引 言

台风登陆后，因受地形摩擦及下垫面感热、潜热和水汽通量变化等多种因素影响[1]，其强度往往快速减弱[2]、结构快速变化[3-4]，其移动路径也会发生变化[5-6]。登陆台风暴雨的形成除与地形强迫[7-13]、冷空气侵入[14]、陆上湿地与水库效应[15]和中纬度天气系统[16]等因素影响有关外，还与台风自身结构、水汽输送、台风环流内中尺度波动与能量锋有关[17]。这使得登陆台风暴雨可能出现在台风的不同位置，给台风暴雨准确预报和防范带来极大挑战。如2005年“海棠”台风环流内边界层顶的强东风急流和对流层低层的偏南气流交汇形成的强辐合带就是造成闽浙地区特大暴雨发生在台风北侧的主要成因[18]。2006年“碧利斯”台风低层无旋风持续加强引发的暴雨增幅主要位于台风的西南部[19]。2007年“韦帕”台风外围的暖湿气流与中高纬西风槽带来的干冷空气交汇形成的能量锋使得暴雨主要发生在台风西侧[20]。2012年“布拉万”台风受西风槽干冷空气影响形成的能量锋使降水主要发生在台风西北侧[21]。2013年“苏力”台风环流西北风与西南风汇流形成的辐合以及高温高湿不稳定气团入流引发的闽南地区特大暴雨主要位于台风南侧[22]。可见，登陆台风影响因子的复杂多样性和暴雨形成机制的差异性导致暴雨发生在台风的不同位置。值得探究的是，台风登陆前后，其环流内风、温度、气压、湿度等要素特征以及动力、热力、水汽等水平和垂直方向上的精细结构究竟有何变化，这种变化对台风暴雨的强度和落区又有何影响。

2016年第14号台风“莫兰蒂”登陆后非对称结构加强，在福建引发了特大暴雨天气过程。本文利用福建省地面加密自动站观测资料以及美国NCAR/NCEP提供的CFSv2 0.5°(纬度)×0.5°(经度)再分析资料，使用WRF中尺度数值模式，通过高分辨率的数值模拟来揭示“莫兰蒂”台风登陆前后的精细结构及其变化特征，探讨台风精细结构变化对强降水发生发展的影响，重点揭示台风登陆后强对流螺旋雨带位于台风北侧的原因，期望进一步认识登陆台风暴雨形成机理，为准确预报台风暴雨提供参考依据。

1 台风与降水概况

1.1 台风概况

2016年9月14 —15日，当年第14号超强台风“莫兰蒂”登陆福建厦门，带来狂风暴雨给福建造成重大经济损失和人员伤亡。据民政部门初步统计，福建86个县市区约180万人受灾，因灾死亡18人、失踪11人，直接经济损失达169亿元，仅重灾区厦门直接经济损失就高达102亿元。资料分析表明，14日02:00(北京时间，下同)台风靠近台湾前，卫星云图上台风眼和环状深对流亮温带结构对称完整，雷达回波图上出现双眼墙结构，台风强度达17级；14日11:00其靠近台湾时，台风眼清晰，但环状高亮温带结构破坏，雷达回波转为单眼墙结构，台风强度16级；14日17:00其擦过台湾进入台湾海峡后，台风眼不清晰，雷达回波维持单眼墙结构，其强度维持16级；15日03:00台风登陆厦门时，云图上台风中心周围云体密实，强度15级；15日08:00其深入内陆后，台风云体结构变松散，雷达回波上台风降水非对称性加强，台风北侧和东北侧螺旋雨带降水加强，在泉州—宁德一带引发大暴雨(图略)。

图1 2016年9月14日20时—15日08时12 h累积降水量(阴影，单位:mm)分布与14日08时—15日08时“莫兰蒂”台风路径(图中数字1408表示14日08时，余此类推) Fig.1 The 12-hour accumulated rainfall(shaded area,unit:mm)from 20:00 BT 14 to 08:00 BT 15,and the track of Typhoon Meranti from 08:00 BT 14 to 08:00 BT on 15 September 2016.Number 1408 indicates at 08:00 BT 14 September 2016,and the rests may be inferred by analogy.

1.2 台风降水概况

“莫兰蒂”台风在台湾海峡活动及登陆过程中，其移动以西北方向为主，移速和移向存在小波动(图1)。台风移近陆地、登陆及登陆后，引发福建极端暴雨，强降水主要位于厦门、泉州、莆田、福州至宁德一带，加密自动站观测到的过程累积降水量最大达499.9 mm，出现在泉州南安向阳乡(图略)，最强降水主要出现在台风登陆后12 h。14日20时—15日08时12 h累积降水量图上(图1)，福建东部存在两个强降水中心，一个位于厦门至泉州一带，另一个位于福州至宁德一带，12 h累积降水量达200 mm以上。分析逐小时降水分布和演变发现，厦门至泉州一带强降水主要由台风内核雨带造成，而福州至宁德一带强降水则主要由台风强螺旋雨带造成。台风登陆后，降水强度大，观测到的最大雨强达133.5 mm·h-1(泉州连江站)，出现在台风登陆后2 h即15日05:00。台风特大暴雨给厦门、泉州、莆田、福州和宁德等地带来严重洪涝灾害。

1.3 地面降水的中尺度特征

分析地面加密观测站逐小时风场和降水量变化发现:(1)台风登陆前4～6 h，福建东部沿海主要盛行东北风，且风速逐渐加大，漳州—厦门—泉州一带风场开始出现气旋式结构特征；福建内陆地区为零散弱降水，福建东部沿海地区降水逐渐增强，漳州—厦门—泉州一带开始出现10～25 mm·h-1的强降水(图略)。(2)台风登陆前1～3 h，漳州—厦门—泉州一带风场进一步增强，气旋式结构更趋明显；东部沿海地区降雨带开始向内陆移动并增强。值得注意的是，在气旋式结构风场外围的连江、福州至尤溪一带出现一条强降水带，连江到福州一带地面为东北风与东南风汇流区(图2a、b)。(3)台风登陆时，风场气旋式快速增强，气旋中心位于厦门地区，强降水带位于厦漳泉地区；台风外围连江至尤溪一带强降水带维持，地面东北风与东南风汇流逐渐转为东北(或偏东风)风速辐合(图2c)。(4)台风登陆后1～5 h，地面气旋式环流中心逐渐西移到漳州和龙岩交界地带，强气旋式风场维持2～3 h后开始减弱，15日08:00气旋式环流中心演变成风场辐合中心；台风内核强降水带随着气旋式环流中心西移，其强度略有减弱，台风内核雨带逐渐分裂出螺旋雨带并远离台风中心；台风外围连江一带强螺旋雨带维持，并逐渐移至宁德以北地区，该雨带从形成到减弱消失，维持近10 h(图2d—f)。

