2010, 21 (3): 317-328
2. 云南省气象台, 昆明 650034;
3. 国家气候中心, 北京 100081;
4. 云南省气象科学研究所, 昆明 650034
2. Yunnan Provincial Meteorological Observatory，Kunming 650034;
3. National Climate Center，Beijing 100081;
4. Yunnan Provincial Institute of Meteorological Sciences，Kunming 650034
热带气旋 (以下简称TC) 登陆后，因陆面摩擦、能量耗散，其总趋势是衰亡的，但有的却能在陆面维持数天，甚至再度发展[1]，往往导致着更大的灾害。诸多学者对TC登陆维持机制进行了相关研究，如李英等[2]分析了登陆TC维持和消亡的大尺度和次尺度天气环流特征；王继志等[3]研究指出，TC中尺度系统与周围环境中大尺度系统的相互作用对TC的增强十分重要；朱洪岩等[4]研究了低层急流和西风槽对TC变性和TC暴雨的影响机制；孙建华等[5]对9406号台风 (Tim) 登陆北上并与西风带槽相互作用而引发我国东部大暴雨过程进行研究；王建中等[6]从位涡角度分析了TC暴雨的机制；周霞琼等[7]从非对称的非绝热加热对TC移动影响进行了数值研究；王捷纯等[8]分析了TC登陆华南前后的强降水大尺度环境场特征等。
总的来说，我国TC研究多针对东部沿海地区，对高原内陆地带，尤其是云南的西行TC影响问题论及较少。云南地处低纬度高原，登陆TC对降水的影响十分显著，是引发云南强降水过程的主要系统之一。西行TC几乎每年都影响到云南，虽然风灾不明显，但往往产生大到暴雨天气。据统计，云南的极值大暴雨为台风登陆减弱后的热带低压造成[9]。近年来，随着经济发展，云南因西行TC强降水导致的各种灾害损失的比例日益增大，如碧利斯 (0604)、伊布都 (0307)、圣帕 (0709) 等，可见，登陆TC对高原强降水有直接影响。派比安 (0608) 为台风级TC，其西行登陆后减弱为热带低压西行影响云南，未造成云南大范围强降水，而北冕 (0809) 为强热带风暴级TC，强度弱于派比安，却造成云南8d降水并持续2d大范围强降水过程。本文以上述两个TC为例，对其路径、降水量、移动速度、环境场和物理量场进行对比分析，试图找出其登陆后降水明显差异的原因，探讨登陆TC对云南降水的影响机制，为登陆TC强降水的预报寻找一些可借鉴的信息。
台风路径资料取自中国气象局上海台风研究所 (CNA-STI) 的热带气旋最佳路径数据集，时间间隔为6h。形势分析资料选取2006年8月3日08:00—8日20:00(北京时，下同) 和2008年8月4日08:00—11日20:00探空资料、FY-2卫星云图资料和云南地面降水实况，物理量计算资料取自Nicaps系统客观分析的1°×1°的格点资料，非标准层的资料采用拉格朗日插值方法求得。
1 两个TC活动及影响实况对比TC西行影响云南主要以降水为主，规定当台风低压外围云系卷入云南，云南出现1个站次大雨及以上强降水计为TC开始影响时间。
派比安于2006年7月28日14:00在菲律宾以东洋面生成，之后西北行于8月1日进入南海，14:00增强为热带风暴，2日14:00增强为台风，并在3日转向西北移动。3日19:20，派比安在广东省阳西到电白之间沿海登陆，之后偏西移入广西，4日08:00减弱为热带风暴，20:00后西移至云南东侧，并减弱为热带低压，5日14:00TC停止编报 (图 1a)。受其影响，云南南部出现局地性性强降水 (图 2a)。
