浙江地区一次台风远距离暴雨过程的分析研究文献综述

 2023-03-21 17:04:04


一、文献综述

国台风远距离暴雨的相关研究

摘 要:在我国台风远距离暴雨的问题上,许多专家学者提出了多种看法及观点。本文从台风与其他天气系统相互作用产生暴雨的有关研究,台风远距离暴雨的定义、分布、成因、特征及发生过程,以及台风与西风槽对远距离暴雨的作用等角度,归纳了不同专家学者的主张,并且总结目前台风远距离暴雨研究目前存在的问题以及研究趋势,为后续的研究奠定了坚实的文献基础和知识支持。

关键词:台风;远距离暴雨;西风槽;水汽输送

  1. 台风暴雨

台风是造成大暴雨甚至特大暴雨的主要灾害系统之一。对于产生暴雨的台风及其他天气系统之间相互作用的关系,国内外许多专家学者进行了研究。张兴强等[1]根据对卫星云图的分析,将台风暴雨归纳为台风环流本身暴雨、台风云系和其他系统相结合产生的暴雨(包含台风倒槽暴雨,与西风槽结合产生的暴雨,及与台风相联系的热带云团降水)及台风眼外围螺旋云带暴雨三类。陶诗言[2]指出暴雨是各种天气尺度相互作用的产物,其中中尺度系统是直接造成暴雨的天气系统,抓住中尺度系统演变规律对了解这种相互作用和暴雨发生有重要意义。张少林等[3]在对一次热带气旋远距离暴雨的诊断分析中指出了热带气旋远距离暴雨是水汽、能量条件不同的中低纬系统相互作用的结果。但由于中低纬系统相互作用的复杂性,对其机理的认识还不是很清楚。虽然台风的水汽输送在暴雨的形成中很重要,但冷空气的作用也不容忽视[4-6]。丁一汇等[7]指出,中高层干冷空气和低层潮湿空气的不断平流为暴雨区位势不稳定的重建提供了有利条件。并且丁一汇[8]等还通过对青藏高原等地形对我国降水的影响以及东亚夏季风的年际变化与我国夏季降水的影响的研究探讨了季风活动与暴雨之间的关系。在暴雨的理论研究及对暴雨的预报中所面临的巨大挑战就是其繁杂的形成原因及难以预报性[9]

  1. 台风远距离暴雨

陈联寿[10]指出台风引发的暴雨区可以分为两个部分:台风自身涡旋直接引发的暴雨区;台风与中纬度系统作用产生的远距离暴雨区。若暴雨发生在台风范围之外并且这块降雨与台风存在着内在的物理联系,即可认定为台风远距离暴雨[11]。但是该定义缺少定量化的统计。Cote(2007)[12]则给出定量的标准对台风远距离暴雨进行统计:(1)降水区的雷达反射率值ge;35dBZ,且降水持续6h以上;(2)24 h降水量ge;100 mm;(3)雷达图像上远距离降水区和台风环流降水区有明显界限;且在台风和远距离暴雨区之间都有一条深厚的水汽通道连接。但是该定义却忽略了产生暴雨的台风及其他天气系统之间相互作用的关系研究。丁治英等[13]综合了考虑了水汽通道和 TC(包括风速ge;18 m/s的热带气旋)与中纬度系统相互作用两个因素,给出了远距离暴雨的定义:(1)降水在台风环流之外;(2)24 h 降水量ge;50 mm;(3)在 850 hPa 水汽通量分布图上,降水区与 TC 之间有一条明显的水汽通道(水汽通量在 850 hPa 以下ge;5 g/(sbull;hPabull;cm));(4)沿水汽通道需有产生降水的中纬度天气系统配合。

在对台风远距离暴雨的分布的研究中,周军等[14]通过对1987-1992年期间在广东汕头至长江口登陆的19个西太平洋台风的资料进行研究后发现台风远距离暴雨总的说来位于中尺度暖区下风方、台风倒槽和西风槽的东侧。而张少林等[3]在对一次热带气旋远距离暴雨的诊断分析中则指出暴雨区的分布主要出现在热带气旋前方的高能舌区内,并且该高能区受西风槽所引领的冷空气的影响。杨晓霞等[15]则是通过对1971-2003年期间在18°-25°N、106°-123°E区域内活动的热带气旋的研究统计发现,热带气旋远距离暴雨的落区和强度受众多方面的因素如热带气旋的登陆位置、西风带中气旋性环流系统、副热带高压和地形等影响。

在对台风远距离暴雨产生的因素分析上,张少林等[3]的研究还指出热带气旋远距离暴雨是水汽、能量条件不同的中低纬系统相互作用的结果;并且伴随热带气旋所产生的低空东南急流能够为大暴雨的产生输送大量的暖湿空气,创造充足的水汽条件。但由于中低纬系统相互作用的复杂性,对其机理的认识还不是很清楚。李媛等[16]的研究则是发现降水期间对流层顶附近有向下的及对流层低层由西北向南的两种形式的干空气侵入对暴雨的强度产生影响。干冷空气对暴雨强度的影响过程是通过对降水区的作用而实现的[17],在暴雨区的不同高度上,干冷空气在降水区的上空侵入,从而扩大了垂直方向上的温差,导致增强了该降水区的对流不稳定性,同时还增强了空气的湿度,加强了湿不稳定的发生,最终对暴雨强度的加强起到了增幅作用。陈联寿则将影响台风暴雨的物理因子概括为水汽、边界层交换、地形作用、变性过程、内部中尺度强对流系统的生长及台风残涡与季风的相互作用等六个因素。

在对台风远距离暴雨的特征的发现上,丛春华等[10]根据大量的观测事实和研究结果表明台风远距离暴雨过程的中尺度系统明显,中尺度特征突出;暴雨发生地区分布广,暴雨发生具有较强的突发性,降水过程中强度较大且时段集中;暴雨区具有不稳定性,分别体现在对流不稳定、对称不稳定和斜压不稳定等方面。这些都被认为是台风远距离暴雨的显著特征。

在对台风远距离暴雨发生过程的描述上,据孙兴池[18]等对一次台风远距离暴雨的分析,在前期暴雨垂直方向对流基本稳定,但有强的对称不稳定由于上升运动的发生发展;后期连续暴雨则转变为低层增温、增湿且对流和对称不稳定并存,从而产生强降水。胡进[19]对2013年8月14日发生在东北的一次暴雨过程进行了详细的分析,并指出暴雨发生前期水汽供应主要来自台风以及副高东侧的偏南气流,其主要源地为台风外围;暴雨发生中后段的水汽供应主要来自于副高东侧的西南气流,主要源地为我国东海、黄海以及西太平洋地区。在此次暴雨过程中,随着台风西移,西风槽东移,台风向暴雨区的水汽通道由加强到逐渐减弱,暴雨发生中后期的水汽输送,主要通过副高东侧的偏南气流维持。

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