2012年登陸我國熱帶氣旋的氣候特征分析

張潤宇，李志強（國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081）

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2012年登陸我國熱帶氣旋的氣候特征分析

張潤宇，李志強
（國家海洋環(huán)境預(yù)報中心，北京100081）

摘要：利用1981—2012年熱帶氣旋數(shù)據(jù)資料，統(tǒng)計分析了2012年登陸我國熱帶氣旋的特征；并且利用美國國家環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）再分析數(shù)據(jù)和美國國家海洋大氣管理局（NOAA）的avhrr衛(wèi)星數(shù)據(jù)，分析了其原因。結(jié)果表明，2012年登陸熱帶氣旋登陸地點偏北是由當(dāng)年夏季西北太平洋副熱帶高壓（以下簡稱“副高”）的脊線位置偏北，熱帶季風(fēng)槽位置偏北等因素所造成的。登陸熱帶氣旋強度偏強和北太平洋（30°N、160°—170°E）區(qū)域海溫表現(xiàn)出很好的正相關(guān)關(guān)系，與東太平洋（20°N、120°W）區(qū)域海溫呈現(xiàn)了負相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：熱帶氣旋；氣候特征；副熱帶高壓；熱帶季風(fēng)槽；海溫

1　引言

熱帶氣旋是一種發(fā)生在熱帶海洋上的強烈風(fēng)暴。統(tǒng)計表明[1]，西北太平洋是全球熱帶風(fēng)暴發(fā)生最多的地區(qū)。這種風(fēng)暴破壞力極強，活動過程中常伴有狂風(fēng)、暴雨、巨浪、風(fēng)暴潮。我國從遼寧到海南漫長的沿海地區(qū)都可能有臺風(fēng)登陸，對所經(jīng)過地區(qū)的人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失[2]。

隨著大氣探測技術(shù)的發(fā)展，登陸熱帶氣旋的研究已經(jīng)成為熱帶氣旋研究中一個重要的領(lǐng)域。曹楚等[3]（2006）對登陸我國熱帶氣旋的頻數(shù)、強度以及登陸位置的年際變化進行了分析；李英等[4]（2004）對西太平洋熱帶氣旋登陸我國的頻率、位置、維持、衰減、變性、加強及消亡等進行統(tǒng)計分析，揭示了熱帶氣旋登陸活動的一些事實和特征；張慶云等[5]（2003）探討了夏季東亞大氣環(huán)流、大氣視熱源和視水汽匯的年際及年代際變化與登陸中國臺風(fēng)頻數(shù)的關(guān)系。

目前對于登陸氣旋的研究主要針對長期的統(tǒng)計分析[6-8]，由于研究的時間序列較長，體現(xiàn)的是平均狀態(tài)，因此會忽略登陸氣旋在某一個特定年份的特征。近些年來全球氣候發(fā)生了階段性的變化，致使熱帶氣旋在頻數(shù)和強度方面都發(fā)生了變化。所以本文在研究2012年登陸熱帶氣旋的特征時，選取了1981—2010年作為歷史年份（以下多年平均指1981—2010年平均）。通過對比總結(jié)出在登陸強度、登陸地點、登陸時間等方面的一些規(guī)律和特點，并且從熱力、動力等方面分析了其可能原因。希望通過這些總結(jié)分析，提高對熱帶氣旋活動規(guī)律的認識，從而探索如何對其作出更加準(zhǔn)確的預(yù)報，最大限度減小熱帶氣旋造成的災(zāi)害。

2　資料說明

本文所用的熱帶氣旋數(shù)據(jù)資料來自中國氣象局熱帶氣旋最佳路徑資料，資料包括1981—2011年西北太平洋海域熱帶氣旋每6 h的位置和強度。實際登陸熱帶氣旋資料來自中國氣象局整編的《臺風(fēng)年鑒》，時間范圍為1981—2011年。此外，從中國臺風(fēng)網(wǎng)上提取了2012年熱帶氣旋資料，包括強度、位置及登陸情況。本文所用的500 hPa高度場數(shù)據(jù)、850 hPa風(fēng)場數(shù)據(jù)均來自NCEP再分析資料。此外，海表面溫度數(shù)據(jù)來自NOAA的avhrr衛(wèi)星資料。

本文統(tǒng)計的西北太平洋生成和登陸的熱帶氣旋包括熱帶風(fēng)暴、強熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)、強臺風(fēng)和超強臺風(fēng)，即中心風(fēng)速均≥18 m/s的所有熱帶氣旋。統(tǒng)計登陸中國熱帶氣旋個數(shù)和時間時，只計取第一次登陸，不考慮部分熱帶氣旋出現(xiàn)的副中心現(xiàn)象和二次登陸的情況。統(tǒng)計登陸地點時，則分兩種情況，先只統(tǒng)計熱帶氣旋首次登陸地點情況，再統(tǒng)計包括二次登陸地點的情況。