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| 图 1. TC移动路径图 (虚线部分为停止编报后热带低压移动路径；括号内为TC中心气压)(a)2006年派比安移动路径，(b)2008年北冕移动路径 Fig 1. TC tracks (dashed line denotes the track after stopping TC advisory issuing; numbers in brackets denote the minimum sea level pressure near TC center)(a) typhoon Prapiroon，(b) severe tropical storm Kammuri | |
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| 图 2. 云南降水量分布 (单位:mm)(a)2006年8月5日20:00—8日20:00，(b)2008年8月3日20:00—11日20:00 Fig 2. The distribution of heavy rainfall in Yunnan from 20:00 5 Aug to 20:00 8 Aug 2006 (a) and from 20:00 3 Aug to 20:00 11 Aug 2008(b) (unit:mm) | |
北冕于2008年8月3日在菲律宾以东洋面上生成，之后西北行于5日08:00增强为热带风暴，6日05:00升级为强热带风暴，19:45在广东阳江市阳西县登陆，登陆时为强热带风暴，23:00减弱为热带风暴，西穿雷州半岛于7日凌晨进入北部湾，14:50在广西东兴市江平镇再次登陆，登陆时为热带风暴，18:00前后进入越南境内，强度减弱。8日05:00西行到云南东南部并减弱为热带低压，14:00TC停止编报 (图 1b)。受该TC影响，云南出现大范围强降水 (图 2b)，影响较重时段在7—10日，期间8—10日持续2d出现全省性大到暴雨过程，强降水波及云南15个地州，导致洪涝、泥石流灾害，共造成28人死亡、8人失踪，直接经济损失约5.49亿元。
比较两个TC活动及影响 (表 1)，两个TC均于8月生成于西北太平洋菲律宾以东洋面，移动路径均取相似的偏西路径；派比安最终发展为台风，而北冕仅发展为强热带风暴；两者登陆地点相同，登陆后的移动路径有所不同，但都趋近云南；派比安在云南附近维持并影响时间达4d，北冕虽在云南附近维持时间不到3d，但登陆前后与其相关的降水时段长达8d，影响范围和灾害程度较严重，其原因是本文研究的重点。
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表 1 派比安与北冕强度、源地及影响云南情况对比 Table 1 Contrast of two TC about strength, sources and impact to Yunnan |
2 大尺度环流特征 2.1 副热带高压与低空急流特征
西太平洋副热带高压 (以下简称副高) 是影响热带气旋路径的最重要系统，其摆动造成的引导气流改变会直接导致热带气旋路径发生变化[10-11]，为此分析500 hPa高空环流形势，探讨副高及低空急流在两次TC西行过程中的作用。
派比安影响云南前期的2006年8月2—4日，大气环流明显调整，华北低槽北收，位于日本海的副高迅速加强西伸，与中纬度青藏高压在四川盆地东侧110°E附近形成两高辐合区 (图 3)。TC在向北移动过程中，与副高间的气压梯度进一步增大，东南风加强，引导TC稳定西北行。TC东侧南海至两广一带的偏西南急流明显加大，为TC输送充足水汽和不稳定能量，增强了派比安的强度，TC结构趋于对称，使TC在较短时间内发展成结构完整的台风，利于台风移向稳定[12]。由于派比安完整的气旋式流场持续了5d时间，华南出现台前飑线，给两广及海南带来狂风暴雨。而5—8日派比安低压外围环流影响云南期间 (图 3)，副高和青藏高压同时减弱，两高辐合区偏东偏北，始终在四川东部、贵州以北活动，副高西侧无偏南风急流配置，无水汽和能量输入是派比安TC未发展增强的重要原因，故仅造成云南南部范围相对集中的大雨局部暴雨天气。
