1.2 沿海地区台风气候特征
1.2.1 源地和路径特征
1.2.1.1 源地
西北太平洋是台风最易生成的海区,全球台风有1/3左右发生在这个海区,强度也最大。在西北太平洋的沿岸国家中,我国是受台风袭击最多的国家之一。西太平洋热带气旋的源地及特点如下:
(1)菲律宾群岛以东和琉球群岛附近海面,是西北太平洋上台风发生最多的地区,全年几乎都会有台风发生。1—6月主要发生在15°N以南的菲律宾萨马岛和棉兰老岛以东的附近海面,6月以后向北伸展,7—8月出现在菲律宾吕宋岛到琉球群岛附近海面,9月又向南移到吕宋岛以东附近海面,10—12月又移到菲律宾以东的15°N以南的海面上。
(2)关岛以东的马里亚纳群岛附近。7—10月在群岛四周海面均有台风生成,5月以前很少有台风,6月和11—12月主要发生在群岛以南附近海面上。
(3)马绍尔群岛附近海面上(台风多集中在该群岛的西北部和北部)。这里以10月发生台风最为频繁,6月很少有台风生成。
(4)我国南海的中北部海面。这里以6—9月发生台风的机会最多,1—4月则很少发生,5月逐渐增多,10—12月又减少,但多发生在15°N以南的北部海面上。
1.2.1.2 路径
台风移动的方向和速度取决于作用于台风的动力。动力分内力和外力两种。内力是台风范围内因南北纬度差距所造成的地转偏向力差异引起的向北和向西的合力,台风范围越大,风速越强,内力越大。外力是台风外围环境流场对台风涡旋的作用力,即北半球副热带高压南侧基本气流东风带的引导力。内力主要在台风初生成时起作用,外力则是操纵台风移动的主导作用力,因而台风基本上自东向西移动。
由于副高压的形状、位置、强度变化以及其他因素的影响,致台风移动路径并非规律一致而变得多种多样。西北太平洋台风移动路径同样变化多端(图1-2),但内力和外力也存在一定规律,其移动路径(图1-3)有以下类型:
图1-2 1949—2014年西北太平洋生成热带气旋路径示意图
图1-3 影响我国热带气旋的主要路径示意图
(1)西进型。台风自菲律宾以东一直向西移动,经过南海最后在中国海南岛或越南北部地区登陆,这种路径多发生在10—11月。
(2)登陆型。台风向西北方向移动,穿过台湾海峡,在我国广东、福建、浙江等地沿海登陆,并逐渐减弱为低气压。这类台风对我国的影响最大。9015号强台风“艾碧”和9711号台风“温妮”都属此类型,7—8月基本都是此类路径。
(3)抛物线型。台风先向西北方向移动,当接近我国东部沿海地区时,不登陆而转向东北,向日本附近转去,路径呈抛物线形状,这种路径多发生在5—6月和9—11月。
根据出现时间统计西北太平洋台风移动路径有以下特征:
(1)1—4月,大部分台风路径以125°E以东的菲律宾洋面转向,少数进入我国南海。
(2)5月,大部分台风路径以123°E以东洋面转向,少数经菲律宾进入我国南海,后登陆粤东,极少数登陆海南。
(3)6月,大部分台风路径以121°E以东转向,经菲律宾进入我国南海登陆海南的概率比5月大,另一支北上登陆粤东。
(4)7月,台风登陆我国的概率大增,分4路:①西行,登陆我国粤东、海南等地以及越南;②西北行,登陆我国台湾、福建、浙江等地;③北上,登陆我国江苏、山东、辽宁等地;④转向东北。
(5)8月,台风登陆我国的概率较大,也分4路:①西北或西行,登陆我国粤东、海南等地以及越南;②西北转东北行,登陆日本或北上登陆朝鲜半岛;③西北行,登陆我国台湾、福建、浙江等地;④140°E以东转向。
(6)9月,台风登陆我国的概率仍较大,也分4路:①经巴士海峡进入我国南海后,登陆我国广东、海南等地以及越南的概率最高;②在我国台湾省东南海面右折向西北移动,可能登陆我国台湾、福建、浙江、上海等地;③在20°N、126°E附近转向东北;④在135°E以东转向东北。
(7)10月,台风路径趋势为:①20°N以南向西移动,经菲律宾进入我国南海,登陆海南等地以及越南,少数登陆粤西等地;②130°E以东转向东北。
(8)11—12月,台风路径趋势为:①沿15°N以南西移,经菲律宾进入我国南海,有可能登陆越南或泰国,也有可能登陆我国粤西或海南;②在13°N、130°E以东转向东北。
登陆广东、广西、海南等地的台风路径存在季节变化,此变化与大气环流的季节性调整有关,特别是与太平洋副热带高压位置的季节性变化密切相关。
1.2.2 台风登陆频率
