尹躍虎 張日佳 姜 盈 朱建鋼 葉傳偉
(富陽市氣象局,浙江富陽311400)
富陽位于浙江省西北部,滬杭甬“金三角”交匯點,屬杭州市轄縣級市,臺風是影響富陽最嚴重的自然災害之一。隨著全球氣候變暖等影響,臺風災害頻發(fā),損失越來越嚴重,已經成為制約富陽經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的一個“瓶頸”因素。近年來,隨著中尺度自動氣象站的相繼建立,全市境內,不同地形分布的觀測網已初步形成,對研究不同路徑、不同環(huán)境條件下臺風影響的風、雨分布已有可能。而臺風氣候研究是開展臺風研究和提高預報服務水平的重要基礎性工作,近年來受到越來越廣泛的重視。許多學者[1-4]對全國、全省等大范圍的臺風氣候特征進行了分析研究,取得了一些重要成果,而對于小范圍的臺風氣候研究卻較少涉及。本文針對富陽這個小范圍區(qū)域,對影響富陽臺風氣候特征進行分析,為提高當地臺風短期氣候預測準確率,為政府開展防災減災工作提供一定的參考依據。
本文將底層近中心最大風力≥8級的熱帶氣旋統稱為臺風。定義由臺風單獨或與其它天氣系統共同作用造成富陽極大風速≥17.2 m·s-1(8級)或過程降雨量≥30 mm,為影響富陽的臺風;定義由臺風單獨或與其它天氣系統共同作用造成富陽極大風速≥17.2 m·s-1(8級)且過程降雨量≥100 mm,或過程降雨量﹤100 mm但極大風速≥24.5 m·s-1(10級)為影響富陽的災害臺風,列入統計。
使用的資料為中國氣象局1955—2010年西北太平洋熱帶氣旋年鑒資料和歷年富陽人工觀測站以及近幾年富陽市自動氣象站的雨量、大風資料。
1955—2010年富陽共有73個影響臺風,平均每年1.3個。其中過程雨量≥50 mm的臺風45次,最大風力≥8級有31次,過程雨量≥50 mm且最大風力≥8級的有22次。從年代分布分析,20世紀50年代年均2.0次,60年代1.7次,70年代1.5 次,80 年代 1.1 次,90 年代 0.9次,2000年以后年均1.1次。由此可見,70年代以前為臺風影響高峰期;80年代以后為臺風影響低發(fā)期。
在56 a中出現影響臺風的年份有39 a,占69.6%;沒有出現影響臺風的年份有17 a,為30.4%,因此約有3/10的年份不會出現影響臺風。影響臺風達4次的為最多影響臺風年份,共有1 a,占1.8%,出現3次的年份有9 a,占16.1%,出現2次的年份有10 a,占17.9%,出現1次的年份有19 a,占33.9%。出現3次以上影響臺風的年份并不多,共有 10 a,占17.9%,而且大多出現在臺風影響高峰期的70年代以前(見圖1)。
圖1 影響富陽臺風年際變化
統計分析發(fā)現,富陽影響臺風出現在5—10月(按出現最大日雨量的日期為準),其他月份無影響臺風發(fā)生。5,6和10月發(fā)生次數極少,56 a中分別出現1,3和4次,占全部影響臺風的1.4%,4.1%和5.5%,5和 6月的 4次臺風登陸地點在廣東、福建或臺灣,位置偏南,僅出現一般性暴雨天氣,10月份影響的4次臺風中有2次出現暴雨和大暴雨,且出現8級以上大風;高發(fā)月份依次為8,9和7月,分別出現31,22和12次,占全部影響臺風的42.5%,30.1%和16.4%,3個月合計出現65次,占全部影響臺風的89.0%(見圖2)。因此,富陽市6月份以前影響的臺風由于位置偏南,影響并不明顯;進入7月份,臺風影響趨于頻繁,且影響嚴重,7,8和9月為防臺的關鍵時期。
圖2 影響富陽臺風月際變化
影響臺風中出現日雨量≥50 mm暴雨的次數為34次,出現次數最多的是8月份,有14次,其次是9月份,有10次;日雨量≥100 mm大暴雨的次數為11次,出現次數最多的仍是8月份,有6次,其次是9月份,有3次;日雨量≥200mm特大暴雨的次數為3次,出現在8和9月,分別為2次和1次。從降水強度看,不但8,9月出現的影響臺風最多,而且大暴雨和特大暴雨也大部分出現在這兩個月中,由于降水集中,特別容易引發(fā)臺澇災害。
