胡婭敏,宋麗莉,羅曉玲
(1.中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所,廣東 廣州 510080;2.廣東省氣候中心,廣東 廣州 510080)
熱帶氣旋 (Tropical cyclone,TC)是破壞力最強(qiáng)的氣象災(zāi)害之一,尤其是登陸TC,它常常給登陸地區(qū)造成嚴(yán)重的災(zāi)害,一直是氣象業(yè)務(wù)和科研關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題,因而弄清影響該地區(qū)熱帶氣旋的氣候特征是進(jìn)一步開(kāi)展熱帶氣旋研究和提高預(yù)報(bào)服務(wù)水平的重要基礎(chǔ)工作。近幾年很多學(xué)者關(guān)注登陸全國(guó)TC氣候特征的研究,并作了細(xì)致的分析,主要包括:登陸頻數(shù)、臺(tái)風(fēng)季、強(qiáng)度、登陸位置、生成源地等的氣候特征[1-4]。還有一些學(xué)者關(guān)注其他各區(qū)域TC的氣候變化特征,如:華南[5]、華東[1-2]。更具體的研究涉及到登陸各個(gè)省份,例如:廣西[6]、福建[7-8]、浙江[9-10]、廣東等[11-15]。
廣東是我國(guó)沿海熱帶氣旋活動(dòng)最頻繁、影響程度最嚴(yán)重、全年影響時(shí)間最長(zhǎng)的區(qū)域[1-2,6],許多學(xué)者開(kāi)展了這方面的研究,主要集中在登陸TC頻數(shù)、強(qiáng)度和臺(tái)風(fēng)季的變化趨勢(shì)、年代際變化、周期分析和ENSO的關(guān)系等方面[12-15]。近年來(lái),隨著社會(huì)的發(fā)展,政府和人民對(duì)TC預(yù)測(cè)的要求越來(lái)越高,不但對(duì)于其登陸個(gè)數(shù),而且對(duì)于其登陸地點(diǎn)及強(qiáng)度等要求越來(lái)越高。但對(duì)于登陸廣東TC更細(xì)致的分析還不多見(jiàn),賀海晏等[6]分析了1949-2000年登陸廣東TC總數(shù)在不同地段的總體統(tǒng)計(jì)特征是西多東少,但對(duì)于各區(qū)域的具體特征沒(méi)有進(jìn)一步分析。另外,目前有關(guān)TC生成源地的時(shí)空特征研究仍不多見(jiàn)。本文根據(jù)《臺(tái)風(fēng)年鑒》和《熱帶氣旋年鑒》資料,詳細(xì)對(duì)比分析了1949-2006年登陸廣東不同區(qū)域TC的頻數(shù)、時(shí)間、強(qiáng)度,以及它們與生成源地的關(guān)系,希望為登陸廣東省TC的防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)對(duì)措施提供更具體的氣候背景參考。
1949-2006年登陸廣東的TC資料來(lái)自于《臺(tái)風(fēng)年鑒》和《熱帶氣旋年鑒》。分析登陸廣東的TC時(shí),若同一TC多次登陸,登陸該省記為登陸該省一次,多次登陸的不累計(jì),且剔除了副中心(指熱帶氣旋環(huán)流中心附近分裂或新生的中心)的影響。規(guī)定登陸TC包括熱帶低壓 (TD,中心風(fēng)速為10.8~17.1 m/s)、熱帶風(fēng)暴 (TS,中心風(fēng)速為17.2~24.4 m/s)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴 (STS,中心風(fēng)速為24.5~32.6 m/s)、臺(tái)風(fēng) (TY,中心風(fēng)速為32.7~41.4 m/s)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng) (STY,中心風(fēng)速為41.5~50.9m/s)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng) (SUPERTY,中心風(fēng)速>51.0 m/s)。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差別進(jìn)行劃分 (圖1),沿海岸線定義江門(mén)市轄區(qū)的最西點(diǎn)至惠州市轄區(qū)的最東點(diǎn)為珠三角地區(qū) (M),其西側(cè)為粵西區(qū)(W),其東側(cè)為粵東區(qū) (E),把廣東沿海分為三個(gè)主要登陸區(qū)。再根據(jù)影響評(píng)估工作的需要,對(duì)以上三個(gè)地區(qū)進(jìn)一步均勻劃分為西 (W)、中 (M)、東 (E)三部分,其中MM指珠三角中區(qū),ME指珠三角東區(qū),MW指珠三角西區(qū),其余類(lèi)推,一共細(xì)分為9個(gè)登陸子區(qū)域。