3　2012年熱帶氣旋概況及登陸熱帶氣旋特征分析

2012年西北太平洋和南海共有25個編號熱帶氣旋生成，和多年平均值（25.5個）相比，基本持平。其中有15個達到臺風(fēng)級別，和多年平均值（15.2個）相比基本持平。2012年共有7個熱帶氣旋在我國沿海登陸，和多年平均值（7.4個）基本持平。

3.1熱帶氣旋生成及登陸年頻數(shù)分析

圖1給出了1981—2012年西北太平洋生成熱帶氣旋年頻數(shù)、登陸我國熱帶氣旋年頻數(shù)的逐年距平和多項式擬合的趨勢曲線。32年中熱帶氣旋生成個數(shù)有15年為正距平，17年為負距平（見圖1a）。1995年以前，熱帶氣旋處于偏多的時期。從1994年開始至今，熱帶氣旋生成數(shù)量偏少。2012年熱帶氣旋生成個數(shù)和多年平均基本持平，但是處于上升的趨勢中。分析熱帶氣旋登陸我國頻數(shù)年距平（見圖1b）可以看出，1985年以前偏少，1986—1995年為明顯偏多期，1996—2004年明顯減少，2005—2011年又轉(zhuǎn)為多發(fā)期。2012年登陸熱帶氣旋個數(shù)是偏少狀態(tài)，同時處于下降的趨勢中。

圖1　1981—2012年西北太平洋生成熱帶氣旋

3.2熱帶氣旋登陸時間統(tǒng)計特征

圖2統(tǒng)計分析了熱帶氣旋在我國登陸的月際變化。圖中虛線表示1981—2010年各月登陸我國熱帶氣旋平均值。實線代表2012年各月登陸我國熱帶氣旋個數(shù)。1981—2010年整體來看全年12個月份中熱帶氣旋登陸最多的是8月份，年均2.1個，其次是7月和9月[9]。夏季（6月、7月、8月）進入熱帶氣旋登陸多發(fā)期，占全年登陸總數(shù)的65.5%，秋季（9月、10月、11月）其次占32.3%。

2012年1—3月沒有熱帶氣旋登陸我國（見表1）?！岸盘K芮”是2012年首個登陸我國的熱帶氣旋，登陸時間比多年平均（6月27日）略偏晚。此后，7月下旬—8月下旬，先后共有6個熱帶氣旋登陸我國。2012年7月登陸我國熱帶氣旋個數(shù)低于多年平均值，8月熱帶氣旋登陸顯著偏多，9月無熱帶氣旋登陸我國。“天秤”是2012年最后一個登陸我國的熱帶氣旋，末次登陸時間較多年平均（10月5日）偏早許多。2012年熱帶氣旋在我國沿海登陸的時間段為55天（末次登陸時間與首次登陸時間差），明顯短于多年平均值（100天），說明2012年熱帶氣旋的登陸時間段非常集中。其中1209號強臺風(fēng)“蘇拉”、1210號臺風(fēng)“達維”在華東沿海登陸的時間間隔不到10個小時，為有氣象記錄以來首次，且1209號強臺風(fēng)“蘇拉”、1210號臺風(fēng)“達維”以及1211號強臺風(fēng)“?？痹谝恢軆?nèi)先后登陸我國，3個臺風(fēng)級別的熱帶氣旋一周內(nèi)集中正面襲擊我國，為1996年以來首次。

圖2　登陸我國熱帶氣旋的月頻數(shù)

表1　2012年登陸我國熱帶氣旋概況

3.3登陸熱帶氣旋生成源地及登陸地點分布特征

圖3為2012年登陸熱帶氣旋的路徑圖。從熱帶氣旋的生成源地來看，2012年登陸熱帶氣旋中，只有1208號“韋森特”生成于南海，其余6個都生成在西北太平洋的菲律賓以東洋面和馬紹爾群島以北海域。2012年登陸熱帶氣旋平均的生成緯度為18.7°N，較多年平均值（15°N）偏北。

2012年熱帶氣旋在我國登陸的平均緯度（25.1°N）也較多年平均（21°N）偏北。從登陸熱帶氣旋的地區(qū)分布表（見表2）和圖3中可以看出，登陸地點南北跨度大，登陸的7個熱帶氣旋中，登陸浙江1次，江蘇1次，均高出多年平均值。