台风登陆前6 h，低层(850 hPa)风场呈非对称分布，台风大风轴位于其中心75 km内，并在台风中心南侧断裂，从台风内核雨带降水分布看，台风北侧大风区与南侧大风轴断裂段上的降水强度差别不大，但大风轴一侧强降水范围较大风断裂段略大(图10a)。台风沿西北向登陆行进中，其北侧大风轴逐渐断裂，在台风中心偏西侧和偏东侧出现一个大风中心，台风75 km半径内两个强降水区则分别位于台风西北侧和东南侧。台风螺旋雨带强降水主要位于台风北侧和东北侧，其大风范围较南侧大(图略)。台风登陆后6 h，台风75 km内风速明显减小，风速相对大值区仍位于台风中心偏西侧和偏东侧，该区域存在较强降水，台风螺旋雨带位于台风东北侧，该区域为风速次大值区，台风南侧75～225 km内风速小，无强降水出现(图10b)。可见，台风强降水与大风有关，尤其是台风螺旋雨带上的强降水。

综上可知，厦门至泉州一带的强降水主要由台风内核雨带造成，而福州至宁德一带的强降水则主要由台风螺旋雨带造成。

图2 2016年9月14日23时(a)—15日09时(f)间隔2 h的地面风场(风矢，单位:m·s-1)与1 h降雨量(填色区，单位:mm)演变(图中XM、ZZ、QZ、LY、YX、FZ、LJ和ND分别代表厦门、漳州、泉州、龙岩、尤溪、福州、连江和宁德) Fig.2 Evolution of observed surface wind(vectors,units:m·s-1)and 1-hour rainfall(color-filled areas,units:mm)at(a)23:00 BT 14,and(b)01:00,(c)03:00,(d)05:00,(e)07:00 and(f)09:00 BT 15 September 2016.Symbols XM,ZZ,QZ,LY,YX,FZ,LJ and ND represent Xiamen,Zhangzhou,Quanzhou,Longyan,Youxi,Fuzhou,Lianjiang and Ningde station,respectively.

2 天气背景

2016年9月14日20时500 hPa等压面上(图略)，“莫兰蒂”台风将西太平洋副热带高压(以下简称副高)分为东西两段，副高主体呈准东西向带状分布位于洋面上，其脊线位于30°N附近，588 dagpm等高线西脊点位于120°E附近，大陆高压控制西南至华南交界地区；“莫兰蒂”台风位于副高西南侧，其中心位于台湾海峡洋面上，并在偏东环境气流的引导下向西略偏北方向移动。100 hPa等压面上，南亚高压脊线位于28°N附近，1 672 dagpm等高线被台风分割成东西两段，台风位于南亚高压南侧的偏东气流内。850 hPa等压面上，中南半岛中部受热带风暴影响，其南侧偏西气流部分汇入台风环流，台风北侧气流较南侧强，一支强东南季风气流从东侧汇入台风环流；700 hPa等压面上，中南半岛中部热带风暴南部偏西气流并未汇入台风环流，即汇入台风环流的偏西气流较为浅薄。台风东南侧(16°N，131.5°E)附近有一热带风暴发展，风暴北侧气流与“莫兰蒂”东北侧气流相连。15日02:00，台风即将登陆厦门，台风环流内有利于对流暴雨发生的中低层正涡度平流差和低层强辐合位于台风中心及其东北侧(图3a、d)，低层强暖平流主要位于台风东北侧(图3b)，恰好与强降水区相对应，但强降水区上空100 hPa高层辐散不明显(图3c)。15日14:00，台风深入内陆至赣北地区并快速减弱，有利的大尺度强迫场和低层强辐合移出暴雨区(图略)，暴雨区降水明显减弱。从大尺度强迫和低层强辐合区分布及演变看，中低层正的涡度平流差、低层暖平流以及低层辐合叠置区与强降水区对应，这与2013年“苏力”台风特征基本一致[22]，不同的是“苏力”台风大暴雨区及其叠置的大尺度强迫和低层强辐合位于台风南侧。因此，在台风暴雨事件中，中低层正的涡度平流差、低层强暖平流和低层强辐合的叠置对台风(特)大暴雨形成具有不可忽视的作用，对(特)大暴雨落区具有重要的指示意义。

图3 2016年9月15日02时天气形势场(图中矩形区域为暴雨区)(a)500 hPa位势高度(等值线，单位:dagpm)和500 hPa与850 hPa正的涡度平流差(阴影，单位:10-9s-2)；(b)100 hPa位势高度(等值线，单位:dagpm)和辐散场(阴影，单位:10-5s-1)；(c)700 hPa风场(风矢，单位:m·s-1)和暖平流(阴影，单位:K·d-1)；(d)850 hPa风场(风矢，单位:m·s-1)和辐合场(阴影，单位:-10-5s-1) Fig.3 (a)Geopotential height(contours,units:dagpm)at 500 hPa and positive difference of vorticity advection(shaded,units:10-5s-1)between 850 hPa and 500 hPa,(b)geopotential height(contours,units:dagpm)and divergence at 100 hPa,(c)wind field(vectors,units:m·s-1)and warm advection(shaded,units:K·d-1)at 700 hPa,and(d)wind(vectors,units:m·s-1)and convergence(shaded,units:-10-5s-1)at 850 hPa at 02:00 BT on 15 September 2016.Solid line rectangles denote heavy rainfall areas.