通过对1949—2014年登陆我国沿海地区的所有热带气旋(含热带低压)进行统计,登陆地基本以国家气象局的统计数据为准,但少数热带气旋的登陆地因年代久远或资料不全而不明确,则以联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Center, JTWC)最佳路径资料进行大致登陆区间判断,还有少数热带气旋的登陆地依据探讨台风登陆地修正的学术论文进行了修改。
我国沿海除海南岛、台湾岛、香港岛、舟山岛(普陀、定海)、崇明岛以外,其余岛屿均不作为登陆地处理。省(自治区、直辖市)的热带气旋登陆次数指的是热带气旋在本省(自治区、直辖市)陆地的登陆次数,若一个热带气旋登陆本省(自治区、直辖市)多个县市的,则该热带气旋在本省(自治区、直辖市)的登陆次数记为登陆的县市数。县市的热带气旋登陆次数指的是热带气旋在本县市陆地的登陆次数。若一个热带气旋登陆两个县市交界的或仅能判断登陆地大致在两个县市之间的,两个县市的热带气旋登陆次数均记为一次。但一个热带气旋在一个县市登陆多次的,登陆次数仅记为一次。
1949年至今,我国沿海的热带气旋登陆地点遍及广东、广西、海南、香港、澳门、台湾、福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、辽宁等13个省(自治区、直辖市、特别行政区),具体各省(自治区、直辖市、特别行政区)的登陆频次见表1-1。
表1-1 1949—2014年我国沿海省份热带气旋登陆频次统计
各省(自治区、直辖市、特别行政区)沿海县市的具体登陆频次(前18名)见表1-2。排在热带气旋登陆频次前18位的县市主要分布在海南东部沿海、广东沿海、福建中北部沿海和台湾东部沿海,其中广东9个,海南5个,台湾4个,福建3个。
表1-2 1949—2014年我国沿海县市热带气旋登陆频次统计(前18名)
1.2.3 登陆我国台风气候特征及规律
结合历史上台风的活动情况总体来看,台风在气候方面的特征有8个。
1.2000—2009年台风生成频数偏少
西北太平洋和南海海域每年台风的生成频数存在着非常明显的年际变化,多台风年和少台风年之间差别很大,1967年生成的台风最多,有40个;1998年最少,仅有14个。1949—2009年61年间台风生成频数高于多年平均值(27.3个)的年份有27个,低于多年平均值的年份有34个。20世纪60年代台风生成频数偏多明显,而20世纪50年代、80年代和2000—2009年偏少明显。
2.台风生成期相对集中在7—10月
西北太平洋和南海各月均有台风生成,但台风生成期相对集中在夏秋之际,即7—10月,这一期间平均每年有近19个台风生成,约占生成总数的70%。超强台风往往也在这一时段生成,尤其是进入秋季的9—10月。
3.台风的生命周期一般为5天左右
台风从生成、发展、强盛到衰亡的生命周期通常为5天左右,但最短的台风不到1天,较长的可达7~8天,有的甚至超过10天。西北太平洋和南海生命史最长的台风当属8616号强台风“韦恩”,其整个生命周期超过20天(486h),并先后登陆我国台湾、海南和广东;另外,0917号超强台风“芭玛”的生命周期也较长,超过15天(375h),达到一般台风生命周期的3倍。
4.台风登陆我国的频数年际变化明显
台风登陆我国的频数存在着非常明显的年际变化,多台风年和少台风年之间差别很大,1971年登陆我国的台风最多,有12个,1950年和1951年最少,仅有3个。20世纪60年代和90年代偏多,而50年代和70年代偏少。
5.每年约有7个台风在我国沿海登陆
根据多年(1949—2009年)的统计数据,西北太平洋和南海海域平均每年有27.3个台风生成,其中约有7个台风在我国沿海登陆,登陆数约占生成总数的26%。
6.台风登陆我国的时间集中在7—9月
从台风登陆的月份看,除1—3月外,其余月份均有台风登陆我国,时间主要集中在盛夏初秋的7—9月,这一期间平均每年有5.4个台风登陆,约占台风登陆总数的79%。
7.台风登陆我国频次最高的省份为广东省
除河北省以外,我国自南向北的沿海地区均有台风登陆,但登陆频次最高的省份为广东省,平均每年约有3次台风登陆;其他频次较高的省份依次是台湾、海南、福建和浙江等4省,每年台风在上述5省的登陆频次约占台风登陆总频次的90%。
8.登陆我国的“台风之最”
(1)首次登陆台风。首次登陆台风即当年的第一个登陆台风。根据多年(1949—2009年)登陆台风的统计数据,常年台风首次登陆我国的时间一般在6月29日左右,但各年存在较大的差异。我国首次登陆时间最早的台风是2008年4月18日登陆海南文昌的0801号台风“浣熊”;最晚的是1997年8月2日登陆香港的9710号强热带风暴“维克多”和1979年8月2日登陆广东深圳的7908号超强台风“荷贝”。
