台风暴雨的诊断和预报 台风暴雨的处理流程

导语：台风暴雨的诊断与预报，作为气象学领域中的一项重要课题，不仅关乎到人们的日常生活安全，还直接影响着农业生产、交通运输以及灾害防御等多个方面，并且这一复杂而精密的过程，融合了现代气象观测技术、数值天气预报模型以及丰富的气象学理论知识，旨在提前识别并准确预测台风的生成、发展路径及其可能带来的暴雨强度和分布范围，那么大家知道台风暴雨的处理流程是什么吗？下面就一起去看看具体情况吧！

台风暴雨的诊断和预报

暴雨

预报台风暴雨先要报准台风路径，特别是报准台风近海路径、登陆地点和陆地路径。这是台风暴雨预报的前提。一次台风暴雨预报包括四个基本问题，即有无暴雨或特大暴雨、暴雨的落区落点、雨量和持续时间。

目前台风暴雨预报仍以天气学模式为主，配合用卫星云图和雷达回波作诊断。统计预报也在做建立天气因子和雨量之间的统计关系的试验。用回归方程、判别函数和其他统计方程进行定量或等级分辨预报。用动力学方法或数值试验作台风暴雨预报的研究也做了一些尝试。但由于台风暴雨是几种不同尺度系统相互作用的产物，目前对天气尺度台风环流、中尺度扰动和对流尺度系统相互作用的认识还不很清楚，因此，对于台风暴雨的预报，上述每一种方法都有局限性，预报准确率不能满足要求。

目前在台风暴雨预报中，预报员的实践经验起着重要作用。天气学模式可以用来判断台风暴雨的落区预报。对于大尺度台风暴雨的落区来说，其中三个因子最重要，即水汽、上升运动和位势不稳定。同时满足这三个条件的地区可以认为在未来可能会有暴雨出现的区域。这三个条件可以用一定的参数来表达，并在业务值班中可以很快获得，例如，水汽可以用一个参数k表示成k=Ta₅0—(T一Ta)₀0Ta₈50为850毫巴露点，指示低层水汽含量，(T一Ta)₇00为700毫巴饱和差，此值小表示湿层深厚，此值大表示湿层浅薄，在700毫巴之下。位势不稳定可以用表示，即垂直运动op可以利用计算机产品和传真图得到分布图。然后在预报台风即将登陆的地点周围，在一个较大范围内计算并得出各站这三个参数值并分析出等值线。由三组等值线重叠的地区(图14.41),可以认为为台风暴雨落区。其中k',△θ'。,op为出现台风暴雨的气候值(由统计得出)。

应用时，这三个参数可用初始场实况值，因此，在形势稳定时，其结果在预报上有一定参考价值;但形势急变时期效果不好。如有条件改成三组预报值看来可以提高效果。台风暴雨落区也可以结合台风登陆前后的具体环流系统特征作出估计。例如一个台风登陆或深入内陆某一地区时，可能接触到的天气系统有如下几种:(1)850毫巴上的东风急流，(2)700毫巴有一支西南急流，(3)对流层中层有发展的长波槽与台风倒槽相接，(4)台风移到200毫巴一支急流南侧的负涡度区，(5)地面有冷空气(极锋)扩散到台风倒槽附近。整个台风暴雨区应在200毫巴急流轴与低空急流轴之间。具体的暴雨中心可能有三个，即台风中心附近、倒槽与极锋接触区附近以及西风槽与极锋之间低空急流的滑升区，这三个区域都是强辐合和发展上升运动有利的地区。最后再分析两组线——等k线和等△θ,线，其中k线与△θ'。线的包围区与上述三个上升运动区重合的地区可能就是较大暴雨的落区。落区预报是报一个较大的范围，一般包括一个省以上的面积。