3 模式简介

选取美国国家环境预报中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)等研究机构联合开发的天气研究和预报模式(WRF 3.8版本)非静力方案，对登陆引发福建特大暴雨的“莫兰蒂”台风精细结构进行数值模拟。选取2016年9月14日08:00作为模拟初始时间，利用NCAR/NCEP提供的CFSv2 0.5°(纬度)×0.5°(经度)再分析资料初始化后积分24 h，模拟14日08:00—15日08:00台风特大暴雨过程。模拟采用三层双向嵌套，模拟区域范围设置见图4，其中模拟区域中心点为(25°N，118.5°E)，母区域水平网格距为12 km×12 km，共433×433个格点，第一子区域为4 km×4 km，共436×436个格点，第二子区域为1.333 km×1.333 km，共703×703个格点，垂直方向为σ坐标38层，时间积分步长设为36 s。母区域采取的物理方案如下:长波和短波辐射用RRTMG方案[23]，地表层物理过程为Eta Similarity方案，陆面过程选用5层热扩散方案，行星边界层过程为YSU方案[24]，云微物理过程选取新的Thompson方案[25]，积云参数化方案选取Grell-Freitas方案[26]。除一、二子区域不采用积云对流参数化方案外，其它物理过程与母区域相同。母区域采用USGS_LAKES的2′分辨率地形，一、二子区域采用USGS_LAKES的30″分辨率地形。分析台风精细结构时，主要采用第二子区域模拟结果。

4 模拟结果验证

4.1 台风路径与降水

对比观测和模拟的台风路径发现(图5a)，模式较好地模拟出台风路径及其登陆点，14日08:00—23:00，模拟台风向西北移动，与观测基本一致，但模拟的台风路径较实况略偏北偏西，最大偏差仅约30 km；15日00:00—08:00，模拟的台风路径转而位于实况的南侧，台风位置较实况略偏南偏西。模拟台风于15日02:00前后登陆厦门，较实况约早1 h，即模拟台风移速较实况略快，15日08:00，模拟台风较实况深入内陆约40 km。总体上，模式对台风路径及登陆点模拟较好。

目前职业院校学生普遍存在的学习积极主动性不高、缺乏学习热情。《导基》虽然是一门基础性学科，以浅层基础理论知识为主，但应对筛选性资格考试，学习与记忆起来还是有点枯燥，并容易混淆。智慧课堂教学模式形成立体化互动教学模式，教学手段不再单一，可以激起学生们兴趣，增加学生学习热情，让学生积极参与互动教学学习中。

图4 三层嵌套网格模拟区域设置 Fig.4 The set-up of simulated domain with triple-nested grids.

图5 2016年9月14日08时—15日08时观测(红线)与模拟(蓝线)的台风路径(a，阴影为地形高度，单位:m)，以及14日20时—15日08时12 h累积降水量(单位:mm)实况(等值线)与模拟(阴影) Fig.5 (a)Observed(red line)and simulated(blue line)typhoon track from 08:00 BT 14 to 08:00 BT 15(shaded area indicates topographic height,units:mm),and(b)observed(contours)and simulated(shaded)12-hour accumulated rainfall(unit:mm)from 20:00 BT 14 to 08:00 BT 15 September 2016.

对比“莫兰蒂”台风登陆前后(14日20:00—15日08:00)观测和模拟的12 h累积降水量看到(图5b)，模式较好地模拟出漳州—厦门—泉州一带的强降水区，模拟的降水区域范围比实况略大，即模拟的强降水区向西伸展至龙岩和三明东部地区的范围较观测略大，模拟的12 h累积降水达250 mm以上，较观测略强。同时，模式较好地模拟了福州至宁德一带的强降水区，其强度较观测略弱，强降水中心位置与观测略有偏差。可见，模式基本刻画出了台风登陆前后的强降水过程。

4.2 地面风场与逐小时降水

为了把我国建成“交通强国”，为了推进“一带一路”建设，我国铁路相关院校的大学生一定会响应习近平总书记今年5月2日在北京大学师生座谈会上发出的号召：“广大青年要努力成为有理想、有学问、有才干的实干家，在新时代干出一番事业。”(图为笔者为荣获2015年国家科技进步奖特等奖的梁建英总工程师颁发杰出校友奖杯,照片由同济大学老科协张宗桐提供。)

图6 模拟的2016年9月14日23时(a)以及15日01时(b)、03时(c)、05时(d)、07时(e)、09时(f)的地面风场(风矢，单位:m·s-1)和1 h降雨量(填色区，单位:mm)演变(符号说明同图2) Fig.6 Simulated surface wind(vectors,unit:m·s-1)and 1-hour rainfall(color-filled areas,unit:mm)at(a)23:00 BT 14,(b)01:00,(c)03:00,(d)05:00,(e)07:00 and(f)09:00 BT 15 September 2016.Symbol captions are same as in Fig.2.

5 台风登陆前后环流精细结构特征

5.1 水平结构

5.1.1 涡度、散度和垂直速度分布

分析台风登陆前后其环流内对流有效位能(CAPE)和低层平均(850—700 hPa)对流不稳定度(∂θse/∂p ＞0)发现，随着台风环流不断移动和旋转，台风环流内CAPE与∂θse/∂p分布也在不断变化，进而影响台风环流内强降水形成和发展。同时，台风环流内核雨带和螺旋雨带区CAPE和对流不稳定强弱存在很大差异，这说明台风内核雨带与螺旋雨带强降水形成机制存在差异。具体而言，台风登陆前6 h，台风内核区域(75 km半径内)两个强降水区CAPE值小，而台风螺旋雨带CAPE值相对大，尤其是台风南侧和东侧75～225 km强降水区CAPE达1 000 J·kg-1以上，由低层流场分布可知，高CAPE气团从东南侧入流到螺旋雨带强降水区(图9a)。台风北侧内核雨带强降水区∂θse/∂p趋于中性，南侧内核雨带强降水区∂θse/∂p很小，而台风螺旋雨带区∂θse/∂p相对较大(图9c)。台风沿西北方向登陆行进中，其内核雨带的CAPE很小，∂θse/∂p也很弱，而台风螺旋雨带上存在一定CAPE和∂θse/∂p，尤其是台风东侧高CAPE气团入流到螺旋雨带强降水区(图略)。台风登陆后6 h，台风内核雨带上基本无CAPE和对流不稳定，而台风螺旋雨带上维持一定CAPE和对流不稳定，其东南侧有CAPE和对流不稳定气团流入到螺旋雨带强降水区(图9b、d)。由此可见，在台风环流内强降水发生发展过程中，台风螺旋雨带强降水形成中存在有利的CAPE和∂θse/∂p条件，而台风内核雨带强降水形成中CAPE很弱，∂θse/∂p基本趋于中性。

