遼東半島熱帶氣旋暴雨的研究.pdf

1、遼東半島的大暴雨多由登陸北上熱帶氣旋經(jīng)過黃渤海域所致。北上至遼東半島及黃渤海域的熱帶氣旋與中緯度西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用，其結(jié)構(gòu)由于冷空氣的侵入將發(fā)生劇變，這種變性(Extratropical Transition)過程中常伴有中尺度系統(tǒng)活動(dòng)。過去因探測技術(shù)和資料的限制，對(duì)此缺少系統(tǒng)研究。近十年來，由于觀測技術(shù)的發(fā)展，高分辨率資料豐富，北上熱帶氣旋暴雨和變性問題已成為我國災(zāi)害天氣研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這一領(lǐng)域研究內(nèi)容廣泛，包括北上熱帶氣旋結(jié)構(gòu)

2、、強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)及其變化過程，下墊面的影響，變性過程等。熱帶氣旋與冷空氣相互作用的變性過程是遼東半島熱帶氣旋暴雨研究的重點(diǎn)。登陸北上熱帶氣旋由于下墊面的摩擦作用其強(qiáng)度通常迅速減弱，由于冷空氣的侵入導(dǎo)致熱帶氣旋變性，特別是變性加強(qiáng)過程所產(chǎn)生的強(qiáng)風(fēng)暴雨可能超過登陸時(shí)的災(zāi)害，這是熱帶氣旋變性成為國際臺(tái)風(fēng)研究界攻關(guān)熱點(diǎn)的原因，也是本文研究的目標(biāo)之一。本文用觀測研究、診斷分析和數(shù)值模擬對(duì)遼東半島熱帶氣旋暴雨進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，得出的結(jié)果希望對(duì)實(shí)際預(yù)

3、報(bào)有所幫助。]本文利用1971～2000年常規(guī)資料和熱帶氣旋年鑒資料，對(duì)30年來影響遼東半島及黃渤海域熱帶氣旋運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度、變性、路徑及災(zāi)害的一般特征進(jìn)行分析，揭示了遼東半島熱帶氣旋暴雨的主要影響路徑、降水分布及所造成的災(zāi)害特征。如熱帶氣旋活動(dòng)有著明顯的年際變化；熱帶氣旋源地不同，對(duì)研究區(qū)域的影響程度不同；熱帶氣旋在自南向北的移動(dòng)過程中，強(qiáng)度和移動(dòng)速度變化顯著；熱帶氣旋移動(dòng)路徑和災(zāi)害天氣分布也存在較大差異；熱帶氣旋活動(dòng)具有群集性，在產(chǎn)生風(fēng)

4、暴潮、暴雨的同時(shí)，常引發(fā)洪澇災(zāi)害、泥石流、滑坡等次生災(zāi)害，加重了災(zāi)害程度。 遼東半島熱帶氣旋暴雨與熱帶氣旋北上期間的大尺度環(huán)流密切相關(guān)。利用NCEP全球分析資料分析了副熱帶高壓、高低空急流和冷空氣的特征。結(jié)果表明，熱帶氣旋影響期間，有利、穩(wěn)定的副熱帶高壓使低值系統(tǒng)偏北移動(dòng)，并靠近中緯度斜壓鋒區(qū)，使低值系統(tǒng)得到發(fā)展的同時(shí)并阻擋著其東移出海；高空輻散低層輻合相疊置，高空急流在35°N以北，呈非緯向，有利于垂直上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)和熱帶氣旋的向

5、北移動(dòng)；遼東半島地區(qū)為低空急流水汽輸送輻合區(qū)；登路北上過程中，中緯度斜壓鋒區(qū)穿過熱帶氣旋，使其獲得斜壓能量變性加強(qiáng)，有利于遼東半島強(qiáng)降水的產(chǎn)生。 在有利的大尺度條件下，熱帶氣旋云帶上的降水并不均勻，雨帶上中尺度對(duì)流云團(tuán)的形成、發(fā)展有利于所經(jīng)地區(qū)的暴雨增幅。分析遼東半島熱帶氣旋暴雨發(fā)現(xiàn)，南方中尺度云團(tuán)的卷入或北方有斜壓云系移近，有利于低值系統(tǒng)的發(fā)展加強(qiáng)。熱帶氣旋的趨暖性使其向海溫暖舌區(qū)域偏折，遼東半島熱帶氣旋暴雨與黃渤海海面溫度(

6、SST)有直接關(guān)系。數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果表明，黃海北部海溫升高使強(qiáng)輻合中心更靠近遼東半島，低層輻合和水汽輸送明顯加強(qiáng)，降水量顯著增加。海溫增溫越大，熱帶氣旋降水越強(qiáng)。黃海北部海溫降低，低層輻合和水汽輸送略有減弱，降水量減少不明顯。 遼東半島周邊復(fù)雜地形對(duì)登陸北上影響遼東半島的熱帶氣旋都有不同程度的影響。本文針對(duì)泰山、遼東半島和朝鮮半島的地形進(jìn)行了數(shù)值試驗(yàn)，研究其對(duì)遼東半島降水的影響。結(jié)果表明，環(huán)黃渤海地形對(duì)上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)迫作用，對(duì)低空急流

7、的阻擋作用，對(duì)偏東氣流的加強(qiáng)效應(yīng)及對(duì)邊界層熱量的向上輸送作用，直接影響遼東半島熱帶氣旋暴雨的強(qiáng)度和分布。 北上熱帶氣旋與中緯度冷空氣相互作用，獲得斜壓能量變性加強(qiáng)有利于熱帶氣旋低壓的維持和發(fā)展。本文通過對(duì)比分析研究了熱帶氣旋的變性過程與遼東半島熱帶氣旋降水的關(guān)系。結(jié)果表明，熱帶氣旋變性加強(qiáng)發(fā)生在其與中緯度高空槽的耦合過程中。變性加強(qiáng)熱帶氣旋高層正濕位渦擾動(dòng)下傳，與低空的暖濕氣流相互作用，低層環(huán)流內(nèi)具有冷鋒鋒生現(xiàn)象，遼東半島降水強(qiáng)