台风“温比亚”(1818)对郑州机场暴雨的影响与分析

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:闫凯丽 王斌 李健
[导读] 本文利用高空、地面常规观测资料及NCEP再分析资料,

        摘要:本文利用高空、地面常规观测资料及NCEP再分析资料,从环流形势、水汽条件、动力条件对台风“温比亚”造成郑州机场暴雨的机理进行分析。结果表明:造成郑州机场此次暴雨的直接原因是温比亚长时间维持在河南区域,大风、雷电、暴雨等极端天气同时产生;鉴于机场强对流天气预报的局地性和超短临特点,通过加强监测、及时发布预警信息和启动应急响应机制是提高郑州机场台风应急保障能力的有效手段。
        关键词:温比亚,郑州机场,暴雨,应急保障
引言
        台风灾害主要是由台风暴雨、台风大风和风暴潮造成。台风暴雨灾害是这三种灾害中发展最为频繁的。[1]台风是产生暴雨的主要天气系统,经常带来极端性降水,造成严重灾害。据统计我国每年因台风造成的经济损失高达246亿元[2]。台风一直以来为众多学者及气象工作者所关注。2018年18号台风“温比亚”深入内陆,正面袭击河南省,造成豫东严重洪涝灾害。受其影响,郑州机场连续多日航班正常率较低,导致大面积航班延误,给管制正常运行和签派放行造成较大的影响。因此,研究“温比亚”对造成郑州机场暴雨的机理,以期能够对未来郑州机场的台风暴雨预报提供科学有效的指导依据具有重要的现实意义。
1 台风温比亚概况及对郑州机场的影响
1.1台风温比亚概况
     2018年18台风“温比亚”于8月15日在西北太平洋生成(图1),16日21时在我国东部沿海加强为强热带风暴,17日04时在上海浦东新区南部沿海登陆,登陆后减弱为热带风暴,向西偏北方向移动,18日凌晨进入河南省东南部,18日14时在河南省境内减弱为热带低压,并转向北偏东移动,后于19日17时后出河南,在河南省滞留时间长达20小时以上,受其影响,河南省东部出现强降雨天气。“温比亚”产生大风、雷电、暴雨等极端天气,具有持续时间长,影响范围大等特征。  


图2显示,受台风“温比亚”影响,自17日08时至19日08时,河南省东部、北部有暴雨、大暴雨,商丘、周口特大暴雨,降水超过500毫米的有3站(分别为商丘睢阳区勒马527.6毫米、睢县长岗518.4毫米、柘城远襄集508.1毫米),最大小时雨强112毫米。本次台风温比亚降雨过程特征:(1)降水强度强,持续时间久。温比亚是由季风低压发展而来的台风,水汽充沛,能量充足。(2)影响范围广。温比亚台风给河南、安徽、山东、江苏等地造成强降雨天气,多地日降雨量突破历史极值。(3)深入内陆,陆上转向。温比亚登陆后沿西北路径至河南,随后才缓慢转为北上。这样一来,温比亚的所有水汽、能量都被带进内陆,并且和冷空气结合,造成河南、山东、江苏徐州、江苏宜兴等地的猛烈暴雨和龙卷风。
1.3对郑州机场运行的影响