1949-2006年登陸廣東的TC總數(shù)為218個(gè),年均3.76個(gè)。登陸廣東TC的頻數(shù)表現(xiàn)出明顯的年際變化和年代際變化[2,11],最多年有7個(gè)TC登陸,最少年有1個(gè)。近58年登陸廣東的TC線性趨勢(shì)表現(xiàn)為明顯的下降趨勢(shì),尤其是90年代中期以后這種趨勢(shì)更為明顯 (但沒(méi)有通過(guò)信度檢驗(yàn))。
登陸熱帶氣旋以6-10月登陸居多,其中7-9月是高峰期 (表1),共占總數(shù)的75.69%。登陸廣東TC的平均初旋日為7月4日、終旋日為9月16日、臺(tái)風(fēng)季為75 d,它們均呈現(xiàn)出較大的年際變化特征,70.7%的初旋日集中在6-7月,81.0%的終旋日集中在8-10月,臺(tái)風(fēng)季長(zhǎng)度從1-178 d(1974年)不等,但高于30天的年份占總年份的86.2%,高于60天占總數(shù)的70.7%,高于100天占總數(shù)的20.7%。其線性趨勢(shì)表現(xiàn)為初旋推遲、終旋提前和臺(tái)風(fēng)季變短[2,16]。
圖1 熱帶氣旋登陸區(qū)域劃分Fig.1 The region distribution of landfalling TCs in Guangdong province
表1 各月登陸TC頻數(shù)及其百分比Table 1 The frequency and percentage of landfalling TCs in Guangdong province in different months
圖2給出了登陸廣東TC的生成源地,可以看出登陸廣東TC的主要源于165°E以西、4°N到25°N之間。主要有3個(gè)生成集中地:南海、菲律賓海盆和加羅林群島,這些與陳敏等[3]研究結(jié)果一致。
圖2給出了登陸廣東不同強(qiáng)度TC生成源地的分布圖,可以看出,登陸廣東TD和TS主要生成于南海,分別占總數(shù)的10.1%和11.6%;登陸時(shí)達(dá)STS和TY等級(jí)的生成于南海和西太平洋地區(qū),分別占總數(shù)的25.8%和25.3%;而登陸達(dá)STY等級(jí)的主要生成于西太平洋地區(qū),占13.8%;登陸時(shí)達(dá)SUPERTY主要集中140°E以東的熱帶洋面,占總數(shù)的13.4%。從而可見(jiàn),登陸廣東達(dá)STS和TY等級(jí)的占50%以上,它們的生成源地分布較分散,登陸強(qiáng)度較小的TD和TS主要生成于南海地區(qū),而登陸STY和SUPERTY均生成離廣東較遠(yuǎn)的西太平洋地區(qū),尤其是登陸SUPERTY都位于140°E以東的西太平洋暖池地區(qū),這可能是因?yàn)樵诖说貐^(qū)生成的TC在洋面上的移動(dòng)距離最長(zhǎng),可以從較暖的熱帶洋面上吸收更多的水汽潛熱和能量而發(fā)展為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。
圖2 登陸廣東不同強(qiáng)度TC生成源地分布圖(圖標(biāo)是最大風(fēng)速,單位為:m/s)Fig.2 The source region distribution of landfalling TCs with different intensities in Guangdong(The legend is the maximum wind velocity,unit:m/s)
圖3顯示了登陸廣東TC生成源地緯度和經(jīng)度的季節(jié)分布。首先,從登陸TC生成源地的緯度位置而言,從5月開(kāi)始,登陸TC生成源地的范圍開(kāi)始明顯向北擴(kuò)大,8、9月最北達(dá)到25°N附近。從10月份開(kāi)始,登陸TC生成集中區(qū)逐月南移??梢?jiàn)登陸TC發(fā)生有明顯的季節(jié)變化,6月是登陸TC發(fā)生范圍和生成頻數(shù)開(kāi)始顯著增大的月份,10月份則相反。從登陸TC生成源地的經(jīng)度位置而言,從5月開(kāi)始,登陸TC的經(jīng)向范圍由110°E開(kāi)始明顯向東擴(kuò)大,7月達(dá)到162°E,但8月又西移回152°E,9月份移到最東位置165°E附近,10月開(kāi)始 逐步西移到140°E附近,但不再回到南海地區(qū)。這種季節(jié)變化反映了海溫高低與登陸TC的生成有著密切的關(guān)系。
