近五十年登陸海南省的熱帶氣旋統(tǒng)計(jì)特征分析

梁海萍，梁海燕，車志偉，何雅興，李倫

（國家海洋局海口海洋環(huán)境監(jiān)測中心站,海南?？?570100）

1 引言

熱帶氣旋（TC）是影響我國沿海及近岸最嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一，它是一種發(fā)生在熱帶海洋上的強(qiáng)烈風(fēng)暴，其所帶來的狂風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等災(zāi)害每年給我國的經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大的損失。海南省位于中國最南端，緊鄰南海，東瀕太平洋，其特殊的地理位置使其極易受TC的影響，如2007年影響海南的TC給海南省的直接經(jīng)濟(jì)損失為5億元左右，2013年影響海南的TC給海南省造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為5.88億元，其中損失最大的時(shí)段發(fā)生在TC的登陸階段。掌握登陸海南省的TC的登陸頻次、強(qiáng)度、路徑、登陸點(diǎn)等規(guī)律對(duì)海南省防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)于TC活動(dòng)已有不少統(tǒng)計(jì)研究及合成分析結(jié)果。陳小麗等[1]對(duì)115 a來影響海南省的TC的年際變化做了研究及預(yù)測，發(fā)現(xiàn)影響海南省的TC存在多臺(tái)期和少臺(tái)期，且影響海南TC年頻數(shù)有4個(gè)顯著周期，分別是46 a、19 a、14 a和4 a。楊玉華等[2]對(duì)近幾十年來登陸我國TC的頻數(shù)、強(qiáng)度及位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其存在明顯的年際和年代際差異。吳慧等[3]研究影響海南的TC特征及其與ENSO的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)了影響海南的TC頻數(shù)、強(qiáng)度、登陸點(diǎn)等規(guī)律及發(fā)現(xiàn)其與ENSO存在顯著的相關(guān)性。葉英等[4]將TC統(tǒng)計(jì)特征與同期西太平洋副熱帶高壓等海洋大氣環(huán)流活動(dòng)的變化做了相關(guān)性分析。魏娜等[5]對(duì)1949—2008年在中國大陸活動(dòng)的TC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及環(huán)流背景進(jìn)行分析，得出了TC登陸頻率、位置、強(qiáng)度、路徑等規(guī)律及揭示了不同路徑及不同季節(jié)相似路徑的TC的環(huán)流背景差異。本文利用了相關(guān)資料，對(duì)近50 a來登陸海南省的TC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以掌握TC影響海南的規(guī)律，為海洋預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

2 資料來源及處理方法

使用的資料來自于國家氣象局組織整編的《臺(tái)風(fēng)年鑒》和溫州臺(tái)風(fēng)網(wǎng)整理的TY歷史資料，選取資料長度為1964—2013年。采用5階多項(xiàng)式對(duì)1964—2013年登陸海南省的TC頻數(shù)進(jìn)行擬合，分析登陸海南省TC頻數(shù)的年代際變化趨勢；用累積距平曲線法（對(duì)TC年登陸頻數(shù)進(jìn)行距平后逐年累積，再采取多項(xiàng)式、2 a滑動(dòng)平均進(jìn)行擬合），研究TC登陸頻數(shù)年代際變化；采用圖表法，分析TC登陸頻數(shù)、月份、路徑、登陸點(diǎn)的特征。

3 登陸海南省的TC概述

3.1 登陸海南省的TC頻數(shù)年代際、月際變化

3.1.1 年代際變化

1964—2013年登陸海南省的TC總數(shù)87個(gè)，平均每年登陸個(gè)數(shù)為1.7個(gè)，年登陸頻數(shù)最多為5個(gè)，為1971年；其次是4個(gè)，為1989年、1981年；登陸頻數(shù)最少的為0個(gè)，分別為2012年、2006年、2004年、1997年、1998年、1999年（見表1）。對(duì)登陸頻數(shù)的年代際變化進(jìn)行5階多項(xiàng)式擬合（見圖1），擬合結(jié)果表明：1964年以來，登陸海南省的TC頻數(shù)隨年代際呈現(xiàn)增減階段性轉(zhuǎn)換的變化趨勢（見圖1）。

用異常數(shù)A表示，A=Y-YC，其中Y表示TC登陸頻數(shù)，YC=1/n*∑Yi，n=50，∑Yi=87，表示登陸頻數(shù)平均值，為1.7。定義：A≥1為正異常年（氣旋偏多），A≤-1為負(fù)異常年（氣旋偏少），-1＜A＜1為正常年，對(duì)1964—2013年登陸海南省的TC個(gè)數(shù)作了異常度處理。

圖1 登陸海南省的TC頻數(shù)年代際變化趨勢

圖2 頻數(shù)累積距平曲線圖

那么，正異常年有10 a，分別為1973年、1974年、1981年、1983年、1985年、1986年、1989年、1991年、2003年、2011年；負(fù)異常年有6年，分別為1997年、1998年、1999年、2004年、2006年、2012年（見表1）。