對2004年以后10個影響臺風的雨量地理分布進行統計分析,發(fā)現大雨量中心有3個:一是沿富春江東南部的龍門、靈橋、漁山一線;二是西部的洞橋和淥渚一帶;三是北部的高橋附近(見圖3)。
圖3 富陽影響臺風雨量地理分布(單位:mm)
影響臺風中出現極大風速≥8級的次數為31次,出現次數最多的是8月份,有17次,其次是9月份,有10次;極大風速≥10級的次數為7次,出現次數最多的仍是8月份,有5次,其次是7和9月份,各有1次。
風力地理中心主要有2個:一是北部的高橋鎮(zhèn)千家村、受降鎮(zhèn)、春建鄉(xiāng)、東洲街道富陽、里山鎮(zhèn)以及富春街道一帶;二是南部的上官鄉(xiāng)、常安鎮(zhèn)和常綠鎮(zhèn)等地。而西部的萬市鎮(zhèn)和東部的大源鎮(zhèn)風力較小(圖4)。由此可見,北部地區(qū)為臺風大風防范重點。
圖4 富陽影響臺風大風地理分布(單位:m/s)
另外,日雨量≥100 mm且極大風速≥8級的次數8,9和10月分別出現6,3和1次,經過分析發(fā)現,出現100 mm以上大暴雨的影響臺風基本上會出現8級以上大風,11次中只有1次沒有出現大風,出現在7月份。因此,日雨量只要出現大暴雨,洪澇災害和大風災害往往同時出現,造成重大財產或人員損失。
將臺風源地分為4個區(qū)域:Ⅰ區(qū)為菲律賓以東洋面生成區(qū),范圍為 5°N ~20°N,122°E ~140°E;Ⅱ區(qū)為關島附近及以東洋面生成區(qū),范圍為5°N ~20°N,140°E ~165°E;Ⅲ區(qū)為南海生成區(qū);Ⅳ區(qū)為琉球群島附近的近海生成區(qū)(見圖5)。
圖5 富陽影響臺風源地分布
富陽影響臺風以菲律賓附近及以東洋面的Ⅰ區(qū)(35個)為最多,其次為關島附近及以東洋面的Ⅱ區(qū)(31個)。Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)分別占總影響臺風數的47.9%和42.5%,兩區(qū)平均每年有1.2個影響臺風。Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)均較少,分別只有2個和5個,僅占全部影響臺風的2.7%和6.8%。另外,重點對16個產生重大臺風災害的影響臺風源地進行分析發(fā)現,16個臺風的發(fā)生源地均為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū),其中Ⅱ區(qū)9個,Ⅰ區(qū)7個,2000年以前災害臺風源地主要為Ⅱ區(qū),2004年以后源地為Ⅰ區(qū)的災害臺風明顯增多,5個災害臺風的源地均為Ⅰ區(qū),因此,對這兩個區(qū)域生成的臺風應引起高度重視,加強監(jiān)測、預報預警和災害防范工作。
富陽影響臺風,根據其移動路徑分為4類,分別是東路、西路、中路和其它路徑。
1)由Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ區(qū)域入關鍵區(qū),且必須在Ⅰ,Ⅳ區(qū)域出海或北上;2)由Ⅰ區(qū)入區(qū),但在Ⅱ區(qū)出界北上的(見圖6a)。
根據對73個富陽影響臺風路徑進行分析,屬于東路臺風的有25個,占全部臺風的34.2%,平均每年0.4個,其中9次臺風出現8級以上大風,8次臺風過程雨量在100 mm以上,特別是5次臺風風力8級以上且雨量在100 mm以上,產生重大臺風災害。從16個災害臺風分析,有6個臺風屬于東路臺風。因此,東路臺風對富陽影響較大,25次臺風中有6次產生重大災害,占全部東路影響臺風24%。
圖6 影響富陽臺風路徑(a:東路,b:西路,c:中路)
另外,對自動站雨量分析發(fā)現,東路臺風雨量分布特點為東北部向西南部依次減小。圖7a為2009年8號“莫拉克”臺風降水分布,高橋、靈橋、龍門、永昌、萬市在250 mm以上;淥渚、胥口、場口等地在200 mm以下。因此,東路臺風影響時,富陽市東部和北部地區(qū)的降水是防范重點。