当下，创新成了最高频的词。习总书记多次强调，创新驱动发展，创新是发展的第一动力。教育改革就是要着力培养学生的学习能力、创新能力、解决问题的能力和主动适应社会的能力，创新学习正是基于这四种能力的一种教育思想和教育理论。它致力于解决我国基础教育中普遍存在的“重教轻学”“重接受轻创新”的弊病，着力解决三个问题：一是转变教师教学观念，使教师具备“创新学习”的理念。二是变革课堂教学方式，使教师通过创新学习原理的自觉运用，在“教”与“学”的双主体互动关系中，创造出生动活泼的课堂。三是让广大中小学生想创新、能创新、会创新，掌握创新学习的方法与技能。

图7 2016年9月14日21时(a,c,e)与15日09时(b,d,f)850 hPa正涡度(单位:10-3s-1)、散度(单位:10-3s-1)、整层平均垂直速度(单位:m·s-1)的水平结构(图中等值线为模拟的1 h降水量，单位:mm；圆圈等距离线间距75 km，下同) Fig.7 Horizontal distribution of(a,b)positive vorticity(units:10-3s-1)，(c,d)divergence(units:10-3s-1)at 850 hPa,and(e,f)total layer mean vertical velocity(units:m·s-1)at 21:00 BT 14 and 09:00 BT 15 September 2016.Contours indicate simulated 1-hour rainfall(units:mm),and the equidistant interval of circle lines are 75 km,the same hereafter.

5.1.2 温湿结构

事实上，产品的包装设计与产品贸易活动有着同样悠久的历史，早期的商品包装更多的是出于对产品的保护，避免受潮、受损等，这是包装设计的基础功能，也是需要重点延伸的功能。但是，就目前多数产品的包装状况看，其中存在诸多问题，包装的“过度化”就是其中的重要问题之一。因此，在对产品进行包装设计时，企业需要注重合理的选择设计材料，通过灵活搭配，从而实现包装设计的预期价值。

分析低层(850 hPa)台风环流内假相当位温(θse)和比湿发现，随着台风不断移动和旋转，台风环流内高温高湿气团分布随之变化，这在很大程度上影响了台风环流内的强降水落区。台风登陆前6 h，θse高值区位于台风中心，近乎圆状分布，362 K以上高温高湿气团位于台风中心75 km内，之外θse高值区呈螺旋状分布，但台风北侧150 km外出现相对低的θse分布(图8a)。台风中心为高比湿中心，19 g·kg-1以上高比湿区位于台风中心10～20 km内，台风中心外高比湿区也呈螺旋式分布(图8c)，与台风环流内θse分布基本一致，台风北侧150 km外也出现低比湿分布，这可能与台湾地形对水汽输送影响有关。台风中心圆状高比湿区南北两侧为两个强降水区，台风中心外螺旋状高比湿区为台风螺旋雨带强降水区。台风沿西北方向登陆行进中，其中心近圆状分布的θse范围逐渐缩小并趋于消失，台风中心外“逗点状”分布的高θse气团以逆时针方向逐渐从台风东南侧螺旋式旋转至东北侧；台风中心19 g·kg-1以上高比湿区仍维持，其外围高比湿分布与高θse分布基本一致，台风螺旋雨带强降水逐渐转到位于台风东北侧呈“逗点状”分布的高比湿区(图略)。台风登陆后6 h，台风中心圆状高θse中心消失，θse减弱至350 K左右，台风外围“逗点状”高θse区仍存在，但θse值减弱，高θse区范围也有所减小(图8b)。台风中心圆状高比湿区消失，比湿降至14～15 g·kg-1，台风中心外围高比湿区分布与高θse区分布基本一致。台风中心东北和西南两侧仍存在一定的强降水，“逗点状”高比湿区仍为台风螺旋雨带强降水区(图8d)。可见，台风内核雨带区极高的水汽含量与极高的θse气团是强降水形成的重要原因，螺旋雨带也处于高水汽区和高θse气团区。

选择料液比1:6、1:8、1:10、1:12,白砂糖添加量8%、柠檬酸添加量0.2%,进行单因素考察,结果见表2。结果表明,当料液比为1:8时,饮料感官评价较高。当刺玫果添加量减少时,气味、色泽和口感得分均有所减少。随着刺玫果添加量的增加,饮料的气味和色泽加重,但口感评价有所降低。

图8 2016年9月14日21时(a,c)与15日09时(b,d)850 hPa风场(风矢，单位:m·s-1)与假相当位温(阴影，单位:K)叠加图(a,b)以及比湿(阴影，单位:g·kg-1)与1 h降水量(等值线，单位:mm)叠加图(c,d) Fig.8 Superposition of(a,b)wind field(vectors,units:m·s-1)and pseudo-equivalent potential temperature(shaded,units:K)at 850 hPa,and(c,d)specific humidity(shaded,units:g·kg-1)at 850 hPa and 1-hour rainfall(contours,units:mm)at 21:00 BT 14 and 09:00 BT 15 September 2016.

分析过台风中心的温度、涡度和散度的东北—西南向垂直结构发现，台风登陆前6 h，其中心50 km内暖心结构清晰，50～100 km温度相对较低，往外温度升高。台风中心50 km内为一正涡度柱，最大正涡度达6×10-3s-1，正涡度柱内有多个强涡度中心。台风两侧低层存在明显辐合(图11a)。台风沿西北方向登陆行进过程中，其暖心结构逐渐减弱，台风正涡度柱维持，高、低层逐渐出现涡度大值中心，温度场出现波状结构，台风两侧低层维持明显的辐合(图略)。台风登陆后6 h，其暖心结构快速减弱，暖心略偏离台风中心。台风正涡度柱水平范围收缩，位于台风中心25 km内左右，但台风低层正涡度有所增强。台风两侧低层维持明显辐合，东北侧75～250 km强螺旋雨带低层辐合较西南侧明显(图11b)。