落点预报要仔细分析落区内条件，主要分析落区内中尺度降雨系统的活动。落点的诊断主要从三方面考虑。

(1)地形辐合线和迎风坡强迫抬升作用，分析地形对中尺度扰动的触发机制。特别要注意历史上最有利于出现大暴雨的山麓，这里经常是产生中尺度强雨团的“源”。

(2)三小时一张的地面区域天气图、每小时的地面气象报告以及单站温压湿曲线，揭示出中尺度系统的活动。

(3)分析雷达回波高亮度点的活动。卫星云图和雷达回波是诊断台风暴雨落区(或落点)的有力工具。

云图的诊断分析表明：(1)台风降雨落区与台风密蔽云区的对应关系很好。对称性密蔽云区中，暴雨落区也呈对称;不对称密蔽云区，则落区也表现出相应的不对称性。并具有1—2天的保守性。

(2)落区与台风路径有关，落区的非对称性在北上台风和西移台风中有显著区别，并可用云图进行诊断。西移台风北侧副热带高压或东风急流较强，雨区不致向急流轴以北发展，而台风南侧有卷入云带、密蔽云区和台风降雨落区呈南大(或西大)北小(或东小)的不对称分布(以台风中心为对称点)。暴雨中心出现在路径的左侧。对北上台风，北侧副热带高压和东风急流消失，台风密蔽云区与槽前云系连通，呈非常显著的南北不对称分布。则台风降雨落区也呈相应的不对称分布，即北大(或东大)南小(或西小)的不对称分布。

(3)在台风云团东侧如与一条从低纬度伸来的积雨云带相连通，则可能出现持久而又较大的暴雨。

(4)在台风云团北侧与一条中纬度极锋云带连通，则可能出现大范围降雨，降雨强度将比连通前显著加大。

(5)云的色调将区别雨强，暴雨中心与白亮云块的位置相符。近年来由于数字化云图的应用，开始用卫星云图资料来估计每小时、每天和每月的平均降水。这主要是根据卫星云图上云的种类、亮度、云顶温度等来进行的。在降水资料缺乏的地区，这种估计降水的方法是很有效的。1972年12月11日在雨云-5卫星上，用电子扫描微波辐射仪进行了观测，根据这种仪器测到的微波辐射资料，用一定的方法，可以推知降水率5.对1973年一些西太平洋台风降水分布的估算5表明，结果是可以供预报中参考的。推出的Ellen台风的降水分布，图中中一大雨区可能与环流中东北方向强烈发展的积雨云团有关(圆形抽气云)。这些资料对于缺乏降水记录的地区是很有参考价值的。雷达回波资料的使用和分析表明，回波结构与实际的暴雨分布很符合。尤其对于两类台风暴雨的分布(落区),回波具有显著特征，可以作出比较有效的诊断。

第一类，主要暴雨出现在登陆之前，登陆以后降雨消散较快。这类台风暴雨的回波特征表明,大片带状螺旋雨带强回波集中在台风前进方向的前半圆，尤其集中在右前半圆。在强螺旋辐合雨带的前方，经常有台风前胞线外雨带。在后半圆回波很弱，或存在一些散乱回波甚至出现无回波区。例如6911号台风，登陆之前螺旋雨带回波8/10集中在前半圆，后半圆回波零碎。这个台风登陆前，强暴雨就已经在福建中北部开始，登陆后雨区衰减很快。第二类，台风登陆前降雨不大，主要的强降雨出现在台风登陆以后。前半圆无强回波，主要螺旋雨带和大片强回波集中在台风的后半圆。例如7115号台风，它的螺旋雨带集中在台风后半圆，前半圆回波很弱。这个台风登陆前仅出现中一大雨，它的暴雨出现在登陆登陆以后大片雨区从海洋涌上陆地，造成了福建中南部的暴雨。

