台风暴雨的成因
台风初生时期在海洋上,到登陆我国时已是成熟期阶段。成熟期台风的几何形态基本上是一个水平直径约为500公里至1000公里、高约12公里至14公里的反时针旋转(在北半球)的空气柱。
通常可以将台风看作一台巨型“热机”。在这巨大空气柱上部大约距地面12公里至14公里处,空气向四周近水平地大量流出,又有低层空气近水平地大量向内流入;同时,在垂直方向上,这气柱内的空气强烈上升。在上升运动过程中,大量空气从气压较大的低空迅速地、近于绝热地上升到气压较小的高空,使空气膨胀冷却,空气中含有的水汽凝结成小水滴。大量潜热被释放出来,使这巨型气柱整体尤其是中上部温度升高,相当于在台风上空维持了一个高压区,由此驱动这个“热机”。
在这“热机”中,工作物质是水,包含水汽、雨滴、冰粒、过冷水滴等。当低层气流进入这巨型“热机”后,在上面所述的上升运动中凝结成小水滴,再通过碰并等云雾物理过程,合并成足够大的可以降落的大水滴,下降成雨。在降暴雨时很不均匀,常常呈现为“雨团”群的形式。通常,雨团的水平直径约10公里到数十公里(不一定呈圆形),它与同样大小范围的低空水平气流系统(称为中尺度系统)相关联,有很强的降雨。
在台风暴雨期间,可生成多个中尺度雨团。根据1960年至1991年影响广东的39例特大暴雨统计表明,特大暴雨主要是由台风范围内中尺度强对流云团影响造成的。这种云团在卫星云图上表现为云顶温度-80℃,水平范围直径100公里,生命史为5小时以上的云区。对于可以看作是巨型“热机”的台风,水汽提供了台风的能源,直接影响降雨量。台风中心进入大陆以后,如果仍有大量水汽从海洋上源源不断向台风区输入,易形成台风暴雨。例如,1969年8月大西洋飓风Camile深入陆地后,仍有一条很宽厚的云带从南方海上伸展进飓风,结果在美国产生了空前的特大暴雨,5小时雨量达787.4毫米,造成了严重的人员伤亡和财产损失。
台风登陆北上如果遇到西风带的低压槽,由于低压槽前及附近有较强的上升运动,可使两者在靠近或部分合并时有增强的上升气流,并且在西风槽的后部常有低空冷空气伴随着移到台风西半部,强迫台风带来的暖湿空气上升,这就更加强上升运动,促使暴雨形成。山地是台风暴雨形成的另一个重要因素。台风的强风沿山坡向上运动,具有相当强的上升速度,促使暴雨发生。1992年8月登陆福建的9216号台风,在山脉迎风坡地区降水增幅显著,24小时最大增幅可达70毫米。在台风登陆后,如果向北移动时有其它天气系统(如较大的高压系统)使它停滞下来,也将使累积的雨量明显加大。因此,这也是形成台风暴雨的一个重要因素。
归纳以上所述,形成台风暴雨的因素有:高空强烈辐散、低空强辐合并有强上升运动,大量的、源源不断的水汽供应,有中尺度系统,西风带低压槽与台风相遇,山地,台风移速减慢或停滞。通常的必要条件是强上升运动和充分的水汽。如果一个台风同时具备上述六个因素,就可能出现极严重的台风特大暴雨。