Analysis of the Causes of Typhoon"Chaba"Heavy Precipitation Under Strong Southwest Monsoon Background
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摘要: 基于中国气象局热带气旋最佳路径数据集、地面自动站雨量数据和ERA5再分析资料，分析了2203号台风“暹芭”给华南造成大范围持续性强降水的成因。结果表明：（1）“暹芭”与2022年最强盛的西南季风长时间联结，在与季风相互作用的过程中获得了持续不断的水汽和不稳定能量供应。（2）异常加强的高层出流叠加在异常加强的低空的西南急流之上，形成强烈的耦合和抽吸作用，造成低层强烈的辐合和上升运动。（3）低空西南急流穿越大陆暖气团获得增温，向广东输送强暖平流；强烈的上升运动将低层的对流不稳定向上层输送，导致对流不稳定层增厚，同时假相当位温平流随高度减弱也使得局地对流不稳定性增强，二者共同导致了广东地区大气不稳定层结长时间维持。（4）“暹芭”登陆后，低层气流受山脉引导和阻挡而迅速辐合抬升，产生的次级环流有利于局地涡度增长和暴雨发生。另外，较小的环境风垂直切变使得“暹芭”登陆后高层暖心结构仍不消失，使高空形成辐散流场，也有利于强降水发生。Abstract: Based on the best tropical cyclone track data provided by China Meteorological Administration, rainfall observations data and ERA5 reanalysis data, the causes of large-scale sustained heavy rainfall caused by Typhoon 2203 Chaba in South China were analyzed. The results show that: (1) Chaba is connected with the strongest Southwest monsoon in 2022 for a long time, and obtains continuous water vapor and unstable energy supply in the process of interacting with the monsoon. (2) The abnormally strengthened upper level outflow superimposed on the abnormally strengthened lower level southwest jet, forming a strong coupling and suction effect, resulting in strong convergence and upward movement at the lower level. (3) The low-level southwest jet passes through the continental warm air mass and is heated, transporting strong warm advection to Guangdong; The strong upward movement transported the convective instability from the lower layer to the upper layer, which resulted in the thickening of the convective instability layer, and the weakening of the pseudo equivalent temperature advection with height also resulted in the strengthening of the local convective instability, which together led to the long-term maintenance of the atmospheric instability stratification in Guangdong.(4) After the landfall of Chaba, the low-level air flow was guided and blocked by mountains, and the secondary circulation generated was conducive to the local vorticity growth and the occurrence of heavy rain. In addition, the small environmental vertical wind shear makes the high-level warm core structure still not disappear after the landfall of Chaba, forming a divergence flow field in the upper air, which is also conducive to the occurrence of heavy precipitation.
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Key words:
- tropical cyclones /
- monsoon /
- high level outflow /
- convective instability
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图 1 台风“暹芭”移动路径（a）；“暹芭”中心最低气压（单位：hPa）、最大风速（单位：m·s-1）以及环境风垂直切变（单位：m·s-1）随时间变化，黑色箭头代表台风登陆时刻（b）
图 2 2022年7月2日08时—4日08时累积降水分布（填色，单位：mm）（a）；累积降水超过250 mm（红色圆点）和400 mm（蓝色圆点）的站点分布及广东地形（阴影，单位：m）（b）
黑色实线为台风路径。
图 3 7月2日08时—20时（a）、2日20时—3日08时（b）、3日08时—20时（c）、3日20时—4日08时（d）累积降水分布（填色，单位：mm）；黑色实线为对应时段的台风路径
图 4 7月2日08时（a）、4日08时（b）500 hPa位势高度场（填色，单位：gpm）和风场（风矢，单位：m·s-1）
黑色台风符号为当前时刻台风中心所在位置，下同。
图 5 2013年8月14日（a）、16日（b）、2022年7月2日（c）、4日（d）08时850 hPa水汽通量（填色，单位：g·(s·cm·hPa)-1）和风场（风矢，单位：m·s-1）；2022年和1979—2021年5—8月西南季风指数Vsw演变曲线(e，单位：m·s-1)；2022年7月1日08时—4日08时台风中心4 °×4 °正方形区域四个边界水汽通量平均值的垂直剖面，正值为流入，负值为流出(f，单位：102 g·(s·cm·hPa)-1)
图 6 7月1日20时150 hPa风场（风矢，单位：m·s-1）和风速（填色，单位：m·s-1）（a）；（b）同（a），但为1日与气候平均场的差值；6月30日08时—7月4日08时台风中心附近平均散度（等值线，单位：10-5 s-1）垂直剖面图，黑色箭头为台风登陆时刻，下同（c）；7月1日08时—4日08时广东区域平均散度（等值线，单位：10-5 s-1）垂直剖面图（d）
图 7 7月1日（a）、4日（b）14时850 hPa温度（填色，单位：℃）和风场（风矢，单位：m·s-1）；850 hPa温度平流（单位：10-5 ℃·s-1）时间序列图，黑色箭头为台风登陆时刻（c）
图 8 7月2日08时（a）、2日14时（b）、4日08时（c）θse（填色，单位：K）和$ \partial \theta_{\mathrm{se}} / \partial p$（等值线，单位：10-4 K·Pa-1）沿台风中心的高度-经度剖面，绿色箭头为台风中心所在位置
图 9 7月1日14时—5日14时1 000~700 hPa广东地区平均局地变化项、θse平流随高度的变化项、散度对对流不稳定影响项及对流不稳定性的垂直输送项（单位：10-5 K·(Pa·s)-1），黑色箭头为台风登陆时刻
图 10 7月2日08时（a）、2日14时（b）、4日05时（c）垂直速度（红色等值线，虚线为负值，单位：Pa·s-1）、涡度（黑色等值线，实线为正值，单位：10-4 s-1）、散度（填色，单位：10-4 s-1）及风场（风矢，单位：m·s-1）的高度-经度剖面，灰色阴影为地形，绿色箭头为台风中心所在位置
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