表2　登陸我國熱帶氣旋的登陸點分布

1981—2010年共有10個熱帶氣旋在30°以北的地區(qū)登陸（見表3），平均每3年一個。而2012年“1210”號臺風(fēng)達維在34°N附近登陸，“1211”號強臺風(fēng)?？?0°N附近登陸。在一年中出現(xiàn)了2個在30°以北地區(qū)登陸的熱帶氣旋，這在歷史上是及其少見的。

表3　1981—2010年登陸我國30°N以北地區(qū)熱帶氣旋概況

3.4登陸熱帶氣旋強度特征

如前所述，2012年登陸7個熱帶氣旋中，4個為臺風(fēng)，2個為強臺風(fēng)，登陸臺風(fēng)的比例達到85.7%，這比多年平均值（41.2%）明顯偏高。雖然在登陸時的氣壓、風(fēng)速不是近些年來的極值，但是6個登陸的臺風(fēng)均出現(xiàn)了近海強度加強的現(xiàn)象。尤其是1214號強臺風(fēng)“天秤”，在生成后21 h內(nèi)迅速加強為臺風(fēng)級別，由于西南水汽輸送充沛，且下墊面海溫較高，云系螺旋結(jié)構(gòu)逐漸完整，其強度不斷增強，30 h后加強為強臺風(fēng)級別。

總的來看，2012年登陸我國熱帶氣旋表現(xiàn)出了一定的特征。登陸熱帶氣旋生成源地較偏北，登陸地點也較偏北。登陸熱帶氣旋的強度明顯偏強。此外，熱帶氣旋的登陸時間段主要集中在8月份。

4　影響2012年登陸熱帶氣旋活動特征的原因

4.1熱帶氣旋登陸地點特征與環(huán)境場的相關(guān)性分析

對于熱帶氣旋登陸我國地點的年際變化受哪些因素影響，一些學(xué)者也做了一定研究[5、10]。熱帶氣旋的登陸地點研究，對于掌握熱帶氣旋運動規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)報熱帶氣旋的路徑趨勢具有重要意義。

2012年熱帶氣旋在我國的登陸地點較常年異常偏北。選取1981—2010年登陸點在30°N以北的熱帶氣旋，發(fā)現(xiàn)他們的登陸時間集中在7—9月。于是將當(dāng)年7—9月500 hPa高空環(huán)流場合成，和多年氣候態(tài)對比（見圖4），可以看出，熱帶氣旋登陸地點偏北時，副高脊線位置大致在32°N附近，比多年平均位置偏北5個緯度左右。這表明副高異常偏北是熱帶氣旋登陸點偏北的影響因素。對比圖5可以看出，2012年7—9月副高平均脊線位置都較多年平均位置偏北，有利于熱帶氣旋活躍和北上影響我國北部海域，這與事實相符。所以，當(dāng)副高偏北時，可以推斷出熱帶氣旋在我國的登陸地點也較偏北。

圖4　多年平均態(tài)與1981—2010年間登陸異常偏北熱帶氣旋生成至登陸期間500 hPa高空形勢場

圖5　西北太平洋副熱帶高壓脊線位置序列（實線：2012年各月。虛線：1981—2010年氣候態(tài)）

此外，許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)季風(fēng)槽與熱帶氣旋的形成和移動有密切的聯(lián)系[11-12]。利用1981—2010年間10個登陸偏北熱帶氣旋當(dāng)年7—9月850 hPa風(fēng)場資料和2012年2個登陸偏北熱帶氣旋生成至登陸期間850 hPa風(fēng)場資料，分別繪制了環(huán)流場特征圖（見圖6、圖7）。從圖中可以清楚的看到季風(fēng)槽槽線的位置、走向及臺風(fēng)生成位置。從30年合成分析場來看（見圖6），熱帶氣旋登陸地點偏北的情況下，熱帶季風(fēng)槽位置偏北，我國東南沿海為氣旋性距平環(huán)流控制，熱帶氣旋集中生成在槽線附近（平均緯度21°N）。這表明熱帶季風(fēng)槽位置偏北有利于熱帶氣旋北上登陸我國較北部地區(qū)。而2012年的特征與其相符（見圖7）。南海地區(qū)沒有明顯的季風(fēng)槽控制，而熱帶西北太平洋地區(qū)越赤道氣流活躍，形成了顯著的季風(fēng)槽，季風(fēng)槽向東一直延伸至160°E附近。所以季風(fēng)槽位置偏北也是造成熱帶氣旋登陸點偏北的一個因素。

