ANALYSIS OF EXTREME PRECIPITATION IN THE ADJOINING AREA OF ZHEJIANG AND SHANGHAI AND PHYSICAL QUANTITY CHARACTERISTICS OF TYPHOON HAGUPIT
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摘要: 利用全国综合气象信息共享平台(CIMISS)地面站点降水资料、欧洲中期天气预报中心逐小时再分析资料，分析“黑格比”台风登陆后在浙江嘉兴、上海金山交界地区(简称“关注区”)产生的极端降水及相关物理量特征，结果表明：(1) 此次降水过程的小时雨强、日降水和过程降水均具有很强的极端性，部分测站达十年一遇甚至是百年一遇标准，杭州湾北岸强降水的极端性比南岸更显著；(2) 关注区对流层低层充足的水汽，以及高低层冷、暖平流的叠加，为极端降水发生发展提供了有利的水汽条件和不稳定条件；(3) 根据物理量的逐小时演变，呈现出低层辐散、高层辐合的环流增强，以及低层强烈的涡旋运动，关注区强降水也随之发生；(4) 此次极端暴雨过程850 hPa第二类热成风螺旋度极值和地面散度经极值排序后呈现较高的百分位置，在相似台风中均具有显著的极端性，对类似路径、小体积台风极端降水的发生具有较好的指示意义。Abstract: Using the precipitation data from ground stations of the China Integrated Meteorological Information Sharing System (CIMISS) and the hourly reanalysis data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), we analyzed the characteristics of extreme precipitation and related physical quantities in the junction area of Jiaxing, Zhejiang Province and Jinshan, Shanghai City (referred to as the "focus area") after the landfall of Typhoon Hagupit. The results showed that: (1) the daily rainfall amount, hourly rainfall amount and total rainfall amount of this rainstorm were extreme, and the precipitation recorded by some stations was rarely observed in more than 10 years, or even in more than 100 years, and the precipitation on the north bank of Hangzhou Bay was more extreme than that on the south bank; (2) In the focus area, sufficient water vapor in the lower troposphere with the superposition of upper-level cold advection and lower-level warm advection provided favorable water vapor condition and unstable condition for the occurrence and development of extreme precipitation; (3) According to the hourly evolution of physical quantities, there was an enhanced circulation of low-level dispersion and highlevel convergence, as well as strong vortex motion at low levels, leading to the occurrence of extreme precipitation in the focus area; (4) During this extreme rainstorm, the 850 hPa second-type thermal helicity and divergence showed a high percentage position after the extreme values ranked. It suggests that these two physical quantities have significant extremes among similar typhoons, which can help indicate the occurrence of extreme precipitation of small-volume typhoons with similar paths.
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Key words:
- Hagupit /
- typhoon /
- extreme rainstorm /
- extreme value ranking
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图 4 “黑格比”台风影响期间国家站日降水(rd)分布图
a. 3日08时—4日08时；b. 4日08时—5日08时；c. 5日08时—6日08时。不同颜色代表不同等级的日降水(单位：mm)。
图 5 选取国家站的分布及超过“中国热带气旋极端日降水阈值”的国家站分布(a，粉色圆点代表该站点同时超过了“中国热带气旋极端小时雨强阈值”)、超过“单站热带气旋极端日降水阈值”的国家站分布(b，粉色圆点代表该站点同时超过了“单站热带气旋极端小时雨强阈值”)
图 7 “黑格比”影响期间自动站小时雨强峰值(rmax)分布及超过“中国热带气旋极端小时雨强阈值”(38 mm)情况
不同颜色代表不同等级的小时雨强峰值(单位：mm)，放大的点代表超过38 mm阈值的站点。
图 11 5日04时沿30.75 °N相当位温θe的偏差场(a，单位：K)和垂直速度W (b，单位：Pa/s)垂直剖面图
a.与4日21时—5日08时相当位温平均场的偏差。关注区位于红色框线范围内。
图 14 乍浦站(a)和S4站(b)降水序列(单位：mm)和850 hPa各物理量时间序列
各物理量的单位分别为He2：2×10-3 m/s2，He：1×10-3 m/s2，Div：-1×10-5 s-1，Vor：1×10-5 s-1，W：10 Pa/s。
图 15 物理量极值排序结果
纵坐标代表物理量极值数值，横坐标代表物理量极值百分位，红色代表台风“黑格比”在影响时间内各物理量极值的百分位置。各物理量的单位分别为Mh：1×10-3 m/s2(a)，Mh2：1×10-3 m/s2(b)，Md：-1×10-5 s-1(c)，Mv：1×10-5 s-1(d)。
表 1 “黑格比”台风及相似台风影响时间
台风名称 台风编号 影响时间 平均雨强/(mm/h) Hagupit 2004 2020年8月4日21时—5日08时 22.8 Alex 8707 1987年7月28日06时—28日23时 22.6 Ofelia 9005 1990年6月24日18时—25日06时 20.8 Abe 9015 1990年8月31日12时—9月1日08时 79.4 Khanun 0515 2005年9月11日18时—12日08时 47.6 Morakot 0908 2009年8月10日00—08时 32.3 
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表 2 国家站降水重现期分析结果
降水量 达到十年一遇的站点 降水量/mm 是否达到五十年一遇 是否达到百年一遇 日降水 嘉善 120.6 缙云 109.7 嵊县 134.2 余姚 219.7 √ √ 乍浦 323.6 √ √ 小时雨强 洞头 70.5 嘉善 27.0 乍浦 63.8 √ 过程降水 洞头 220.8 乍浦 323.9 √ √
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