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| 图 3. 派比安和北冕500 hPa高度场 (实线，单位:dagpm) 和风场 (箭矢，阴影区为风速不小于10m/s的强风速区域) 对比 Fig 3. Typhoon Prapiroon and severe tropical storm Kammuri 500 hPa height (solid lines, unit: dagpm) and wind vectors (shaded areas indicate strong wind velocity no less than 10 m/s) | |
北冕活动期间，亚欧中高纬度地区为纬向环流，印度半岛有季风低压，多个小高压单体在青藏高原和四川一带活动，在四川和滇中形成多条辐合带。滇缅高压与西伸的大陆高压在云南哀牢山一带形成辐合，自2008年8月3日一直活跃并维持到5日20:00(图 3)。该辐合区配合大陆高压南侧、TC外围的偏东风急流，在滇中、滇西大部造成大雨局部暴雨天气。随着副高逐步西伸，TC北侧东风急流加强，引导低压西行。6日热带辐合带 (ITCZ) 北上到20°N，北冕增强，于20:00登陆广东，云南为一致的高压南侧偏东气流控制。7日 (图 3)，副高西伸至四川中部，北冕进入北部湾后，于广西再次登陆西行，低压北侧东风急流进入滇中及滇南，相应降水强度加大。8—9日，副高与青藏高压合并，印度季风低压进入孟加拉湾，ITCZ进一步北抬，将北冕低压、孟加拉湾低压及台湾岛东侧的低压连成一线，高压南侧22°～24°N，85°～115°E区域形成宽广的东风急流带，急流将大量水汽和不稳定能量入云南，云南降水进一步加强，9日出现全省性暴雨过程。10日，副高西伸到青藏高原，滇南边缘的北冕低压中心消失，而残余环流仍然存在，由于ITCZ的激发作用，北部湾新生低压西移靠近滇东南，使滇东南偏东风进一步加大，再次出现全省性强降水。随后，副高断裂成多个高压单体，多条辐合带又开始活跃于拉萨及川东一带。至11日，中低层台风低压环流全部消失，孟加拉湾季风低压减弱登陆到印度半岛，云南转为反气旋环流控制，北冕影响结束。
综上分析，北冕影响云南期间，副高西伸增强，低压东北侧形成偏东南低空急流，强大的水汽输送配合ITCZ北上抬升，以及云南境内具有斜压性质的辐合区的共同激发，导致云南出现持续大到暴雨强降水过程。而在派比安影响云南期间，副高处在东退减弱期，无低空急流和其他辐合系统 (辐合区偏北) 配合，故未出现全省性强降水过程。可见，增强西伸的副热带高压、低值辐合系统、低空急流配合TC的共同作用是西行TC强降水能否发展的关键因素。
2.2 赤道辐合带与西南季风影响研究指出，世界上最强大的季风系统与最活跃的台风产生区并列绝不是偶然的[13]。西南季风是低纬度地区水汽和能量的重要输送系统，在季风活跃期间，季风气流输入TC低压的水汽和能量是TC低压维持和发展的重要源泉，当TC登陆后，要使TC低压长久维持不消，其水汽和能量输送至关重要，而西南季风所携带的强大能量和丰沛的水汽输入利于低压维持并产生强降水[14-16]，同时ITCZ是西太平洋台风发生发展的背景系统[17]。研究也表明，西南季风的强弱与云南降水关系密切，云南大范围暴雨过程往往都是两支季风气流同时出现，暴雨即位于两支季风气流的汇合处[18]，当ITCZ与西南季风系统结合时易产生强降水[19]。
分析850 hPa暖湿特征量θse＞340K的暖湿气流区域和季风动力指数U200-U850[19]分布来探讨夏季风活动对TC自身潜热及其降水的影响。派比安登陆前后，季风动力指数为2~24 m/s (图 4a)。从850 hPa θse分布看 (图略)，派比安周围θse始终呈非对称分布，登陆前345~350K的θse大值区位于其北侧和东北侧 (偏南和偏东气流区域)。当派比安登陆影响云南期间，周围θse数值不断减小，θse＞350K的大值区分布于派比安西北侧，表明季风明显减弱，相应输送到TC的潜热较少，对云南降水贡献也小。