分析台风环流内的涡度、散度和垂直速度发现，随着台风不断移动和旋转，台风环流内涡度、散度和垂直速度分布不断变化，直接影响了台风环流内降水的形成和发展。台风登陆前6 h(14日21:00，下同)，台风降水呈准对称结构，其分布相对均匀；低层(850 hPa)台风中心50 km半径范围内正涡度呈准圆状，50～150 km正涡度呈螺旋式结构以波列形式向外散开，北侧正涡度略高于其它象限(图7a)。台风中心150 km内低层强辐合中心从台风中心沿着螺旋雨带呈波列状分布，而在150 km以外，台风西北侧辐合中心呈东北—西南向波列结构，这可能由地形影响造成(图7c)。整层平均垂直速度场上，台风内核雨带上存在强上升运动，并沿螺旋雨带分布，与雨带一样近乎呈准对称结构，且结构密实(图7e)。台风沿西北方向登陆行进过程中，由于受东南沿海复杂地形的影响，尽管台风内核雨带上仍存在强上升运动，但台风环流内涡度、散度及垂直速度水平分布的非对称结构特征逐渐加大(图略)。台风登陆后6 h(15日09:00，下同)，台风环状内核雨带结构遭到破坏，降水非均匀性进一步加强，但台风中心75 km内的强降水仍存在，台风强螺旋降雨带位于台风东北象限。台风中心50 km内正涡度准圆状结构遭到破坏，其以波列形式向东北方向散开，强降雨带上正涡度也呈波列状(图7b)。低层散度场上，75 km内非均匀内核雨带上存在强辐合中心，75 km外强辐合中心沿着螺旋雨带向东北方向以波列形式分布(图7d)。强的上升运动中心沿着台风内核雨带和东北侧螺旋雨带以波列形式分布，但波列特征与涡度和散度分布不同，其沿着雨带呈切向分布(图7f)。

传统的钢筋混凝土建筑物内外墙是实体墙，在满足结构设计的条件下，基本都能满足节能、降噪、防火等要求，在墙体材料、墙厚上没有更多的设计空间。而装配式建筑墙体，在材料上有多种选择，墙体厚度可以更加灵活，如果使用相同墙体，就会造成不必要的浪费。比如配电装置楼，不同部位的墙体应有区别的进行设计，即便都是内墙，也应根据墙体的耐火极限、节能、降噪、设备安装等因素进行优化和精细化设计，体现出装配式建筑的优点。

进一步分析台风环流内强降水发展过程中对流抑制能量(CIN)和抬升凝结高度(LCL)发现，台风登陆前后，台风内核雨带强降水区基本无CIN，而台风螺旋雨带强降水区存在着小CIN(图略)。台风登陆前6 h，台风内核雨带强降水区LCL较大，尤其是台风西北侧、西侧至西南侧，而台风东侧、东北侧螺旋雨带强降水区LCL较小。台风登陆后6 h，台风内核雨带上LCL逐渐增大，基本覆盖强降水区，尤其是台风西北侧、西侧至西南侧，而台风螺旋雨带上LCL相对较小，尤其台风东北侧强降水区(图略)。可见，台风内核雨带区极小的CIN有利于强对流降水，而台风螺旋雨带上为极低的LCL则有利于强对流降水形成。

分析台风登陆前后模式模拟的地面风场和逐小时降水分布及演变发现:(1)14日21:00—23:00(图6a)，模拟的东北风盛行于福建东部沿海，且随时间推移风速逐渐加大，与观测基本一致，也模拟出15日00:00漳州—厦门—泉州一带风场出现的气旋式结构特征，但内陆地区模拟的风场较观测略强；模拟的福建内陆地区零散弱降水较观测范围略小，对具有气旋式风场结构特征的漳州—厦门—泉州一带出现的10～25 mm·h-1强降水模拟较好(图略)。(2)15日01:00(图6b)，模拟的漳州—厦门—泉州一带风场气旋式结构更明显，东部沿海地区降水带也向内陆移动并增强，但模拟的降水强度较观测略强。从模拟的02:00风场结构看，台风已接近登陆，这比观测早了1 h，但台风登陆点与观测基本一致(图略)。需要指出的是，模式对台风外围连江至尤溪一带强螺旋雨带的模拟偏南，即位于福州和尤溪以南地区，且模拟的近地面风场与观测存在较大差异，即模拟的东北风与西南风汇流区位于福州和尤溪以南，汇流特征不如观测明显，这也是模拟雨带范围较观测略小的原因之一。(3)15日03:00(图6c)模拟的台风已登陆厦门，内核雨带位置与观测基本一致，但台风螺旋雨带位置较观测偏南，且两个雨带间的弱降水区“间隔”不如观测明显。(4)模拟的台风登陆后1—6 h(05—09时)，地面气旋式环流中心逐渐西移到漳州和龙岩交界地带，这与观测基本一致，但强气旋式风场一直维持，即模拟的地面风场较观测偏强；台风内核强降水带随着气旋式环流中心往西移动，降水强度略有减弱，这与观测基本一致；台风外围强螺旋雨带维持，并缓慢移至福州以北地区，较观测略偏南(图6d—f)。总体而言，模式较好地模拟出台风登陆点及其移动过程与台风内核雨带，并在一定程度上模拟出台风外围强螺旋雨带，这表明模式基本刻画出了台风动力及其降水的物理过程。

5.1.4 风场、垂直风切变与整层水汽通量散度结构

(1)研究了我国煤矿安全管理制度建设的效果，将我国近30年煤矿百万吨死亡率的发展变化划分为制度欠缺期与制度改善期2个阶段，通过直观分析得出安全管理制度改善期的安全生产状况明显好于制度欠缺期，煤矿百万吨死亡率从1984年到2016年下降了97.8%。

建设一个以支撑学科建设服务的云数据中心，对整个学科建设体系服务进行统一信息架构，建立集中、共享的数据服务平台：即从民族学学科建设及管理、民族地理信息、资源呈现及展示、数字博览馆、资源库管理、统计及分析、综合社会调查系统、数据采集及加工、基础模块9个维度建设。充分运用资源虚拟化、管理智能化、海量数据并行处理和动态随需部署等先进技术，对软硬件资源进行集约化管理和监控，并提供统计分析(如学术研究、论文数据、科研团队等)和数据挖掘等能力。

图9 2016年9月14日21时(a,c)与15日09时(b,d)对流有效位能(阴影，单位:J·kg-1)与850—700 hPa平均对流不稳定度(阴影，单位:K·hPa-1)。图中等值线为模拟的1 h降水量(单位:mm) Fig.9 (a,b)Convective available potential energy(shaded,units:J·kg-1),and(c,d)mean convective instability(shaded,units:K·hPa-1)between 850 hPa and 700 hPa at 21:00 BT 14 and 09:00 BT 15 September 2016.Contours indicate simulated 1-hour rainfall(units:mm).