圖3 登陸廣東TC生成源地緯度 (a)和經(jīng)度 (b)的季節(jié)分布Fig.3 The seasonal distribution of the latitudes(a)and the longitudes(b)of TC source regions
圖4顯示出登陸TC生成源地的季節(jié)分布特征,可以得到5-12月均有TC生成,其中5月份大部分TC生成于在南海地區(qū) (120°E以西),有2個(gè)生成于130-135°E之間;6月大部分登陸TC生成于140°E以西,主要集中在南海地區(qū)和菲律賓群島海盆;7、8月登陸TC的生成源地較6月份向東和向北移動(dòng),但8月的最東位置不超過(guò)152°E;9月TC生成的位置達(dá)到最東界和最北界,且大部分集中于120°E以東地區(qū);10月有3個(gè)TC生成于南海地區(qū),其余大部分均源于130°E以東;11月和12月的TC主要源于140°E以東的加羅林群島地區(qū)。
圖4 登陸TC生成源地的季節(jié)分布 (圖標(biāo)是登陸月份)Fig.4 The seasonal distribution of source regions of landfalling TCs in Guangdong(the legend is landfall month)
近58 a年均登陸粵西、珠三角和粵東地區(qū)頻數(shù)分別達(dá)1.66個(gè)、1.22個(gè)和0.88個(gè),即登陸粵西的TC最多,其次是珠三角地區(qū)。進(jìn)一步細(xì)化,把登陸3個(gè)區(qū)域分別再細(xì)分為西區(qū)、中區(qū)和東區(qū),可以得到 (表2),近58 a TC主要集中登陸在粵西西區(qū) (約占22.5%),其次是珠三角中區(qū)、粵西中區(qū)、粵西東區(qū)和珠三角西區(qū) (均占10%以上),登陸最少的是粵東中區(qū) (僅占5.5%),即TC登陸最多的地區(qū)在雷州半島,其次是珠三角及其以西地區(qū),這個(gè)結(jié)論是與賀海晏等[6]研究一致。
表2 登陸廣東各區(qū)域TC年均頻數(shù)及其百分比Table 2 The annual frequency and percentage of landfalling TCs in different regions of Guangdong
進(jìn)一步分析,登陸3個(gè)區(qū)域的TC頻數(shù)呈現(xiàn)出較大的年際和年代際變化 (圖5a-c),一方面珠三角最多有5個(gè)TC登陸 (1964年),粵東登陸個(gè)數(shù)最多有4個(gè) (1985年),粵西登陸個(gè)數(shù)最多有4個(gè) (1952、1965、1967、1973和 1994年),另一方面粵西、珠三角和粵東地區(qū)分別有15.52%、31.03%和43.10%的年份無(wú)TC登陸。三個(gè)區(qū)域的線性趨勢(shì)分別為:粵西和珠三角均呈現(xiàn)出弱的下降趨勢(shì),而粵東無(wú)明顯變化趨勢(shì) (三個(gè)區(qū)域均沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn))。年代際尺度上,登陸粵西地區(qū)的TC在20世紀(jì)60年代末-80年代中和20世紀(jì)90年代中期對(duì)應(yīng)偏多時(shí)期,其余時(shí)段對(duì)應(yīng)偏少時(shí)期;珠三角地區(qū)在20世紀(jì)70年代中期以前對(duì)應(yīng)偏多時(shí)期,20世紀(jì)70年代中期-80年代末期對(duì)應(yīng)偏少時(shí)期,近10多年變化幅度較大,在平均值附近振蕩,但21世紀(jì)后處于偏少時(shí)段;登陸粵東地區(qū)的TC在20世紀(jì)60年代中期以前和20世紀(jì)80年代初-90年代初對(duì)應(yīng)偏多時(shí)期,60年代中-80年代初對(duì)應(yīng)偏少時(shí)期,尤其是70年代幾乎沒(méi)有TC登陸東部地區(qū),近幾年在平均值附近振蕩。
近58 a 1-4月沒(méi)有TC登陸粵西、珠三角和粵東,6-11月均以登陸粵西的TC最多,5月和12月沒(méi)有TC登陸粵西,5月登陸珠三角的TC較粵東多,12月僅珠三角地區(qū)有TC登陸。各區(qū)登陸集中期同整個(gè)廣東的分布一致,主要在7-9月(圖6a),這3個(gè)月登陸數(shù)均占登陸各區(qū)總數(shù)的70%以上 (其中登陸粵西、珠三角和粵東分別以8月、9月和7月最多),其次是6月居多,再次是10月,5月登陸珠三角和粵東的概率高于11月和12月。