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| 图 4. 派比安 (a) 和北冕 (b) 过程季风指数U200-U850分布 (单位:m/s) Fig 4. The distribution of U200-U850 (unit:m/s) for typhoon Prapiroon (a) and severe tropical storm Kammuri (b) | |
北冕季风指数为2～32m/s (图 4b)，明显强于派比安。北冕登陆前后，850 hPa自35°N以南为大范围的θse＞340K的暖湿季风气流区 (图略)，孟加拉湾北部18°～35°N，90°～95°E始终维持一较宽广θse＞350K的中心大值区，表明季风较强盛。北冕周围θse非对称分布更加明显，即登陆前，350 K的θse大值区位于北冕北侧，且随北冕西行登陆靠近云南，θse＞340 K季风区域不断活跃北上增强，相应TC西侧、西北侧的θse数值不断加大，位于云南西部及南部的θse＞350K大值区范围不断加大，表明较强季风的存在，加强了环境场向TC的能量输送，加强了TC西北方位的湿热条件，从而加强了TC的不对称性[16]。
进一步分析沿暴雨落区θse垂直分布与二维流场时间演变 (图 5)，两次TC在降水增强前期均有一个自低层到高层深厚的θse密集带，表明强降水开始前存在一个能量富集带，随强降水开始，不稳定能量潜热释放，θse开始减小，且降水期间，近地面到300 hPa均有明显的上升运动。不同的是，派比安的θse自低层到高层数值均小于北冕，表明活跃的季风暖湿气流输送不稳定能量和水汽，配合深厚的上升运动是造成TC强降水的重要原因之一。
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| 图 5. 派比安 (a) 和北冕 (b)θse (单位:K) 沿暴雨区垂直分布时间演变图 (虚线框为能量锋区；粗黑线所示为强降水影响时段) Fig 5. Time evolution cross-section of θse (unit:K) along the storm area for typhoon Prapiroon (a) and severe tropical storm Kammuri (b) (dashed border area for the energy front; thick black line shows the heavy rainfall period) | |
云图也清楚地显示，派比安登陆靠近云南时，整个孟加拉湾无明显季风云系活动 (图 6)，虽然因热力和地形抬升作用，热带低压云系曾一度发展，并出现涡旋结构云系，但无季风向TC低压补充水汽和能量，故未酿成大范围强降水。而北冕登陆前后，孟加拉湾西南季风云系 (由ITCZ转向而成的西南热带季风气流)、南海东南季风云系与北冕TC主体涡旋云系相联，两者之间的耦合作用，使活跃的季风云系将暖湿水汽不断卷入TC环流，季风气流中的对流云与TC对流云融合发展 (图 6)，形成强而广的雨带，造成云南持续的大面积强降水。
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| 图 6. 派比安和北冕过程FY-2C卫星红外云图演变 Fig 6. FY-2C satellite IR image for typhoon Prapiroon and severe tropical storm Kammuri | |