累積距平曲線法（見圖2,分別為多項(xiàng)式累積距平曲線、2 a滑動(dòng)平均累積距平曲線）分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1965—1991年累積距平值不斷增大,這個(gè)階段正異常年偏多，1991—2013年累積距平值不斷下降,這個(gè)階段負(fù)異常年偏多；分析結(jié)果表明：正負(fù)異常年代各約持續(xù)25—30 a，預(yù)計(jì)近幾年負(fù)異常年將向正異常年轉(zhuǎn)換，并且接下來25—30 a基本保持正異常。這可能與太平洋十年濤動(dòng)指數(shù)PDO的“暖位相”和“冷位相”各持續(xù)20—30 a的規(guī)律有一定關(guān)系，同時(shí)太陽黑子相對(duì)數(shù)的11 a周期雙振動(dòng)也可能對(duì)其有顯著影響，后期做相關(guān)性探究。

表1 1964—2013年登陸海南省的TC頻數(shù)分布

3.1.2 月際變化

登陸海南省的TC頻數(shù)呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性特征（見表2），4—11月份均有TC登陸海南省，夏季和秋季TC登陸頻繁，主要集中在7、8、9月，占總登陸頻數(shù)的62%，其次是10月份，占17.4%，春季TC登陸頻數(shù)較少，占總登陸頻數(shù)的5.7%，冬季沒有TC在海南省登陸；統(tǒng)計(jì)結(jié)果與吳慧等[3]研究的結(jié)果基本一致,這與不同季節(jié)大氣環(huán)流狀態(tài)[6]有一定關(guān)系，同時(shí)與下墊面狀態(tài)、副熱帶高壓強(qiáng)度[7]與活動(dòng)狀態(tài)、冷空氣活動(dòng)有顯著關(guān)系。

3.2 登陸海南省的TC強(qiáng)度分布規(guī)律

1964—2013年登陸海南省的TC各個(gè)等級(jí)都存在，其中STS及TY的頻數(shù)最多，分別占的比率為25.2%和32.1%；TD的頻數(shù)最少，所占比率為1.1%（見表3）。

1964—2013年登陸海南省的STS主要分布于7、8月份，占STS總數(shù)的77.2%；TY在4—11月份均可能登陸海南省，主要分布在9、10月份，占TY總數(shù)的46.4%；登陸海南省的STY主要分布在7、10、11月，占STY總數(shù)的75%；登陸海南省的Super TY主要分布在9、10、11月份，占Super TY總數(shù)的87.5%（見圖3）。

3.3 登陸海南省的TC移動(dòng)路徑

登陸海南省的TC路徑復(fù)雜多變，但又不是雜亂無章，他們有一定的規(guī)律。本文對(duì)登陸海南省的TC路徑進(jìn)行分類，分別為西行型、西北型、右折型、左折型、偏北型、回旋型。每種路徑定義如下：

西行型：全過程的平均移向是在250°—289°之間。

西北型：全過程的平均移向是在290°—339°之間。

右折型：路徑中至少有一個(gè)折向點(diǎn)，前后12 h平均移向相比較，右折角度≥45°。

左折型:路徑中至少有一個(gè)折向點(diǎn)，前后12 h平均移向相比較，左折角度≥30°。

偏北型:全過程的平均移向是在340°—20°之間。

回旋型：打轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、停滯少動(dòng)，移動(dòng)路徑變幻多端、無法判定。

3.3.1 TC移動(dòng)路徑分布

從TC的路徑（圖略)及TC的移動(dòng)路徑分布表（見表4）可以看出，1964—2013年登陸海南省的TC路徑復(fù)雜多變，有西行型、西北型、右折型、左折型、偏北型、回旋型。其中登陸海南省的主要路徑是西行型及西北型，所占總登陸次數(shù)的比率分別為33.3%及31%；其次是右折型；偏北型路徑最少，占比率僅約為2.3%。這與副熱帶高壓強(qiáng)度、西脊點(diǎn)位置、脊線位置、季風(fēng)槽活動(dòng)及青藏高壓活動(dòng)有密切關(guān)系[5]。