郑州机场降水量18日降水量62.2mm,19日降水量50.8mm,累计过程降水量达到113mm。期间机场还产生大风、风切变以及强对流天气过程,其中最大风速为20米/秒,完全不符合起降标准。据统计,18-20日因天气原因导致航班延误总计402架次,相较于19、20日,18日当日平均风速和降水量最大,最大风速和最大降水量也均出现在18日,因天气原因导致航班延误总计221架次,航班正常率仅为44.07%,达到全年最低。
2、郑州机场暴雨成因分析
2.1、环流形势
2018年8月17日20时,500hPa贝加尔湖东北部有一冷涡,冷涡底部有一深厚的西风槽,中纬度地区多短波槽活动,至18日20时冷涡略有东移,西风槽东移略有减弱,欧亚大陆西风带总体呈两槽两脊型,河套西部有一大陆高压,588线位于35N以北,副热带高压异常偏北,强度偏强,在河南东北部上空维持稳定,且西伸明显,引导气流偏东,引导台风西行。
700hPa西南气流,为台风提供了充沛的水汽。副热带高压和台风之间形成一个水汽通道,两者之间的抽吸作用将水汽输送到河南境内。
17日850hPa的大陆高压强度明显减弱,且控制范围减小,144线的重新闭合,共同引导台风走向,此后移动方向为偏西方向。18日850hpa上自东北向南存在冷舌,河南南部有弱冷空气中心,台风与高空槽合并,槽后冷空气侵入台风,与东南急流带来的暖湿空气交汇,环流调整前台风移速减慢造成长时间强降水。持续的强水汽通量辐合和极端水汽条件维持了强降水。
2.2、上升运动
分析场和地面10分钟自动观测表明在河南东北部,高能区前沿低层偏东风速辐合触发和维持螺旋雨带,整层高湿、极端的水汽条件保证了较高的降水效率。郑州机场位于东经113、北纬34度附近。从动力条件诊断分析可以看出,郑州机场从低层到150hPa的气流倾斜上升,不致因降水的拖曳作用减弱上升运动,有利于降水过程的持续和雨量的累积。
2.3、水汽条件
8月18日00时的近地面相对湿度水平分布特征显示,受副高外围水汽输送和台风“温比亚”外围气流影响,台风和副高外围是相对湿度的大值中心,相对湿度75%以上。河南省在相对湿度的大值中心附近,相对湿度60%以上,而郑州机场相对湿度60%-90%之间,水汽条件较好。
从8月18日00时整层水汽通量和风场可以看出,副高和台风“温比亚”外围气流保证了从南海到黄河以北的的水汽输送,黄河以北区域和河套地区处于水汽通量高值区,解决了水汽源和汇的问题。
综上可以看出,郑州机场有良好的水汽源汇、有利于强降水发生发展的深厚不稳定层结以及良好的水汽条件。
2.4、动力条件
一般台风登陆后,由于下垫面摩擦增大、水汽输送减小等不利条件,会导致台风强度急速衰减。从动力条件诊断分析可以看出,郑州机场整层气流倾斜上升,不致因降水的拖曳作用减弱上升运动,保证了降水过程的持续和雨量的累积。
3、台风天气气象服务
3.1、加强天气监测,科学研判
为应对台风"温比亚",空管气象部门的领导以及一线业务人员全面进入带班值班值守,按照响应流程各司其职。
3.2、及时发布预警信号
面对台风"温比亚",机场气象台共发布终端区预警11次,机场警报9次。启动MDRS黄色预警2次。
3.3、加强组织领导,及时启动应急响应
机场气象台于8月19日17时00分启动,启动MDRS颜色预警2次,实行全天应急值守和主要局领导带班制度。
3.4、密集发布,滚动更新
机场气象台及时通过电话、信息上报系统、天气预警发布平台等各类渠道,实现气象信息发布的全覆盖,让管制、机场以及航空公司了解第一手台风动态以及风雨影响,提前做好台风"温比亚"防御的准备。
4、结论和讨论
(1)台风与高空槽合并,槽后冷空气侵入台风,与东南急流带来的暖湿空气交汇,环流调整前台风移速减慢是造成郑州机场此次长时间强降水的直接原因。
(2)郑州机场整层气流倾斜上升,不致因降水的拖曳作用减弱上升运动,保证了降水过程的持续和雨量的累积。
(3)通过加强天气监测,科学研判,及时滚动发布预警信息和启动应急响应机制是提高台风应急保障能力的有效手段。

参考文献
[1] 陈联寿,许映龙.中国台风特大暴雨综述[J].气象环境与科学,2017.2(1):1-10.
[2] 贾浩松.台风“温比亚”对驻马店“08.18”暴雨天气过程的影响分[J].科技研究,2019.3.


作者简介:闫凯丽(1992-)女,汉族,河南省郑州市新郑市人,本科学历,助理工程师,从事研究方向或职业:气象预报。
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