综上所述，西南季风的有无对TC的动力和热力结构有影响。季风的活跃与加强往往伴随着ITCZ向北推进，导致热带季风气流源源不断地给登陆TC输送水汽、热量和动量，对TC的维持及对流发展有正反馈的贡献，有利于造成大范围强降水，关注大尺度热带低值背景系统的活动强弱是判断西行TC演变的重要因素之一。
3 中尺度云团特征对比中尺度对流系统 (简称MCS) 是暴雨的直接制造者和组织者，为了解TC西行中，造成云南两次降水不同的MCS特征，运用FY-2C卫星云图展宽数字资料反演了TBB，分辨率为0.1°×0.1°，依据文献[20]的定义方法，将MαCS和MβCS定义为红外云图上具有圆形或椭圆形冷云盖的对流系统，其-32 ℃冷云盖的短轴长度在1.5~3.0纬距之间的为MβCS，超过3.0纬距的为MαCS，分析两次西行TC过程中尺度云团的演变特征。
2006年8月5日14:00，派比安涡旋带状中低云系进入云南，滇东南的文山5日出现2站中到大雨，云南其他地区为小雨、局部为中雨。由于云南地形西高东低，低压涡旋云系由500m左右低海拔的广西西行进入1500 m左右的滇东南、滇西南过程中，地形逐步抬高，因地形和山脉波产生的抬升作用，使低层湿层抬高，触发对流系统发生，故当6日TC环流将南海水汽带入云南南部并不断西移中，02:00，19:00—23:00在滇东南和滇西南分别有圆形白亮的MαCS云团产生。7日21:00—8日00:00，滇中、滇东南再次有椭圆状MβCS云团活动，对应6日滇南出现4站大雨、2站暴雨，7日增加为10站大雨、2站暴雨。之后，由于TC低压脱离海洋，受陆地摩擦耗散作用，加之孟加拉湾、南海一带云系较少，ITCZ位置偏南，失去了水汽输入，使进入云南的TC残余环流云系强度明显减弱，仅为尺度较小且分散的MCS云团，相应云南8日仅有5站大雨和1站暴雨发生在滇南。9日00:00，TC涡旋云系减弱消散移出云南，云南转为晴空少云区 (图略)。
2008年8月6日08:00，北冕TC外围涡旋状云系西移靠近云南，由于哀牢山沿线辐合带存在，不断激发生成多个MCS呈南—北带状排列。16:00起，TC涡旋云团经广西北部湾沿岸登陆，其外围云系西北移入滇西和滇南，滇东南有MβCS云团生消。7日，TC涡旋云系整体北上，自贵州进入云南境内，滇西MβCS的TBB强度达-80℃以上。8日00:00，多个MβCS呈涡旋状排列分布在滇西、滇南和滇东边缘。之后，TC涡旋云系结构松散减弱，北抬的ITCZ带状云系将南海水汽向云南输送，加之滇东北辐合切变的激发作用，使滇东和滇中以南的MCS异常活跃。9日00:00，ITCZ云系进一步北抬，滇东南MβCS发展形成面积3°×2°的中尺度对流云团 (NCC)，滇西MβCS增强为面积2°×2°的MβCS。03:00，滇东南NCC的TBB强度达到-80 ℃以上，面积为3°×4°，随后逐渐减弱，该MβCS在滇东南维持了长达16h之久。16:00后，受急流激发，滇东南再次生成MβCS。实况显示，滇西和滇东南出现多站大暴雨。10日09:00，副高晴空区向西伸展，表明副高增强，推动大量MCS逐渐向西南方向移出云南。11日00:00，北冕低压外围云系减弱，云南仅有多个分散的MCS活动，16:00后，云南转为ITCZ带上新生的北部湾低压外围云系影响，北冕影响云南结束 (图略)。
可见，两次TC影响云南期间，因滇东南地形抬升作用，容易激发MCS形成，大雨以上强降水均主要发生滇东南。北冕影响云南期间，虽位置偏南，但因与活跃季风系统、切变辐合带以及低空急流等多种系统共同结合，增强了登陆台风低压的斜压性，引起倾斜涡度发展，导致斜压不稳定和对流不稳定能量爆发[21]，进而激发多个NCC和N CS云团生成并持久维持，导致云南长时间降水以及大范围持续性强降水过程发生。而派比安位置偏北，但属单一的热带低压影响系统，缺乏多系统触发机制，故虽有MαCS和NMβCS云团在云南生成，但持续时间短，影响相应较弱。