圖6　1981—2010年間登陸偏北熱帶氣旋生成至登陸期間850 hPa環(huán)流場

圖7　2012年登陸偏北熱帶氣旋生成至登陸期間850 hPa環(huán)流場

4.2登陸熱帶氣旋強度特征與海溫場的相關(guān)性分析

熱帶氣旋在我國沿海登陸時，會給當(dāng)?shù)貛泶箫L(fēng)、強降水等一系列的災(zāi)害性天氣過程，而熱帶氣旋登陸時的強度，會直接影響災(zāi)害的嚴(yán)重性。對熱帶氣旋登陸時強度特點進行分析，掌握其規(guī)律，對正確預(yù)測熱帶氣旋活動、減少其造成的損失具有重要意義。很多研究曾經(jīng)從海表面溫度以及熱帶氣旋在暖海面的持續(xù)時間來分析熱帶氣旋的強度變化，有的結(jié)果表明在強厄爾尼諾年熱帶氣旋的平均強度較強[13-14]。但同時也有研究指出，熱帶氣旋的強度與厄爾尼諾現(xiàn)象沒有顯著的相關(guān)。而單獨針對登陸熱帶氣旋的強度分析較少。

為了考究登陸熱帶氣旋強度和海表溫度的相關(guān)性，將1981—2010年每年登陸臺風(fēng)級別以上的熱帶氣旋比例和7—11月海表面平均溫度做相關(guān)分析，結(jié)果表明（見圖8），在西北太平洋海域，都表現(xiàn)出了較好的正相關(guān)，其中在北太平洋區(qū)域（30°N、160°—170°E）相關(guān)性達到最好，并且通過了95%的信度檢驗。其次在東太平洋海域（20°N、120°W）有一小范圍的負相關(guān)區(qū)域。選取西北太平洋和東太平洋區(qū)域，繪制了2012年7—11月份海表面溫度距平圖（見圖9），可以發(fā)現(xiàn)北太平洋區(qū)域均表現(xiàn)出了海溫正距平的狀態(tài)，東太平洋則為海溫負距平。以此推斷2012年登陸熱帶氣旋強度應(yīng)偏強，與事實相符。

圖8　1981—2010年登陸臺風(fēng)比例與7—11月海溫相關(guān)系數(shù)分布

圖9　2012年7—11月海表溫度距平圖

5　結(jié)論

本文利用了中國氣象局編制的熱帶氣旋最佳路徑資料、《臺風(fēng)年鑒》資料、2012年熱帶氣旋資料和NCEP再分析數(shù)據(jù)以及avhrr衛(wèi)星資料數(shù)據(jù)，統(tǒng)計了2012年登陸我國的熱帶氣旋的若干氣候特征，并且分析了其原因。分析表明：

（1）2012年熱帶氣旋生成個數(shù)及登陸我國的個數(shù)均與多年平均持平；

（2）2012年登陸熱帶氣旋強度偏強；所有登陸的臺風(fēng)均出現(xiàn)了近海加強的現(xiàn)象；

（3）2012年熱帶氣旋登陸時間段集中，主要分布在7月下旬—8月下旬；

（4）2012年登陸熱帶氣旋生成源地、登陸地點均較多年平均偏北；

（5）造成2012年熱帶氣旋登陸地點異常偏北的原因是：2012年夏季副高脊線位置偏北，熱帶季風(fēng)槽位置偏北等。同時2012年登陸熱帶氣旋強度偏強與北太平洋（30°N、160°—170°E）區(qū)域海溫表現(xiàn)出很好的正相關(guān)關(guān)系，與東太平洋（20°N、120°W）區(qū)域海溫呈現(xiàn)了負相關(guān)關(guān)系。

登陸我國熱帶氣旋的新的變化和趨勢以及原因研究還有很多未知領(lǐng)域，尚有待于進一步研究和分析去加深了解和揭示規(guī)律。

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Analysis of the climatic characteristics of tropical cyclones making landfalls in china in 2012

ZHANG Run-yu, LI Zhi-qiang
(National Marine Environmental Forecasting Center, Beijing 100081 China)

Abstract：A number of features of tropical cyclones which landed on China in 2012 by using the data of tropical cyclone for 1981—2012 are studied in this paper. Based on the reanalysis data from National Centers for Environmental Prediction (NCEP), and AVHRR data from National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), the reason for these characteristics is briefly examined. According to research, the feature of landing location of them more northward is due to the location of the subtropical high ridge line and the tropical monsoon trough being much northerly. The intensity of tropical cyclones have a positive correlation with the SST of the North Pacific (30°N,160°E—170°E), and have a negative correlation with the SST of the eastern Pacific (20°N, 120°E).

Key words：typhoon; climatic characteristics; subtropical high; tropical monsoon trough; sea surface temperature

作者簡介：張潤宇（1990-），女，助理工程師，學(xué)士，主要從事氣候短期預(yù)報及研究工作。E-mail：zrunyu321@163.com

基金項目：國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項（201005036）

收稿日期：2013-09-10

DOI:10.11737/j.issn.1003-0239.2015.02.006

中圖分類號：P444

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0239（2015）02-0037-08