另有一部分台风，前半圆和后半圆都存在大片强回波，这类台风的暴雨在登陆前就开始下，登陆以后还要持续较长时间而不消散。这类台风的总雨量是惊人的，将出现成灾暴雨。7209号台风具备这种回波特征，这个台风在浙南登陆，登陆前就造成了浙江中南部和福建北部的大暴雨，登陆以后后半圆强回波移上陆地，在福建省南部沿海造了特大暴雨。这个台风登陆前后造成暴雨范围很大，这一点和回波特征十分相符。回波资料对台风降雨强度的诊断也是很有效的，回波亮度和降雨强度有较好的对应关系，但一般这由经验来确定。亮度数字化虽有一定困难，但可对回波进行中频增益衰减来确定回波(或降雨)强度。经验表明，衰减10分贝回波消失者为弱降雨;衰减30分贝回波仍存在，至少有中等以上降雨;衰减50分贝回波仍存在，将出现强降雨。台风暴雨的统计预报，可以用逐步回归或逐步多级判别来作定量预报或分档预报。统计预报关键在于选好预报因子，台风暴雨的预报因子可从下面九类中选取：

暴雨

(1)表示水汽含量和水汽输送的量(X₁),如Ta,V·Vq(q为比湿),▽·qV等。

(2)上升速度,(X₂)。

(3)位势不稳定,(X,)。

(4)低空东南急流或西南急流的强度V(X₄)。

(5)低层涡度n(X₅),可用差分格式计算。

(6)对流层上层200毫巴散度,(X₆)。

(7)台风系统本身指数，如强度Vmar,Pmin和移速C,(X₇)。

(8)地形雨指数(X₈),可根据台风与某特定地形不同相对位置时地形区雨量的气候统计确定。

(9)中尺度扰动指数(X₉)。然后分型建立预报方程，型可由路径和登陆地段两个因素确定，这两个因素可以把台风降雨分布的总趋势区分开，并且也可以有效地区分开台风登陆前后的大形势。例如登陆在福建中南部到广东东部这个地段的台风，可分成登陆前后西行和北上两型建立两套预报方程。因为这两个型的大形势和这两个型的台风降雨分布绝然不同。按此原则将历史样本分型后，经过统计处理，即可得出预报的台风雨量(Y)与因子(X)之间的统计关系：Y=ZCX用这种统计方法，可以预报一个台风登陆前后有无大暴雨，也可作台风暴雨强度分档区分预报;如以台风登陆地段或深入内陆的台风中心为原点划取一个大范围，对每一个站建立分型的预报方程，则可以作台风登陆前后大范围降雨分布预报。

取什么时刻的因子对预报效果很有关系。在形势稳定少变时，可取初始场因子。但一个台风的登陆，无论对台风本身和它的环境都将造成改变，理想的办法是取预报时刻的因子，即因子本身也是一个预报量。这需要把数值预报与统计预报结合起来，即据数值预报的结果(预报场)选取一些预报的因子，即未来时刻的预报因子，将这样的因子输入统计预报方程作出预报。这种由数值模式输出得到因子取值的统计预报简称为“MOS”方法。

从一些“MOS”的效果检验报告来看，准确率并不高，原因可能有三方面：

(1)暴雨的中尺度特征在统计模型中难以充分表达出来，事实上因子X,的确定是非常困难的，大部分预报方程中无从体现。

(2)因子本身的预报可能存在较大误差，另外这些暴雨因子的保守性很差，变化急剧，使预报时效大受影响。

(3)预报方程中所列因子一般是从台风暴雨个例分析产生，是必要条件，并非充分。台风降雨量的动力计算和预报目前处于试验阶段。降雨过程引起垂直运动的因素有低空水平气流辐合产生的动力垂直运动、山脉机械抬升引起的垂直运动、摩擦引起的垂直运动、对流垂直运动、潜热垂直运动。对于大范围降雨主要考虑动力和地形两类垂直运动的贡献。假定整个大气柱中凝结的水汽量全部成为降雨量，则单位面积大气柱在单位时间内的降雨量为上式中q*为饱和比湿，m为单位时间内水汽的凝结量，w为P轴垂直速度,F称为凝结函数，它的表达式为Tp是气温对气压的干绝热递减率。