(2)末次登陆台风。末次登陆台风即当年的最后一个登陆台风。根据多年(1949—2009年)登陆台风的统计数据,常年台风末次登陆我国的时间一般在10月7日左右,但各年也存在较大的差异。我国末次登陆时间最早的台风是2006年8月10日登陆浙江苍南的0608号超强台风“桑美”;最晚的是2004年12月4日登陆台湾屏东的0428号强台风“南玛都”。
(3)最强登陆台风。1949年以来,登陆我国的最强台风是1962年在台湾花莲到宜兰一带沿海登陆的6208号超强台风“奥蓓”,登陆时中心附近最大风力达17级以上(65m/s)、中心最低气压为920hPa;而登陆我国大陆地区最强的台风是2006年8月10日登陆浙江苍南的0608号超强台风“桑美”,登陆时中心附近最大风力达17级(60m/s)、中心最低气压为920hPa。
(4)最大降雨台风。1949年以来,造成24h降雨量最大的台风是1996年7月31日和8月1日分别登陆我国台湾基隆和福建福清的9608号超强台风“贺伯”, 24h给台湾嘉义阿里山带来高达1748.5mm的降雨量,为我国日降雨量的最大值;造成24h降雨量较大的台风是1975年8月3日和4日分别登陆我国台湾花莲和福建晋江的7503号超强台风“妮娜”,河南驻马店林庄24h降雨量高达1060mm,为我国大陆地区24h降雨量的最大值。
(5)最大风速台风。1949年以来,平均风速最大的台风是1961年5月26日和27日分别登陆我国台湾台东—花莲和浙江乐清的6104号强台风“贝蒂”,台湾兰屿观测到的10min平均风速达74.7m/s。瞬时风速最大的台风是1984年7月3日登陆我国台湾新港的8403号台风“亚历克斯”,台湾兰屿观测到的瞬时极大风速达89.8m/s。
在大陆地区,台风过程平均风速最大的台风是1979年8月2日登陆广东深圳的7908号超强台风“荷贝”,广东汕尾遮浪观测到的10min平均风速达61m/s以上;台风过程瞬时风速最大的台风是2006年8月10日登陆浙江苍南的0608号超强台风“桑美”,浙江苍南鹤顶山风电站和福建福鼎市合掌岩部队测站分别观测到81.3m/s和75.8m/s的瞬时极大风速。
1.2.4 全球变暖气候条件下台风变化趋势
政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组第四次评估报告指出,自20世纪70年代以来,全球呈现出热带气旋强度增大的趋势,这与观测到的热带海表面温度升高相一致。大量的气候模式模拟结果也表明,随着热带海表面温度的进一步升高,未来热带气旋(包括台风和飓风)可能会变得更强,即风速更大、降水更强。
西北太平洋的热带气旋(台风),特别是登陆我国台风的变化趋势如何,更为我国政府决策者、公众和科学界所关注。上海市气象局利用目前国际最新研究成果和1949—2006年的《台风年鉴》等权威资料数据,针对全球变暖背景下登陆我国的台风变化情况进行了深入研究。通过对1949年以来登陆我国台风的数量、时间、强度及登陆路径等的分析表明,在我国登陆的台风表现出以下主要特征:
(1)登陆台风数量没有明显的变化趋势。1949—2006年期间,共有522个热带气旋登陆我国,年均9个,登陆频次略有减少趋势,但达到台风级别的并没有明显地增多或者减少。登陆我国的热带气旋和台风数量仅表现出明显的年际变化和年代际变化,可分成3个偏少阶段和2个偏多阶段。其中:偏少阶段分别是1949—1955年、1968—1983年和1995—2006年;偏多阶段为1958—1967年和1984—1995年。
(2)台风登陆地点趋于集中。1949—1981年,登陆和影响我国的热带气旋主要集中在华南沿海和海南;而1982年至今主要集中在华东沿海及台湾,在37°N以北和20°N以南均有减少趋势。总体来看,我国热带气旋的最北登陆位置呈现为较明显的逐年南落,并向25°N靠近;而最南登陆位置则与之相反,呈逐年北上且也向25°N靠近的趋势。台风登陆区域更为集中,25°N附近的东南沿海成为台风登陆的主要区域。因此,这一区域遭受登陆台风袭击的危险明显增大。
(3)台风登陆时段趋于集中。我国热带气旋登陆季节的持续时间平均约4个月,最短不到1个月,最长可达半年。统计表明,60多年来,我国热带气旋登陆季节的持续时间缩短了近1个月,台风的登陆时段趋于集中。
(4)登陆台风强度逐年增强。根据1949年以来的台风资料分析,以热带气旋的中心气压表示其强度,结果显示我国的热带气旋在登陆时的强度有逐年增加的趋势,并且在登陆台风中强度较强的热带气旋所占比重也呈逐年增加的趋势。