分析垂直风切变与台风降水联系发现，台风螺旋雨带强降水区存在一定强度的垂直风切变，但两者并非正相关。台风登陆前6 h，高低层垂直风切变(100 hPa与850 hPa风速差)大值区分布呈明显的非对称性，与大风分布基本一致，即垂直风切变大值区位于台风中心北侧，强垂直风切变位于台风中心75 km内，但垂直风切变矢量呈反气旋式旋转，与低层气流基本反向。环境垂直风切变(225 km半径内平均)指向东南方向，其下游一侧螺旋雨带范围大于其他区域(图10c)。台风沿西北方向登陆行进过程中，强垂直风切变基本位于台风中心75 km内，受台风东西两侧地形摩擦差异的影响，垂直风切变分布的非对称性加强，台风中心东侧、北侧的垂直风切变大于西侧南侧。环境垂直风切变逐渐由指向东南转为指向偏东方向，强螺旋雨带主要位于切变下游左侧，切变下游左侧雨带范围大于其他区域(图略)。台风登陆后6 h，台风中心75 km内垂直风切变明显减弱，其东侧垂直风切变比西侧和西北侧略小。环境垂直风切变指向东北偏东方向，台风螺旋雨带强降水位于切变下游及其左侧(图10d)。可见，台风登陆前环境垂直风切变下游一侧螺旋雨带强降水范围略大，其登陆后台风螺旋雨带强降水主要位于环境垂直风切变下游及其左侧，这与2013年“苏力”台风环境垂直风切变与强降水的关系一致[22]。

分析整层(地面至100 hPa积分)水汽通量散度发现，台风登陆前后，台风内核雨带与螺旋雨带区水汽通量散度分布和强度与强降水区的对应关系较为复杂。台风登陆前6 h，台风中心北侧强降水区对应着密集的强水汽通量辐合，强度达-18.1g·m-2·s-1以上，台风中心南侧强降水区水汽通量辐合稀疏且相对较弱，台风螺旋雨带强降水区也存在强水汽通量辐合。值得注意的是，台风西北侧150 km外存在强水汽通量辐合中心，但并未有强降水与之对应(图10e)。台风沿西北方向登陆行进过程中，强水汽通量辐合分布的非对称性逐渐加强，螺旋雨带的强水汽通量辐合区从台风西北侧和北侧逐渐集中到台风东北侧，台风东侧和东南侧75～225 km螺旋雨带上水汽通量辐合相对较弱，降水也较弱，台风南侧和西南侧75～150 km螺旋雨带上水汽通量辐合更弱，降水也更弱(图略)。台风登陆后6 h，水汽通量辐合的非对称性发生了变化，台风内核雨带强降水区维持较强水汽通量辐合，台风北侧和东北侧螺旋雨带强降水区对应强水汽通量辐合中心。台风西南侧125 km以外地区存在稀疏的强水汽通量辐合中心，但并无强降水区与之对应(图10f)。可见，台风强降水与强整层水汽通量辐合并非一一对应关系，台风不同发展阶段，内核雨带和螺旋雨带上强降水与整层水汽通量辐合的关系存在一定差异。

图10 2016年9月14日21时(a,c,e)与15日09时(b,d,f)850 hPa风速(阴影，单位:m·s-1)、100 hPa与850 hPa风矢差(阴影，单位:m·s-1)以及整层水汽通量辐合(阴影，单位:g·m-2·s-1)。图中等值线为模拟的1h降水量(单位:mm). Fig.10 (a,b)Wind speed(shaded,units:m·s-1),(c,d)wind vector difference(shaded,units:m·s-1)between 100 hPa and 850 hPa,and(e,f)the total layer mean moisture flux convergence(shaded,units:g·m-2·s-1)at 21:00 BT 14 and 09:00 BT 15 September 2016.Contours indicate simulated 1-hour rainfall(units:mm).

5.2 垂直结构

5.2.1 温度、涡度和散度结构

5.1.3 对流不稳定与能量结构

另从沿台风中心的比湿、相对湿度和风速的西北—东南向垂直剖面图上可见(图略)，台风登陆前6 h，其比湿湿心结构与其东北—西南向结构类似；相对湿度大值区位于台风中心100 km内，台风西北和东南两侧中低层(850—650 hPa)存在相对干区。台风东南侧大风轴伸展较西北侧的高，在700 hPa附近和925 hPa以下分别存在两个大值中心，西北侧在925 hPa附近有一大风轴中心，强度比东南侧的略大(图略)。台风沿西北向登陆行进中，其比湿湿心结构逐渐减弱而发展为波状结构。其东南侧和西北侧大风轴高度逐渐降低、强度逐渐减弱。台风西北侧900—700 hPa附近存在一相对干区，东南侧100 km外500 hPa以上逐渐变干(图略)。台风登陆后6 h，台风湿心结构基本消失；台风西北侧低层150 km外存在相对干区，台风东南侧100 km外500 hPa以上为干区。台风两侧风速的非对称特征增强，东南侧大风轴基本消失，台风西北侧大风轴明显减弱，西北侧低层风速大于东南侧，其降水也强于东南侧(图略)。

图11 2016年9月14日21时(a)与15日09时(b)沿东北—西南向过台风中心的涡度(阴影；单位:10-3s-1)、散度(蓝线；单位:10-3s-1)与温度(黑线，单位:℃)垂直剖面图(灰色阴影为缺测)。横坐标为距离(单位:km)，其0值右侧为北、左侧为南 Fig.11 Vertical cross section of positive vorticity(shaded,units:10-3s-1),convergence(blue lines,units:10-3s-1)and temperature(black lines,units:℃)along northeast-southwest direction across typhoon center at(a)21:00 BT 14 and(b)09:00 BT 15 September 2016.Gray shaded areas mark missing data.Horizontal ordinate shows distance(unit:km),in which the right and left sides of zero indicate north and south,respectively.

