影響斗門熱帶氣旋的氣候特征

陳詩琳

（珠海市斗門區(qū)氣象局，廣東珠海 518100）

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影響斗門熱帶氣旋的氣候特征

陳詩琳

（珠海市斗門區(qū)氣象局，廣東珠海 518100）

摘 要：利用1867—2013年影響斗門熱帶氣旋的頻數(shù)、強度以及海溫、西太平洋副熱帶高壓指數(shù)等資料，采用M - K法、Yamamoto法、功率譜分析以及相關(guān)方法分析了影響斗門熱帶氣旋的氣候特征及其與太平洋海溫、西太平洋副熱帶高壓的關(guān)系。結(jié)果表明：（1）影響斗門熱帶氣旋的頻數(shù)有明顯的年代際變化，20世紀(jì)80年代初之前為多熱帶氣旋時期，80年代初到2007年期間為少熱帶氣旋時期。（2）4—12月皆有熱帶氣旋影響斗門，其中7—8月最多，影響也最為嚴(yán)重。（3）影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)存在2～3年左右的顯著周期。（4）影響斗門的熱帶氣旋強度存在2～4年左右的顯著周期，但長期變化趨勢不明顯。（5）太平洋海溫對熱帶氣旋的頻數(shù)和強度的影響有不同的關(guān)鍵區(qū)；而副熱帶高壓的面積、西伸脊點位置主要影響熱帶氣旋的頻數(shù)，其脊線位置、588 dagpm線北界位置則影響熱帶氣旋的強度。

關(guān)鍵詞：氣候?qū)W；熱帶氣旋；海溫；西太平洋副熱帶高壓；斗門

陳詩琳．影響斗門熱帶氣旋的氣候特征［J］．廣東氣象，2016，38（3）：28 -32．

廣東是我國受熱帶氣旋登陸或影響最多的省份，已有許多學(xué)者對登陸或影響廣東的熱帶氣旋進(jìn)行了研究。賀海晏等［1］指出熱帶氣旋登陸時間主要是6—8月，登陸地點分布呈西多東少特點；劉春霞［2］分析了登陸或影響廣東熱帶氣旋的時空分布特征，并研究了初臺活動與各區(qū)海溫的關(guān)系；曾琮等［3］分析指出登陸廣東的熱帶氣旋個數(shù)與西太平洋副熱帶高壓位置、強度有密切關(guān)系，并總結(jié)了3種環(huán)流形勢；程正泉［4 -5］、林愛蘭［6］和劉燕［7］則主要研究了臺風(fēng)暴雨與大尺度環(huán)流、環(huán)境因子及中小尺度系統(tǒng)等因素的關(guān)系。另外，還有很多對登陸或影響廣東各市縣的熱帶氣旋的研究成果［8 -11］。斗門地處珠江口西岸，深受熱帶氣旋帶來的強降水、大風(fēng)和風(fēng)暴潮等災(zāi)害天氣影響，而前人卻幾乎沒有對登陸或影響斗門的熱帶氣旋的研究。本研究利用1867—2013年的熱帶氣旋資料，對近47年來影響斗門的熱帶氣旋的頻數(shù)和強度氣候變化特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，并研究了其與太平洋海溫、西太平洋副熱帶高壓（簡稱西太副高）的關(guān)系，希望從中了解其活動規(guī)律和影響因素，為當(dāng)?shù)責(zé)釒庑罏?zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1　資料和方法

本研究使用的熱帶氣旋資料來源于中國臺風(fēng)網(wǎng)（http：/ / tcdata．typhoon．gov．cn/），選取的時間為1867—2013年。研究中所指影響斗門的熱帶氣旋是指引起本站平均風(fēng)力≥6級或24 h雨量≥40．0 mm的熱帶氣旋。海溫資料來源于Hadley中心1867—2013年的逐月海溫，分辨率為2．5°×2．5°。副熱帶高壓特征指數(shù)來源于國家氣候中心1867—2013年的74項環(huán)流指數(shù)資料。