此式表明，F是(q*、T、P)的函数，q*是(T、P)的函数，故不同等压面上的F值和q*均可查表得出。如只考虑动力垂直速度(wa)和地形垂直速度(wog)两项，则降雨量将由两部分组成因此，计算降雨量R主要就是求解方程,即对于动力垂直速度和地形垂直速度，都可以在相应的初边值条件下，用有限差分格式，求解0方程,得到oa和og,于是得到Ra和Rg,最后求得降雨量R。对7209号台风的一次实例计算1表明，台风登陆前计算得到的Rg与12—24小时后的实测雨量相当吻合，说明登陆前暴雨地形起很重要的作用，登陆后Rg和Ra的总和与以后12—24小时实测雨量分布吻合，说明两者都起作用。不考虑地形作用算出的降雨，其分布与实况相差甚大。考虑地形降雨就可使结果明显改善。因此，这种计算可以来预报12—24后的台风暴雨。

所有的计算都表明，计算雨量R都比实况明显偏小，主要可能是非地转运动造成的强对流垂直运动未考虑所致。计算的技术性问题(例如过多的平滑)还有待于进一步研究改进。以上雨量计算还可以用操作比较简单的办法61来实现。地形垂直速度可表达为wg=—pgV·VHH为地形高度。将上式代入,采用一定网格和边值假定求出Rg。动力垂直速度用地面辐合量来度量，地面散度可写成其中气压倾向的拉普拉斯算子可用4点平均求得，即根据地面露点和从求得的地面辐合，就可从Petersson[7]的雨强图解上求出动力雨量Ra,把它与Rg合起来便得R。由于气压倾向保守性很差，用这个办法来做预报并不理想。用动力学方法对降雨进行定量计算和预报，其预报时效短、计算量比实况明显偏小，其原因可能主要是影响暴雨各因子的保守性差，另外在0方程中未包括中尺度扰动。

因此，目前一般采用将算出的雨量与实际雨量之间求统计关系，这样对动力预报的雨量进行统计订正，最后再作出预报。最理想的办法就是搞清中尺度降雨系统的动力机制。发展不同尺度降雨系统相互作用的动力预报，但目前在观测资料和理论上都还不能做到这点。日本[8从1973年开始试验一种“黑箱”法(BlackBoxMethod)来考虑中尺度降雨系统的地位和作用。中尺度降雨系统有两个关键问题，第一是中尺度系统的移动速度，第二是中尺度系统的内部流场结构。“黑箱”法提出了一个中尺度系统的简单模式：即中尺度系统随着对流层中层风移动，中层风速可用500毫巴地转风，至于中尺度系统的内部详细结构可认为不明，把它当作一块“黑箱”镶嵌在基本流场中。并计算在大尺度基本流场中输入到这个“黑箱”(即中尺度系统)的水汽量。假定中尺度“黑箱”为圆筒，直径为d(可取数值预报格距300公里),移速为C,则流入圆筒中的水汽通量为V,q分别是各层上的水平风速和比湿，P₀为地面气压。输送到“黑箱”中的水汽量F中有一部分不能转换成降水，而以未凝结水汽、凝结的颗粒悬浮体、未着地降水蒸发成的水汽留于圆筒内，假定“黑箱”中尺度系统的高度为400毫巴，我们取四层(900.700.500.40毫巴)预报模式，在除去不能转换成降水的水汽后，F可表达为脚标代表等压面层次，q4为400毫巴饱和比湿。

假定水汽通量F以转换率转换成降雨，则降雨强度为E(可取0.5)预报员在发现中尺度降雨系统后，用4层准地转模式的数值预报结果的风场，用式得到水汽通量F,用式即可求出中尺度系统的降雨强度。对于水汽输入的方向也需进行考虑。“黑箱”法由于假定中尺度扰动已经存在，则Im的大小反映了中尺度降雨强度;如无中尺度扰动，Im再大也无意义。因此空报较多。如把,w