4 物理条件对比 4.1 水汽条件产生强烈降水的重要条件是有充沛的水汽输送和水汽辐合，登陆TC如与水汽输送通道的低空急流联结，并有垂直运动发展，登陆TC就能以此获得潜热而在陆上维持[22]。低空西南急流是热能、动能和水汽的高度密集带，水汽通量能反映水汽的来源，对登陆TC维持的机制众多研究结果表明[23-25]，来自海洋的偏南风低空急流将大量水汽卷入TC环流是TC维持的重要因素，一旦水汽通道断开，TC就很快减弱进而消失。
为进一步说明低空急流在TC降水过程中的贡献作用，本文绘制了两个TC过程平均的对流层中低层850，700 hPa和500 hPa3层流场叠加的水汽通量和水汽通量散度合成图 (图 7)。分析发现，派比安TC过程期间，自孟加拉湾、中南半岛、经南海到云南的水汽通量值为平均值在10×10-2 20×10-2g·s-1·hPa-1·cm-1，相应0-20×10-2g·s-1·hPa-1·cm-2的水汽通量散度辐合区在云南东部和西部边缘，与强降水实况对应。北冕过程自孟加拉湾、中南半岛、经南海到云南的水汽通量平均值在15×10-2 30×10-2g·s-1·hPa-1·cm-1，相应0-30×10-2g·s-1·hPa-1·cm-2的水汽通量散度辐合区覆盖了云南大部地区，-10×10-2-30×10-2g·s-1·hPa-1·cm-2的强水汽辐合区在云南中东部，与强降水落区对应。
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| 图 7. 派比安 (a) 和北冕 (b) 过程平均水汽通量 (实线，单位:10-2g·s-1·hPa-1·cm-1) 和水汽通量散度 (阴影区，单位:10-2g·s-1·hPa-1·cm-2) Fig 7. The distribution of moisture flux field at 850, 700, 500 hPa (solidlines, unit:10-2g·s-1·hPa-1·cm-1) and moisture flux divergence (shadedareas, unit:10-2g·s-1·hPa-1·cm-2) for typhoon Prapiroon (a) and severe tropical storm Kammuri (b) | |
可见，派比安影响云南期间，由于没有低空急流引导，水汽输送及辐合抬升量较小，故未产生大范围强降水过程。而北冕登陆后，西南季风与ITCZ的活跃，低空急流与TC低压连接，孟加拉湾和南海构成强大的水汽通道，源源不断向TC环流补充大量水汽和能量，使TC低压环流持久不消，从而导致云南的水汽辐合抬升强度大、范围广，相应强降水持续时间长，影响范围大。
4.2 湿位涡CSI机制大气层结的稳定度条件是能否产生强降水的重要条件之一。Bennetts等的研究指出[26]，湿球位涡 (NPV) 小于零是大气发生条件性对称不稳定 (CSI) 的充分必要条件。在湿位涡守恒的制约下，无论大气是湿对称不稳定或对流不稳定大气，还是湿对流稳定或对流稳定大气，由于等熵面的倾斜，风的垂直切变的增加或水平湿斜压的增加均能导致垂直涡度的显著发展，有利于降水加剧[27-28]。因此，湿位涡在等压面上的水平分布状况可以反映CSI的区域和强弱。
分析沿22.5°N湿位涡垂直剖面结构发现，派比安影响云南期间 (图略)，CSI多位于500 hPa以下，CSI最强、NPV负值最大值虽为-6×10-7m2·s-1·K·kg-1以下，但持续时间短，仅在8月6日20:00和8日20:00出现过，且范围较小，分析过程平均图，CSI仅上升至550 hPa附近，平均最大值在-3×10-7 m2 ·s-1 ·K·kg-1以下，仅在101°～103°E区域出现。