進(jìn)一步細(xì)化到各個(gè)子區(qū)域 (圖6b-d),得到粵西地區(qū)各月均以西區(qū)登陸居多,且主要集中7-9月,尤以8月和9月登陸最多;而珠三角地區(qū)7-9月均在中區(qū)登陸最多,但11-12月中區(qū)和東區(qū)不再有TC登陸;粵東3個(gè)子區(qū)域各月的分布不均勻,7-8月主要以登陸東區(qū)和西區(qū)為主,而9月以登陸西區(qū)為主。
圖7顯示出登陸各區(qū)TC生成源地的季節(jié)分布特征,6月登陸W區(qū)的TC源地主要位于南海和菲律賓群島海盆南部 (138°E以西),7-9月菲律賓群島海盆的TC源地向東擴(kuò)展到150°E;登陸M區(qū)的TC在5月主要生成于南海地區(qū),6-10月TC的生成源地在整個(gè)區(qū)間 (4~24.5°N,109.3~165°E)較為分散,11月和12月的TC主要生成于 (8~10°N,140°E);登陸E區(qū)的TC在8月主要生成于132°E以西,其余各月登陸TC源地主要位于(109.3°E,18°N)和 (145°E,4°N)連線及(125°E,24.5°N)和 (165°E,12°N)連線的區(qū)域內(nèi)??傮w而言,各區(qū)登陸時(shí)間與發(fā)生源地的關(guān)系無(wú)明顯規(guī)律性。
如表3所示,各區(qū)登陸TC均以STS和TY登陸居多、TD和TS較少。登陸W區(qū)的STS和TY均超過(guò)登陸該區(qū)總數(shù)的24%,其中,WW區(qū)以登陸TS、STS和TY居多,WM區(qū)以TY最多,其次為STS和STY,WE區(qū)以登陸STS最多。登陸M區(qū)也以STS和TY最多,均超過(guò)登陸該區(qū)總數(shù)25%,MW區(qū)和MM區(qū)分別以登陸TY和STS最多,而ME區(qū)以登陸STS、TYS和TY居多。登陸E區(qū)的的STS和TY也超過(guò)總數(shù)的23.5%,EW區(qū)和EM區(qū)中登陸的SUPERTY、STS和TY居多,而EE區(qū)以登陸STS、TY和STY居多。從而可見(jiàn),登陸廣東各區(qū)的TC主要以TS以上強(qiáng)度為主,且登陸E區(qū)的TC強(qiáng)度強(qiáng)于W區(qū)。
圖7 登陸W區(qū)、M區(qū)和E區(qū)的TC生成源地的季節(jié)分布 (圖標(biāo)是登陸月份)Fig.7 The seasonal distribution of the source regions of landfalling TCs in the West(a),Middle(b)and East(c)region(the legend is landfall month)
表3 近58 a登陸各區(qū)不同強(qiáng)度TC占各區(qū)總數(shù)的百分比Table 3 The intensity percentage of landfalling TCs in the different regions over the past 58 years %
圖8給出了登陸廣東各區(qū)不同強(qiáng)度TC生成源地的分布圖,從空間分布看,在 (109.3°E,12°N)和 (140°E,4°N)連接線的西南區(qū)沒(méi)有TC登陸W區(qū),且生成源地位置主要集中在150°E以西,且分布位于在西北—東南走向的帶狀分布區(qū)間內(nèi);在 (109.3°E,12°N)和 (135°E,4°N)連接線的西南區(qū)沒(méi)有TC登陸M區(qū),但登陸TC源地在整個(gè)區(qū)域內(nèi)較為分散;而在 (109.3°E,16°N)和(145°E,4°N)連線的西南區(qū)和 (125°E,24.5°N)和 (165°E,14°N)連線的東北區(qū)沒(méi)有TC登陸E區(qū),即登陸E區(qū)的TC源地呈現(xiàn)西北—東南走向的帶狀分布。另外,南海地區(qū)生成的TC以登陸W區(qū)最多,其次是M區(qū),115°E以西僅有1個(gè)TC登陸E區(qū)。登陸W區(qū)的SUPERTY主要源于135-150°E,且較為集中,但登陸M區(qū)的SUPERTY主要源于140-157°E,登陸E區(qū)的SUPERTY主要源于136-165°E,登陸M區(qū)和E區(qū)SUPERTY的緯度在16°N以南,即登陸M區(qū)和E區(qū)的SUPERTY源地較W區(qū)偏南偏東。
