的暴雨。 山脈地形在極端暴雨的形式中起了重要作用。另外，臺(tái)風(fēng)高層云團(tuán)中的微物理過(guò)程，包括霰 （Graupel） 和冰粒子的分布結(jié)構(gòu)和播撒效應(yīng)，對(duì)臺(tái)風(fēng)特大暴雨的形成有重要作用，這方面的研究還有待進(jìn)一步深入。

臺(tái)風(fēng)暴雨大小并不由臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度決定，而是臺(tái)風(fēng)環(huán)境條件、下墊面特征和臺(tái)風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)三者相互作用的產(chǎn)物。 因此，臺(tái)風(fēng)弱殘渦的降雨可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的雨量，臺(tái)風(fēng)眼北側(cè)倒槽輻合區(qū)或南側(cè)不穩(wěn)定輻合區(qū)的降雨也可超過(guò)臺(tái)風(fēng)眼墻降雨。

作者致謝：感謝菲律賓大氣地球物理和天文管理局（PAGASA）的Renito 先生為本文提供了相關(guān)臺(tái)風(fēng)的菲律賓降水資料。

本文原載《氣象與環(huán)境科學(xué)》2017年第1期，原題為《中國(guó)臺(tái)風(fēng)特大暴雨綜述》。

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