北冕影响期间 (图略)，随着热带低压的西移，滇南NPV负值绝对值数值逐渐增大，表明对称不稳定加大，尤其在低空急流增强影响云南期间 (7—9日)，NPV等值线变得密集，数值增大，最大值出现在8月8日20:00的100°～103°E附近，正好与滇南大暴雨区对应，同时CSI区向高层抬升到400 hPa附近。当TC逐渐西移减弱，低空急流逐渐减弱消失时，相应NPV负值绝对值减小。到8月12日08:00，CSI区仅为-2m/s的NPV值位于650 hPa以下。当低空急流的建立和增强，风垂直切变和相当位温梯度也加强，有利于CSI机制的形成。从过程平均图也可看出，CSI上升到对流层顶300 hPa附近，平均最大值在-6m/s以下，并跨越了整个滇南雨区。
可见，低空急流的建立和增强，利于条件性对称不稳定机制CSI的形成，较强CSI的存在，使北冕影响云南期间，出现强降水过程。而派比安影响云南期间，由于没有低空急流配合，尽管云南处于条件不稳定区域，但强度较弱，范围较小，故未造成全省性强降水，降水强度也较小。
4.3 非地转湿Q矢量散度场对比研究指出[29]，与暴雨等强对流天气相联系的中小尺度天气系统往往具有很强的非地转特性，而非地转湿Q矢量散度是非地转上升运动的强迫机制，与次级环流有较好的对应关系，特别是低纬度地区，湿Q矢量与降水落区存在较好的对应关系。研究发现，低层700 hPa湿Q矢量和湿Q矢量散度场辐合区与云南强降水关系对应较好[30-34]。
为说明云南TC强降水与非地转湿Q矢量散度发展变化的关系，找出其降水强弱中的异同，对两次TC过程暴雨区所在区域21.5°～24°N，101.7°104°E制作700 hPa沿22.5°N非地转湿Q矢量散度随时间演变的垂直剖面图 (图略)。分析发现，派比安过程中，受低压外围云系影响，2006年8月2日在滇南100°～102.5°E有非地转湿Q矢量散度为-30×10-17 hPa-1·s-3负值区出现，实况滇南出现1站大雨，9站中雨。4日，随热带低压西行靠近云南，滇东南负值加大，107°E附近出现-60×10-17 hPa-1·s-3，相应滇东南大雨增至3站。随着急流减弱，当8月5日TC影响云南期间，由于无急流配合，水汽输送弱，5日08:00Q矢量散度辐合值为-30×10-17 hPa-1·s-3，这是造成8月5—6日滇东南4站大雨，2站暴雨出现的主要原因。6—8日，随着TC西移减弱，-30×10-17 hPa-1·s-3辐合区负值中心移到滇中及滇西，相应滇南、滇西南出现区域性分散大雨、暴雨。
北冕过程中，滇东南2008年8月6日出现非地转湿Q矢量散度负值区，随TC西行，在ITCZ、低空急流、两高辐合等各中系统共同耦合作用下，7—8日，非地转湿Q矢量散度负值区迅速向西扩展到整个云南到孟加拉湾北部92°～105°E，强度增大到-150×10-17 hPa-1·s-3以上，热带低压环流西行进入滇南，由于低空急流的加强和维持，除滇西南和滇东北，最大辐合中心增至-150×10-17 hPa-1·s-3位于滇东南，故造成8月7—8日两天持续性全省强降水，大暴雨区与湿Q矢量散度场负值区最大中心对应。之后，TC环流减弱西行，相应辐合区减弱。10日，除滇西南为-50×10-17 hPa-1·s-3外，云南大部地区转为30×10-17~60×10-17 hPa-1·s-3湿Q矢量散度辐散区。11日20:00，北部湾新生低压靠近云南，滇东南又开始出现-20×10-17 hPa-1·s-3湿Q矢量散度辐合区，降水再次加强，而TC影响结束。
为进一步了解TC强降水过程中，非地转湿Q矢量与次级环流的关系，制作沿22.5°N暴雨区的非地转湿Q矢量散度场垂直剖面图可以看出，两次TC影响云南出现暴雨的过程中，各层散度值呈正负交叉排列，在暴雨区上空均具有一较强的湿Q矢量散度负值区，高低层呈上正下负的分布，由于非地转湿Q矢量散度负值辐合区将强迫出非地转上升运动，即次级环流的上升支，而正值辐散区对应非地转下沉运动，表明地面到高空均存在次级环流圈，这是激发强降水的重要动力条件。不同的是，派比安于2006年8月5日 (图 8a) 在滇东南102.5°～105°E，对流层中低层500~400 hPa出现最强辐合区-60×10-17 hPa-1 ·s-3，对应高层350~200 hPa有60×10-17 hPa-1·s-3的正值辐散区；北冕影响云南最强降水时的8月8日 (图 8b)，云南中部以东102.5°108°E自低层850 hPa到高层250 hPa的湿Q矢量散度负值辐合区随高度倾斜，表明热带低压影响下，大气具有深厚的斜压上升性，暴雨区上空垂直方向上为高层正值辐散，低层负值辐合，正负中心绝对值均为150×10-17 hPa-1·s-3，明显强于派比安。