圖7 a 東路影響臺風雨量分布(單位:mm)
1)由Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ區(qū)域入關鍵區(qū),且必須在Ⅱ,Ⅲ區(qū)域出界或北上的;2)由Ⅱ區(qū)入區(qū),但在Ⅰ區(qū)出?;虮鄙系?見圖6b)。
73個影響臺風中西路臺風最多,達26個,占全部臺風的35.6%,平均每年0.5個,其中11次臺風出現8級以上大風;2次臺風過程雨量在100 mm以上;1次臺風風力8級以上且雨量在100 mm以上。由此可見,西路臺風容易出現大風,42.3%的西路臺風會產生8級以上大風,但出現大暴雨的可能性較小,僅占西路臺風的7.7%。從16個災害臺風分析,只有1個臺風屬于西路臺風(2004年14號“云娜”臺風)。由此可見,西路臺風對富陽影響相對較小,26次臺風中只有1次產生重大災害,僅占全部西路影響臺風的3.8%。但由于西路臺風出現8級以上大風的幾率大,達42.3%,因此,對該類臺風的預報服務中防風工作仍應引起高度重視。
西路臺風和東路臺風相比,雨量明顯偏少,分布特點為我市中部和北部偏大,東北部和西南部偏小。圖7b為2007年13號“韋帕”臺風降水分布,其中鹿山街道、洞橋鎮(zhèn)為雨量中心,里山鎮(zhèn)、場口鎮(zhèn)雨量較小。
圖7 b 西路影響臺風雨量分布(單位:mm)
規(guī)定臺風進入 29°N ~ 30.5°N,119°E ~120.5°E區(qū)域的為中路(見圖6c)。
中路臺風12個,占全部影響臺風的16.7%,平均每年0.2個,其中8次臺風出現8級以上大風(其中10級以上就有5次),8次臺風過程雨量在100 mm以上,7次臺風風力8級以上且雨量在100 mm以上。由此可見,中路臺風對富陽市影響最大,66.7%的中路臺風會產生8級以上大風,41.7%的中路臺風會產生10級以上大風,66.7%的中路臺風過程雨量會達到大暴雨,58.3%的中路臺風風力8級以上且雨量在100 mm以上(特別有33.3%的中路臺風風力10級以上且雨量在100 mm以上,產生巨大損失)。
從16個災害臺風分析,有9個臺風屬于中路臺風,占16個災害臺風的56.3%。
中路臺風降雨強度最大,分布特點也為東部向西部依次減小,湖源為雨量中心,平均雨量在130 mm以上。富陽、場口以東平均在100 mm以上;新登以西的龍羊山區(qū)稍小,在80 mm以下。圖7c為2007年13號“卡努”臺風降水分布。
因此,雖然中路臺風數量不算多,但對富陽影響特別巨大,只要臺風進入該區(qū)域,相當于中心經過富陽,往往產生重大影響,12個中路臺風中有9次產生重大災害,占全部中路影響臺風75%,日常工作中對該路臺風的預報服務應作為臺風防范中的重中之重。
圖7 c 中路影響臺風雨量分布(單位:mm)
不符合以上3類臺風路徑但對富陽有影響的臺風為其它路徑。影響臺風中屬于其它路徑的有10個,占全部臺風的13.7%,其中2次臺風出現8級以上大風(未出現10級大風),2次臺風過程雨量在100 mm以上,未出現風力8級以上且雨量在100 mm以上的臺風。從16個災害臺風分析,沒有臺風屬于其它路徑臺風。因此,該類路徑臺風對富陽影響不大。
以臺風登陸時中心風力和中心氣壓為影響臺風強度分析發(fā)現:當臺風登陸時中心氣壓在970 hPa以下,風力在12級以上時,往往會產生較大影響,16個災害臺風中有11個臺風登陸時中心氣壓在970 hPa以下,風力在12級以上,占68.8%。73個影響臺風除去8個海上轉向臺風,有65個登陸臺風,其中16個災害臺風登陸時中心氣壓平均為966.7 hPa,登陸時風速平均為41.2 m·s-1,而其它49個臺風登陸時中心氣壓平均為 965.0 hPa,登陸時風速平均為 43.8 m·s-1,因此,對富陽而言,災害臺風和非災害臺風登陸時中心氣壓和風力差距不大,致災與否和登陸地點關系更大。
