Rainfall Difference on Leizhou Peninsula Between Similar Typhoons Nesat and Kalmaegi and Their Possible Mechanisms
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摘要: 利用常规气象站点观测资料、区域自动气象站观测数据、雷达数据和ERA5再分析资料，对两个相似路径台风“纳沙”(1117)和“海鸥”(1415)在广东雷州半岛(LP)产生的降雨特征差异及可能机制进行研究。结果表明：“纳沙”过程降雨量和最大降雨量分别是“海鸥”的1.5倍和2.4倍，其中“纳沙”过程降雨量分台风环流降雨和台风槽降雨两个阶段，而“海鸥”仅有台风环流降雨。这主要因为“纳沙”登陆后，南亚高压和副热带高压断裂为东、西两部分环流，LP地区高空维持强辐散，低空西南气流和东南气流汇合为偏南风急流，同时锋区引导冷空气从850 hPa以下入侵到“纳沙”台风槽内，斜压效应加剧对流发生，并且在其台风环流影响减弱后，LP地区低层辐合再次加强，进而形成降雨产生的有利条件，促使台风槽降雨增强。而“海鸥”台风登陆后，受南亚高压和副热带高压主体加强南压影响，且在台风环流减弱后，LP地区低层迅速由辐合转为辐散，下沉气流抑制对流发展，从而导致台风槽降雨难以形成。此外，还发现LP地形对台风降雨中心落区有一定影响，降雨中心易出现在LP三个高峰南侧迎风坡。结果对于影响LP的台风降雨预报与诊断具有一定参考意义。Abstract: This study examined the differences in rainfall characteristics and possible mechanisms behind such differences for two typhoons, Nesat (1117) and Kalmaegi (1415), which followed similar paths over the Leizhou Peninsula (LP). Utilizing data from conventional meteorological stations, regional automated weather stations, radar observations, and ERA5 reanalysis, the present study analyzed the distinct patterns of rainfall induced by these typhoons. The results showed that the total rainfall and maximum rainfall of Typhoon Nesat were 1.5 and 2.4 times higher than those of Typhoon Kalmaegi, respectively. The total rainfall of Typhoon Nesat included both rainfall from the typhoon circulation and the typhoon trough, while Typhoon Kalmaegi only had rainfall from the typhoon circulation. The major reasons for such differences were as follows: after the landfall of Typhoon Nesat, the South Asian High and the Subtropical High broke into the eastern and western parts, resulting in a strong high-level divergence over the LP area, and the southwesterly and southeasterly currents converged into the southerly at the low level. Meanwhile, the frontal area facilitated the intrusion of cold air from 850 hPa and below into the typhoon trough of Typhoon Nesat, and the baroclinic effect intensified convection. After the weakening of the typhoon circulation, the low-level convergence in the LP area strengthened again, which in turn created favorable conditions for rainfall and led to the intensification of rainfall in the typhoon trough. By contrast, after Typhoon Kalmaegi made landfall, the LP region was affected by the enhancement and southward movement of the South Asian High and the Subtropical High, and the low-level convergence in the LP area quickly changed to divergence after the weakening of the typhoon circulation. The downward airflow inhibited the development of convection, resulting in minimal rainfall formation in the typhoon trough. Moreover, it was also found that the topography of the LP affected the location of typhoon rainfall centers, which were usually identified on the windward slopes southeast of the LP's three peaks. These results may facilitate the forecasting and diagnosis of typhoon rainfall affecting the LP.
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Key words:
- Leizhou Peninsula /
- similar typhoon /
- rainfall difference /
- impact mechanism /
- typhoon circulation
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图 1 台风路径图与自动气象站分布图
a. 登陆LP台风“纳沙”与“海鸥”路径图，图中不同颜色圆点代表台风不同强度，蓝色与紫色曲线代表台风“纳沙”与“海鸥”路径，箭头表示台风“纳沙”与“海鸥”降雨影响LP的开始时刻，红色标注位置为LP区域；b. LP区域自动气象站分布图。
图 2 “纳沙”、“海鸥”逐日降雨和过程降雨分布
单位：mm。a. 2011年9月29日08:00—30日08:00；b. 2011年9月30日08:00—10月1日08:00；c. 2011年10月1日08:00—2日08:00；d. 2011年9月29日08:00—10月2日08:00；e. 2014年9月14日20:00—15日20:00；f. 2014年9月15日20:00—16日20:00；g. 2014年9月16日20:00—17日20:00；h. 2014年9月14日20:00—17日20:00。
图 4 “海鸥”登陆LP前后雷达强度回波图
单位：dBZ。a. 2011年9月29日13:12；b. 2011年9月29日16:12；c. 2011年9月29日22:12；d. 2011年9月30日02:12；e. 2014年9月16日06:42；f. 2014年9月16日09:42；g. 2014年9月16日15:42；h. 2014年9月16日18:42。
图 5 200 hPa高度场(等值线，单位：dagpm)与散度场
单位：10-5 s-1。a. 2011年9月28日08:00；b. 2011年10月1日08:00；c. 2014年9月15日08:00；d. 2014年9月17日08:00；e. 2011年9月29日20:00；f. 2011年9月29日20:00；g. 2014年10月1日20:00；h. 2014年9月16日08:00；i. 2014年9月17日08:00；j. 2014年9月18日08:00。
图 6 500 hPa高度场(等值线，单位：dagpm)和风场(风向杆)
a. 2011年9月28日08:00；b. 2011年10月1日08:00；c. 2014年9月15日08:00；d. 2014年9月17日08:00。
图 7 850 hPa高度场(等值线，单位：dagpm)和温度场(单位：℃)
a. 2011年9月28日08:00；b. 2011年10月1日08:00；c. 2014年9月15日08:00；d. 2014年9月17日08:00。b中紫色线段为台风槽线。
图 8 降雨中心水汽通量散度垂直剖面
单位：g·cm-2·hPa-1·s-1。a. LP西部降雨中心(109.85 °E，20.85 °N)；b. LP南部降雨中心(110.15 °E，20.35 °N)。
图 9 沿110 °E假相当位温θse垂直剖面(等值线，单位：K)
a. 2011年9月28日08:00；b. 2011年10月1日08:00；c. 2014年9月15日08:00；d. 2014年9月17日08:00。
图 10 沿110 °E散度垂直剖面(等值线，单位：10-5 s-1)
a. 2011年9月28日08:00；b. 2011年10月1日08:00；c. 2014年9月15日08:00；d. 2014年9月17日08:00。
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