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| 图 8. 沿暴雨区的非地转湿Q矢量散度垂直剖面 (单位:10-17 hPa-1·s-3；粗黑线所示为云南区域) (a) 2006年8月5日08:00，(b) 2008年8月8日08:00 Fig 8. Meridional cross-section of wet Q vector divergence passing the storm area (unit:10-17hPa-1·s-3;thick black line shows Yunnan region) (a) at 08:00 5 Aug 2006, (b) at 08:00 8 Aug 2008 | |
可见，两次TC影响云南过程中，热带低压环流移动路径与低层700 hPa非地转湿Q矢量散度负值辐合区位置对应，未来12h强降水落区上空均具有一较强湿Q矢量散度负值区，降水强弱正比于湿Q矢量散度负值大小。垂直结构分析看，各层散度值呈正负交叉排列，高低层呈上正下负的分布，垂直方向上次级环流圈的存在是强降水发生的动力条件。不同的是，当派比安环流开始影响云南时，湿Q矢量散度辐合区随热带低压减弱而呈递减趋势，其降水分布和降水强度相对较小，故未造成全省性强降水；强热带风暴北冕登陆西行靠近云南时，其环流对应的非地转湿Q矢量散度辐合区强度弱于派比安，但当登陆减弱西行，因西太平洋副高西伸、ITCZ季风系统北跳而导致其北侧偏东低空急流加强，低层大量水汽和不稳定能量输送到云南，使北冕环流进入云南时，环流区对应的湿Q矢量和湿Q矢量散度辐合区迅速增强扩展，强烈的辐合抬升作用长时间影响云南，从而造成全省性持续两天大到暴雨过程，之后再随着低空急流减弱及热带低压的再次能量耗散，湿Q矢量和湿Q矢量散度辐合区减弱消散，降水区随之减弱。
5 小结通过对派比安 (0608) 和北冕 (0809) 两个相似移动路径TC西行影响云南降水的对比分析，得出如下结论:
1) 由于强热带风暴北冕西行中再次入北部湾海，补充了大量能量和水汽，使低压较强盛，而派比安虽为强度较强的台风，但对云南降水的影响时段、影响范围和造成的灾害程度明显弱于强热带风暴北冕。
2) 形势背景对比发现，派比安影响云南期间，季风系统较弱，为单一的热带低压环流影响，副热带高压东退减弱，无低空急流和天气系统配合；北冕影响云南期间，西南季风与ITCZ较活跃，副热带高压西伸增强，并有季风、辐合区与热带低压环流相互作用，是其影响云南强降水范围大、强度强的重要原因。
3) 云图中尺度分析发现，西行TC与多种低值系统的共同结合，激发多个MCS云团生成并持久维持，是西行TC导致云南长时间及大范围持续性强降水过程的直接原因。
4) 北冕登陆后，西南风低空急流将水汽源源不断地向TC环流补充水汽和能量，使TC环流持久不消，有利于云南大范围强降水，而派比安无低空急流输入水汽和能量，低压云系难以发展，因而降水弱。同时，西南风低空急流的建立和增强，容易形成条件不稳定机制CSI，有利于产生强降水。
5) 强降水对应于低层非地转湿Q矢量散度场负值大值区，垂直方向上次级环流圈的存在是强降水发生的动力条件。派比安影响下，湿Q矢量辐合形势为迅速递减趋势，而北冕因多系统耦合，辐合强度为前者的两倍多，且存在深厚的斜压上升性，是触发强降水的重要动力机制。
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