表2 登陸海南省的TC頻數(shù)月份分布表

表3 登陸海南省的TC各等級(jí)強(qiáng)度分布

圖3 TC各等級(jí)強(qiáng)度月份分布圖

表4 登陸海南省的TC移動(dòng)路徑分布

3.3.2 TC移動(dòng)路徑隨月份、強(qiáng)度的變化規(guī)律

TC移動(dòng)路徑隨月份有一定的特征及規(guī)律（見圖4），1964—2013年登陸海南省的TC西行型路徑主要分布在7—10月，占所有西行型路徑總數(shù)的89.6%，其中8月達(dá)到最盛，占比率為27.5%,12—5月份沒有西行型TC登陸海南??；西北型路徑主要分布在6—7月份，占所有西北型路徑總數(shù)的55.6%，其次是8、10月，占29.6%，11—4月份沒有西北型TC登陸海南??；右折型TC在4—11月份都有可能登陸海南省，沒有明顯的規(guī)律；左折型路徑主要分布在8月份以后；回旋型路徑分布在9月份；偏北型路徑只在7、11月份存在，且占比率很小。TC的強(qiáng)度與其路徑存在一定的關(guān)系[8]（見圖5），1964—2013年登陸海南省TD只存在于西北型路徑；TS存在于所有類型的路徑，但主要存在于右折型和西行型路徑，占TS總數(shù)的56.3%；STS存在于所有類型路徑，主要存在于西行型和西北型，占STS總數(shù)的68.2%；TY主要路徑是西北型及西行型，占TY總數(shù)的64.3%，其次是右折型及左折型，占TY總數(shù)的28.6%，沒有偏北型路徑；STY主要路徑是西行型和西北型，占STY總數(shù)的75%，其次是右折型，沒有回旋、偏北路徑；Super TY存在于西行型、西北型、右折型路徑中，最主要存在于西行型路徑中，占Super TY總數(shù)的50%。

圖4 TC路徑隨月際變化

圖5 TC強(qiáng)度與路徑關(guān)系

3.3.3 TC登陸點(diǎn)

登陸海南省的TC的登陸點(diǎn)一般位于海南省東部，但是有時(shí)右折型、左折型、回旋型路徑也會(huì)在海南省的其他地方登陸，本文統(tǒng)計(jì)的TC有個(gè)別存在2次登陸，本文均以第1次登陸點(diǎn)為準(zhǔn)。登陸點(diǎn)與移動(dòng)路徑、強(qiáng)度有一定關(guān)系，且登陸點(diǎn)存在一定的年際、月際變化規(guī)律。

由TC各登陸點(diǎn)登陸頻數(shù)分布表（見表5）可以看出，1964—2013年在海南省登陸的TC概率最高登陸點(diǎn)是在文昌，占登陸總數(shù)的33.3%，其次是萬寧和三亞，分別占登陸總數(shù)的25.3%和24.1%，概率最小的是在陵水，僅占4.6%。

表5 TC各登陸點(diǎn)登陸頻數(shù)分布

在瓊海、陵水、其他登陸點(diǎn)登陸的TC每年最多一個(gè)，登陸周期一般為3—4 a或10 a以上；在三亞、文昌登陸的TC，分別在1981年和1983年達(dá)到3個(gè)，三亞、萬寧、文昌分別有2、5、6 a達(dá)到2個(gè)之多，并且這三個(gè)登陸點(diǎn)都是在20世紀(jì)60—70年代登陸頻數(shù)較多，80—90年代較少，登陸周期一般為2、3、5年（見圖6）。

11月份TC一般在三亞和文昌登陸，在三亞登陸概率大；8—10月份TC一般在文昌和三亞登陸，且在文昌登陸概率更大；7、9月在萬寧與瓊海登陸的TC較其他月份明顯多（見圖7）。

在三亞登陸的TC概率最大的路徑是西行路徑；在陵水與萬寧登陸的TC概率最大的路徑是西北型路徑；在瓊海和文昌登陸的TC概率最大的路徑是西行路徑和西北型路徑；其他登陸點(diǎn)登陸的TC一般是回旋型路徑（見圖8）。

圖6 1964—2013年海南省各地TC登陸頻數(shù)年際變化

圖7 TC登陸點(diǎn)的月際變化

圖8 登陸點(diǎn)與TC路徑關(guān)系

4 小結(jié)

（1）1964—2013年平均每年登陸海南省的TC有1.7個(gè)，登陸海南省的TC頻數(shù)年代際呈現(xiàn)增減階段性轉(zhuǎn)換的變化趨勢，正負(fù)異常年代各約持續(xù)25—30 a，預(yù)計(jì)近幾年負(fù)異常年將向正異常年轉(zhuǎn)換，并且接下來25—30 a基本保持正異常，TC登陸月份主要集中在7、8、9月；

（2）1964—2013年在海南省登陸的TC，STS及TY登陸海南省的概率最大，STS主要分布于7、8月份，TY主要分布在9、10月份，STY主要分布在7、10、11月，Super TY主要分布在9、10、11月份；

（3）1964—2013年登陸海南省的TC主要路徑是西行型及西北型，偏北型路徑最少；西行型路徑主要分布在7—10月，西北型路徑主要分布在6—7月份，右折型路徑在4—11月都有可能登陸海南省，左折型路徑主要分布在8月份以后，回旋型路徑主要分布在9月份，偏北型路徑只在7、11月份存在；

（4）1964—2013年在海南省登陸的TC，TC的強(qiáng)度與其路徑存在一定的關(guān)系，STS、TY和STY主要路徑是西北型及西行型，TD只存在于西北型路徑；TS主要存在于右折型路徑和西行型路徑，Super TY最主要存在于西行型路徑中；

（5）1964—2013年在海南省登陸的TC，概率最高登陸點(diǎn)是在文昌，其次是萬寧和三亞，概率最小的是在陵水；11月份TC一般在三亞登陸；8—10月份TC一般在文昌和三亞登陸，且在文昌登陸概率大；TC登陸點(diǎn)與路徑存在一定關(guān)系。

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