當臺風在福建中北部到浙江南部登陸時,對富陽市影響較大,特別是在浙江中南部登陸時影響尤其嚴重,16次災害臺風中有12次在浙江中南部登陸,占75%;3次在福建北部登陸(其中1次在福建和浙江交界處),占18.8%。
副高主體在日本且穩(wěn)定,588線可西伸到100°E ~110°E,脊線位置在 35°N 附近。西風槽和冷空氣主體在110°E以西,兩廣一帶有弱熱帶低壓。臺風登陸以福建中北部到浙江沿海為主(如8506號)。流型主角為副高和臺風(圖略)。
該類流型以臺風本身降雨為主。雨區(qū)分布在東風急流南側和臺風環(huán)流附近,富陽東北部雨量明顯大于西南部。
副高主體在日本且穩(wěn)定,588線西伸到120°E ~125°E,脊線在30°N ~35°N,西風槽和冷空氣主體東移到110°E~120°E,槽底位置可到35°N或以南,西環(huán)副高面積小。臺風在福建、浙江登陸(如7123號和0716“羅莎”臺風)。流型主角為西風槽和冷空氣(圖略)。
降雨分布在臺風環(huán)流附近和西風槽前。如臺風在福建登陸,富陽可能產生槽前暴雨和大暴雨,在浙江登陸,可產生暴雨和大暴雨。
副高主體在日本且穩(wěn)定,588線西伸到120°E ~125°E 附近,脊線在 30°N ~35°N,西風槽在110°E~120°E 附近,槽底位置在 35°N 以北,西環(huán)副高面積大。臺風在福建、浙江登陸,臺風范圍大,強度強。流型主角為臺風,次之為西環(huán)副高。
降雨出現在臺風環(huán)流東北側至倒槽附近,有時有幾塊雨區(qū)分布在臺風倒槽上,富陽可產生暴雨到大暴雨(如2005年15號“卡努”臺風)(圖略)。
7.4.1 中緯度低壓流型
流場形勢為東部副高較弱,副高北側有低壓系統,588線形態(tài)不一。西風槽成階梯型,河套到華西有一冷性低壓系統。臺風以福建登陸為主。流型主角為臺風和西北部中緯度低壓系統(圖略)。
降水先受臺風東北部東南急流影響產生暴雨,然后冷性低壓東移與北上減弱的低壓環(huán)流合并再影響富陽,造成富陽暴雨到大暴雨。
7.4.2 熱帶低壓流型
副高主體在朝鮮半島—日本一帶,588線可西伸到115°E。西風槽位置在90°E或以西,但河套地區(qū)有小槽。廣東一帶和日本南部有熱帶低壓活動。臺風以浙江登陸為主,可與其他低壓系統共同構成熱帶低壓帶(如8807號臺風)。流型主角為臺風和熱帶低壓系統(圖略)。
此型以共同作用暴雨為主。富陽首先受臺風環(huán)流降水,可產生暴雨和大暴雨,熱帶低壓環(huán)流起到了輸送水汽并牽制臺風北上的作用,最后臺風減弱為低壓,并入大低壓環(huán)流內,又可造成暴雨。
1)影響富陽的臺風有明顯的年際和月際變化特征,年均影響數1.3個,影響臺風主要集中在7—9月。
2)臺風風雨災害主要出現在8和9月,其風力地理分布中心有2個:一是北部的高橋鎮(zhèn)千家村、受降鎮(zhèn)、春建鄉(xiāng)、東洲街道富陽、里山鎮(zhèn)以及富春街道一帶;二是南部的上官鄉(xiāng)、常安鎮(zhèn)和常綠鎮(zhèn)等地;而西部的萬市鎮(zhèn)和東部的大源鎮(zhèn)風力較小。雨量地理分布受臺風不同路徑、強度等影響而差距較大,主要雨量中心有3個:一是沿富春江東南部的龍門、靈橋、漁山一線;二是西部的洞橋和淥渚一帶;三是北部的高橋附近。
3)影響臺風源地主要來自菲律賓以東洋面和關島附近及以東洋面。
4)影響臺風路徑主要有東路、西路和中路3類,占了影響總數的86.3%。影響次數按照西路、東路、中路依次遞減,但影響程度卻是依次遞增。東路臺風以降雨影響為主,雨量分布特點自東部向西部依次減小;西路臺風降雨強度最小,但容易出現大風;中路臺風風雨強度最大,是臺風防范中的重中之重。
5)災害臺風和非災害臺風登陸時中心氣壓和風力差距不大,致災與否和登陸地點關系更大。
6)影響臺風流場特征可以概括為四類,即:副高東風流型、西風槽鞍形場流型、臺風倒槽鞍形場流型、低壓系統流型。
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