暴雨

他们用原始方程对美国1972年一次飓风的中尺度降雨预报作了试验，结果指出，在东部和北部强冷锋之前存在中尺度系统，它们由重力波生成，尺度为200—500公里，在中尺度扰动上升气流区域内降水率为6—18毫米/24分钟，雨带宽度

单站台风降雨预报的动力计算)也正在试验研究中，这种计算同样也考虑了动力、地形两种作用，还可计算不稳定引起的垂直运动。对于有探空和测风的站，有条件开展这方面的试验工作。近几年来，单站天象物象指标在台风暴雨预报中有了进一步的应用。例如台风影响前如某站黄昏或凌晨天空出现青白相间的光带，华南地区称青龙卷、浙江一带称青白杠。或叫“蓝冲”,据验证)出现蓝冲将预示未来1—3天内可能受一次台风大一暴雨的影响，出现“红冲”,未来1—2天内也均有降雨。福建长乐气象站3总结指出，“台风树”发展是否旺盛与台风降雨大小有关。

“台风树”是指从东北地平线上升起的蘑菇状云单体，表示未来三天有台风登陆。1965年13号台风登陆福建泉州前2—3天，出现了“台风树”和青龙卷，本站过程降雨量达189.6毫米。据调查表明，7503号台风豫南特大暴雨发生之前，当地出现了多种天物象反应，如老鼠上树，狗上房、鸡上树、蛇出洞、圪扒草返白，日出日没紫红色、乌云接日等，这些征兆对预报台风暴雨都是有参考价值的。目前台风暴雨预报所用各种方法都有它的局限性，空报、漏报的情况不少。一次台风暴雨的预报，现在主要依靠预报员对各种预报方法(包括收集单站预报征兆)的预报结果进行综合分析，根据各种方法的特长做出决断。因此要求预报员对各种方法的性能和使用效果要掌握。尤其重要的是，一次台风暴雨预报要在有利的大尺度条件下抓住中尺度扰动的触发因子。有些因子在现有分析工具中不易分析出来，还需进行深入研究。

台风暴雨的处理流程

台风暴雨的处理流程涉及多个阶段，从预警信息的传播、应急准备到应急处置，确保公众安全。‌

预警信息传播

街道应急办在接到气象灾害预警信息后，通过多种渠道(如手机短信平台、工作群等)快速准确地向街道领导小组成员单位、社区及有关科室转发气象灾害预警信息及应急响应命令。

社区、公共管理办公室、安监线等负责及时将预警信息传播给各物业公司、辖区居民以及企事业单位。

广播、电视、报纸、网络等媒体和电信运营商应当第一时间向社会公众传播当地气象主管机构所属气象台发布的预警信息，并标明发布单位、发布时间、发布时效等相关内容。

应急准备

应急办接到预警预报后，进入预警准备工作状态，并向街道领导小组汇报。

各社区、物业公司及企事业单位接到气象灾害预报预警信息后，应密切关注天气变化及灾害发展趋势，排查安全隐患，有针对性实施预防和控制措施，落实抢险队伍和物资。

应急处置

收到应急响应指令或出现重大气象事件时，街道气象灾害防御领导小组应启动相应的应急响应。

应急响应启动后，各成员单位在30分钟之内进岗到位并根据相应等级开展应急处置工作。

对于台风来临前的准备，包括密切关注天气预报、降低高空坠物的可能、固定门窗、准备逃生应急物品等。台风来临时，要及时了解台风的动态，人员要及时转移到安全地带，避开容易造成伤亡的地点。台风过后，对于家中窗户和阳台的检查、户外广告牌的安全处理、以及家庭进水后的应对措施也是重要的后续工作。

通过这些措施，可以有效地减少台风暴雨带来的损失和伤害。