5.2.2 比湿、相对湿度和风速结构

分析沿台风中心的比湿、相对湿度和风速的东北—西南向垂直结构发现，台风登陆前6 h，其中心为高比湿区，湿心结构明显。东北侧100 km内相对湿度大，但100～250 km低层(700 hPa以下)存在一干区，台风西南侧100 km附近相对湿度略低，150～250 km低层(925 hPa以下)和中高层(650 hPa以上)分别存在相对干区。台风中心两侧存在不对称大风轴，西南侧大风轴中心在925 hPa左右，伸展高度相对较低，东北侧大风轴中心略高，伸展高度也略高(图12a)。台风沿西北向登陆行进中，其比湿湿心结构逐渐减弱而发展为波状结构。台风东北侧维持较高相对湿度，西南侧相对湿度较东北侧略低，低层100 km外相对干区范围逐渐增大，降水随之减弱消失。台风西南侧大风轴高度逐渐降低，强度逐渐减弱，东北侧维持较深厚大风轴，但强度逐渐减弱(图略)。台风登陆后6 h，其比湿湿心结构减弱消失。台风中心东北侧250 km内为相对湿度大值区，与强降水对应，而西南侧相对较干，无明显降水。此时台风西南侧和东北侧大风轴皆明显减弱，其非对称性维持，东北侧大风轴较西南侧伸展高、强度略大(图12b)，这也是强降水发生在东北侧的原因之一。

图12 同图11，但为相对湿度(阴影，单位:%)、比湿(蓝虚线，单位:g·kg-1)与风速(黑实线，单位:m·s-1) Fig.12 Same as Fig.11,but for relative humidity(shaded,units:%),specific humidity(blue dashed lines,units:g·kg-1)and wind speed(black solid lines,units:m·s-1).

另从沿台风中心的温度、涡度和散度的西北—东南向垂直剖面图上看到，台风登陆前6 h，台风的暖心结构、正涡度柱结构与其东北—西南向垂直结构的差异不大，正涡度柱内也有多个强涡度中心，但50～100 km台风两侧并非一致为温度相对低值区，西北侧存在波状结构，台风低层辐合强度较东北—西南向的略弱(图11c)。台风沿西北方向登陆行进过程中，与东北—西南向垂直结构特征一样，台风正涡度柱结构维持，暖心结构逐渐减弱，高、低层逐渐出现涡度大值中心(图略)。台风登陆后6 h，台风暖心结构基本消失，台风中心涡度柱收缩，强度有所加强，低层西北侧辐合较东南侧明显，对应降水也较东南侧略强(图 11d)。

5.2.3 假相当位温(θse)、雷达反射率因子和径向流场结构

分析沿台风中心的θse、雷达反射率因子和流场的东北—西南向垂直剖面发现，台风登陆前6 h，其中心中高层θse呈漏斗状结构，中低层为θse高值区，台风120 km外为θse相对低值区。台风东北侧雷达回波柱比西南侧的范围大、强度略强。台风西南侧流场呈多重结构，底层(925 hPa以下)存在边界层入流，925—825 hPa为出流，700—500 hPa又转为入流，之上又转为出流，而东北侧边界层入流更明显，随强雷达回波区上升，700 hPa逐渐向外出流，台风150 km附近存在下沉气流，构成中尺度次级环流(图13a)。台风沿西北方向登陆行进中，其中心中低层θse高值区逐渐减弱，中高层θse漏斗状结构维持一段时间后开始下伸。台风东北侧强雷达回波范围变得比西南侧更大。台风西南侧流场维持多重结构，台风东北侧为入流且变得更深厚，入流上升至500 hPa后转为出流(图略)。台风登陆后6 h，其中心中高层θse漏斗状结构开始触地。西南侧边界层入流消失，700 hPa以下为出流，700—400 hPa演变为下沉气流，台风东北侧100 km低层开始出现下沉气流，100—250 km 700 hPa以下维持深厚入流，这也是东北侧出现强螺旋雨带的重要原因(图13b)。

（3）当运料车到达摊铺现场后，施工人员需及时测量混合料温度，若此时混合料的温度较之出厂温度下降超过10℃，则混合料不应进行摊铺施工。

图13 同图11，但为雷达反射率因子(阴影，单位:dBz)、假相当位温(黑线，单位:K)与径向流场(矢量，单位:m·s-1) Fig.13 Same as Fig.11,but for radar reflectivity factor(shaded,units:dBz),pseudo-equivalent potential temperature(black lines,units:K)and radial inflow(vectors,units:m·s-1).

另从沿台风中心的θse、雷达反射率因子和流场的西北—东南向垂直剖面图上看到(图略)，台风登陆前6 h，台风中心θse与其东北—西南向垂直结构类似。台风东南侧近乎整层为深厚入流，台风西北侧边界层为入流，到强雷达回波区上升，500 hPa后开始转为出流，但在150～250 km 850—500 hPa出现明显下沉气流。台风东南侧雷达回波强度较西北侧略弱，但弱回波范围略大(图略)。台风沿西北方向登陆行进中，台风中心θse从底层到高层基本维持“漏斗状”结构。台风东南侧600 hPa以下维持深厚入流，台风西北侧边界层入流范围逐渐缩小，0～100 km强雷达回波区低层呈现出下沉气流，400 hPa附近一支向下倾斜的外出流逐渐减弱，并形成一支向上倾斜的外出流(图略)。台风登陆后6 h，其中心中高层θse漏斗状结构也呈现出触地特征，台风东南侧θse仍呈倒立的“漏斗状”结构。台风东南侧500 hPa以下仍维持强的深厚入流，西北侧底层存在入流，入流在强雷达回波区上升至500 hPa后开始流出，强雷达回波顶部倾斜下沉的外流切断，但150～200 km之间650—850 hPa处仍存在下沉气流。台风西北侧雷达回波强度较东南侧略强，回波范围也略大(图略)。