前述登陸粵西和珠三角的TC頻數(shù)呈現(xiàn)出弱的下降趨勢(shì),而粵東無(wú)明顯變化趨勢(shì)。同樣,曹楚等[4]研究得到1968-2002年福建、臺(tái)灣和浙江登陸臺(tái)風(fēng)數(shù)有較弱的增加趨勢(shì),廣東、廣西和海南登陸臺(tái)風(fēng)數(shù)有微弱的減少趨勢(shì),從而指出登陸位置有向中部移動(dòng)的趨勢(shì)。王秀萍和梁軍[17]分析得到北上熱帶氣旋的年際變化表現(xiàn)為略有上升的趨勢(shì),并以每10年3%的傾向率上升。楊玉華等[18]根據(jù)1949-2006年登陸點(diǎn)最北和最南位置分析得到熱帶氣旋登陸區(qū)趨于集中,主要位于23~35°N。從近50年的實(shí)況資料統(tǒng)計(jì)分析表明,登陸TC的位置有向北移的變化趨勢(shì),但這些研究的趨勢(shì)均沒(méi)有通過(guò)顯著檢驗(yàn)。最近,文獻(xiàn)[18]用GFDL R30模式資料得到在A2和B2情形下,未來(lái)2000-2029年登陸粵西和海南的TC將增加,而登陸珠江口以東至福建、浙江的TC將減少。因此,登陸TC的位置是否有向北移的變化趨勢(shì),還需要更長(zhǎng)時(shí)間尺度的資料進(jìn)行驗(yàn)證。
根據(jù)1949-2006年《臺(tái)風(fēng)年鑒》和《熱帶氣旋年鑒》資料,分析了近58 a登陸廣東及其各子區(qū)域TC的頻數(shù)、時(shí)間、強(qiáng)度及其與生成源地的關(guān)系,主要結(jié)論如下:
(1)近58 a登陸廣東的TC總數(shù)為218個(gè),年均3.76個(gè),平均初旋日為7月4日、終旋日為9月16日、臺(tái)風(fēng)季為75天,登陸TC以6-10月登陸居多,7-9月是高峰期。各參數(shù)均呈現(xiàn)出較大的年際和年代極變化。
登陸廣東的TC主要源于165°E以西、4~25°N,其中TD和TS主要生成于南海地區(qū),STY和SUPERTY生成西太平洋地區(qū),SUPERTY生成于140°E以東的西太平洋暖池地區(qū)。
圖8 登陸W區(qū)、M區(qū)和E區(qū)的不同強(qiáng)度TC生成源地分布圖(圖標(biāo)是TC最大風(fēng)速,單位為:m/s)Fig.8 The source region distribution of landfalling TCs with different intensities in the West(a),Middle(b)and East(c)region(The legend is the maximum wind velocity,unit:m/s)
登陸TC生成源地具有明顯的季節(jié)分布特征,大部分TC從5月開(kāi)始生成,隨后源地逐漸向東向北擴(kuò)大,9月達(dá)到最東和最北位置,從10月開(kāi)始逐步南移和西移。地理位置而言,5月生成于南海地區(qū),6月集中在南海地區(qū)和菲律賓群島海盆,7、8月向東、向北移動(dòng),9月集中于120°E以東地區(qū),10月源于130°E以東,11月和12月的TC主要源于140°E以東的加羅林群島地區(qū)。
(2)近58 a TC主要登陸粵西西區(qū),其次是珠三角中區(qū)、粵西中區(qū)、粵西東區(qū)和珠三角西區(qū),登陸最少的是粵東中區(qū)。各區(qū)存在著較大的年際和年代際變化,其中粵西和珠三角均呈現(xiàn)出弱的下降趨勢(shì),而粵東無(wú)明顯變化趨勢(shì)。各區(qū)均以6-10月登陸TC居多,其中7-9月是高峰期,且各區(qū)均以STS和TY登陸居多、TD和TS較少,登陸E區(qū)的強(qiáng)度強(qiáng)于W區(qū)。但各區(qū)登陸時(shí)間與發(fā)生源地的關(guān)系無(wú)明顯規(guī)律性。
南海地區(qū)生成的TC以登陸W區(qū)最多,其次是M區(qū),登陸M區(qū)和E區(qū)的SUPERTY源地較W區(qū)偏南偏東。登陸W區(qū)和E區(qū)的TC源地分布于在西北-東南走向的帶狀分布區(qū)間內(nèi),而M區(qū)較為分散。
本文僅從統(tǒng)計(jì)分析的角度分析了近58年登陸廣東各個(gè)區(qū)域TC參數(shù)及其與生成源地的變化規(guī)律,但對(duì)于造成這種變化的可能環(huán)流成因和外強(qiáng)迫原因及未來(lái)的變化趨勢(shì)等,還需進(jìn)一步研究。
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