综上可知，台风移动旋转登陆过程中，其环流内垂直结构也在不断变化:从其登陆前6 h到登陆过程中，台风底层到中高层暖心结构、湿心结构、正涡度柱结构、中高层θse“漏斗状”结构一直维持。台风边界层始终存在入流，其西南侧气流存在多重结构，东南侧始终为深厚入流，西北侧入流范围小、层次低，出现向外的下沉气流，东北侧出现中尺度次级环流。台风登陆后6 h，其暖心、湿心结构很快减弱消失，台风中高层θse“漏斗状”结构逐渐触地，正涡度柱水平范围收缩。台风西南侧边界层入流消失，逐渐转为深厚出流，东南侧则始终维持深厚入流，西北侧底层维持入流，中高层为出流，台风东北侧强螺旋雨带区维持深厚入流。

在明确了平常可行的优良政体，并知道在这种政体中的人们能够培养出各种过良好生活的应有美德之后，我们就可以讨论一下美德对于良好生活的意义及其与政治的关系。

5.3 台风非对称结构的波合成特征

有研究表明[27]，热带气旋对流层中低层眼墙附近的非对称结构主要由涡旋罗斯贝波的1、2波主宰。本文对台风环流风场及其物理量沿切向方向进行傅里叶分解和合成分析发现，台风移动旋转登陆过程中降水的非对称结构加强主要由0—3波的“偏心”结构决定。图14是台风登陆前后6 h的850 hPa风场、水汽通量辐合与雷达组合反射率因子的0—3波合成图。分析发现，台风登陆前6 h，台风环流存在一定的非对称性，大风轴在台风中心北侧，台风中心西南侧存在一定的出流，台风螺旋雨带范围相对较小(图14a)。水汽通量辐合也存在一定的非对称性，台风北侧75 km附近存在一个较强的辐合区，台风南侧75 km外辐合相对较弱(图14c)。北侧强辐合与强雷达回波相对应，而南侧的雷达回波相对较弱(图14e)。台风登陆后6 h，台风环流的非对称性加大，西南侧风速明显变小，出流更明显，台风螺旋雨带近乎消失，台风北侧和东北侧仍维持较强的风，东南侧、东侧、北侧存在明显入流，台风强螺旋雨带在东北侧及其两翼发展(图14b)。水汽通量辐合分布的非对称性加强，螺旋雨带强辐合区主要位于东北侧，延伸到150 km以外区域(图14d)。强雷达回波区与强辐合区分布基本一致，主要位于台风中心北侧至东北侧，也延伸到150 km以外区域(图14f)。对比850 hPa风场、水汽通量辐合及雷达组合反射率因子与其相应的0—3波合成图发现(图略)，0—3波合成图基本刻画出了台风的主要结构特征，尤其是台风登陆后的非对称结构特征。由此可见，台风登陆后其非对称性加强，台风螺旋雨带强降水主要位于台风中心的东北侧，这主要由台风环流内0—3波的“偏心”结构所决定，尤其是在离台风中心近的区域。

饮食及药物：中药中，香附、郁金、佛手、香橼、玫瑰花等可以疏肝理气，枸杞、女贞子、墨旱莲、桑葚、黑芝麻等有养阴精、补肝肾之功。中成药中的六味地黄丸有滋补肝肾之功，可用于肝肾阴虚出现的腰膝酸软、头晕目眩、耳聋耳鸣等；加味逍遥丸可治疗肝郁血虚引起的两胁胀痛、头晕目眩、月经不调等。一些药食同源之品，如菊花、桑叶、百合泡茶可以清肝明目，玫瑰花、月季花可以调经解郁，莲子、芡实可补肾固精等。

图14 2016年9月14日21时(a,c,e)与15日09时(b,d,f)的850 hPa风场(矢量，单位:m·s-1)、850 hPa水汽通量辐合(阴影，单位:10-6g·cm-2·hPa-1·s-1)与雷达组合反射率因子(阴影，单位:dBz)的切向傅里叶分解后0—3波合成图。图中等值线为模拟的1h降水量(单位:mm) Fig.14 Composition of 0-3 tangential Fourier waves for(a,b)wind(vectors,units:m·s-1)and(c,d)moisture flux convergence(shaded,units:10-6g·cm-2·hPa-1·s-1)at 850 hPa,and(e,f)radar composite reflectivity factor(shaded,unit:dBz)at 21:00 BT 14 and 09:00 BT 15 September 2016.Contours indicate simulated 1-hour rainfall(units:mm).

6 结论

本文重点探讨了2016年9月14—15日“莫兰蒂”台风精细结构及其变化与福建强降水发生发展的关系。主要得到如下结论：

(1)台风登陆时，气旋式风场快速增强，气旋中心位于厦门地区，强降水带位于厦漳泉地区，台风外围东北侧出现强螺旋雨带。台风登陆后向西北方移动过程中减弱为风场辐合中心，其内核分裂出螺旋雨带逐渐远离台风中心，台风外围东北侧强螺旋雨带长时间维持。

(2)台风登陆前，其底层到中高层暖心结构、湿心结构、正涡度柱结构、中高θse漏斗状结构一直维持。台风深入内陆后，其暖心结构、湿心结构很快减弱消失，台风中高层θse漏斗状结构开始触地，正涡度柱收缩。台风登陆前，其边界层各象限皆存在入流，台风螺旋雨带非对称相对较弱。台风深入内陆后，其东侧和东北侧维持深厚入流，使得台风螺旋雨带强降水主要位于台风东北侧。

(3)台风移动旋转过程中，其内核雨带和螺旋雨带强降水形成的动力、热力、水汽和不稳定环境条件存在一定共性，即强降水区θse高、比湿大、上升运动强、风速相对大。台风内核雨带的形成可能主要与台风径向入流汇合形成的强上升运动、极高的水汽含量及极高的θse气团有关。台风螺旋雨带的形成可能主要与台风环流内对流不稳定气团流入以及中尺度辐合形成的上升运动有关。

(4)台风登陆后非对称结构加强，强降水主要位于台风东北侧，这可能是由台风环流内0—3波的“偏心”结构所决定，尤其是离台风中心近的区域。

需要指出的是，由于受复杂下垫面的影响，台风登陆后其水汽、潜热和感热输送发生了极大变化[15]，使台风的动力结构、水汽以及能量场等发生快速变化，导致台风及其降水的非对称结构加强，台风环流内0—3波的“偏心”结构可能主宰了台风的非对称结构，但不同登陆台风的非对称结构(强降水落区)存在一定的差异，这表明0—3波这种“偏心”结构具有多样性，其多样性究竟受哪些关键因子影响还有待今后研究。

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