本研究使用的方法包括M - K法、Yamamoto法、功率譜分析、相關(guān)分析以及合成分析。

2　影響斗門熱帶氣旋頻數(shù)的基本氣候特征

2．1年際、年代際變化特征及趨勢

1867—2013年間共有143個熱帶氣旋影響斗門，平均每年3個，其中最多的年份為1874年，有7個；有3個年份沒有熱帶氣旋影響，分別為1884、1888和2000年。圖1是歷年影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)的時間序列圖，從圖1中可知，影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)有明顯的年代際變化，20世紀(jì)80年代初之前為多熱帶氣旋時期，80年代初到2007年是少熱帶氣旋時期。由M - K法計算得到的UF隨時間的變化曲線（圖2）可以清楚看到在20世紀(jì)60年代末到80年代中，影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)呈現(xiàn)增加的趨勢，80年代中以后基本為減少的趨勢；曲線UF和UB在信度線（u0．05=±1．86）之內(nèi)有2個交點，對應(yīng)時間分別為1887和2007年左右。進(jìn)一步用Yamamoto法確定突變點（圖略），當(dāng)子序列長度取5年時，在1887和2007年信噪比通過了α= 0．05的顯著性檢驗，由此可以看出熱帶氣旋頻數(shù)在1887和2007年附近發(fā)生了突變。

圖1 1971—2013年影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)

圖2 熱帶氣旋頻數(shù)M -K統(tǒng)計量曲線

2．2季節(jié)變化特征

對影響斗門熱帶氣旋頻數(shù)的季節(jié)分布進(jìn)行統(tǒng)計分析（圖略），可見4—12月皆有熱帶氣旋影響斗門，其中7—8月最多，占總數(shù)的74%；6和10月次之，占總數(shù)的21%。其中嚴(yán)重影響斗門的熱帶氣旋也主要集中于7—8月，此處所指熱帶氣旋對斗門造成嚴(yán)重影響的標(biāo)準(zhǔn)為以下3個標(biāo)準(zhǔn)中任意一個：（1）引起本站平均風(fēng)力8級以上；（2）平均風(fēng)力6～7級同時日雨量80 mm以上；（3）日雨量150 mm以上。

2．3熱帶氣旋頻數(shù)的周期特征

對影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)進(jìn)行功率譜分析（圖3），可見其存在2～3年左右的顯著周期。

圖3 熱帶氣旋頻數(shù)的功率譜分析

3　影響斗門熱帶氣旋的強度特征

3．1強度分布特征

斗門受到不同強度的熱帶氣旋影響，按強度等級分為熱帶低壓（簡稱TD，中心附近最大風(fēng)速10．8～17．1 m·s-1）、熱帶風(fēng)暴（簡稱TS，中心附近最大風(fēng)速17．2～24．4 m·s-1）、強熱帶風(fēng)暴（簡稱STS，中心附近最大風(fēng)速24．5～32．6 m·s-1）和臺風(fēng)（簡稱TY，中心附近最大風(fēng)速≥32．7 m· s-1）4個等級。歷年影響斗門的熱帶氣旋中，有1個TD、11個TS、38個STS和83個TY，TY占總數(shù)的65%。其中最弱的是1868年的6802號熱帶氣旋，其中心附近最大風(fēng)速為12 m·s-1、中心最低氣壓為888 hPa；最強的是1867年6718號熱帶氣旋，其中心附近最大風(fēng)速達(dá)到80 m· s-1、中心最低氣壓為800 hPa。

3．2年際變化特征

從歷年影響斗門的熱帶氣旋的中心附近最大風(fēng)速和中心最低氣壓變化可知，二者皆存在較大的年際變化；2者長期變化趨勢呈減弱趨勢，但未通過顯著性檢驗，因此二者的長期變化趨勢整體不明顯。

3．3熱帶氣旋強度的周期特征

對影響斗門的熱帶氣旋的中心附近最大風(fēng)速和中心最低氣壓進(jìn)行功率譜分析（圖略），可見兩者皆存在2～4年左右的顯著周期。

4　熱帶氣旋的頻數(shù)、強度變化成因

4．1與太平洋海溫的關(guān)系

定義頻數(shù)異?！?個標(biāo)準(zhǔn)差為“多熱帶氣旋年”，≤-1個標(biāo)準(zhǔn)差為“少熱帶氣旋年”，由此可得1867—2013年間共有10個“多熱帶氣旋年”和8個“少熱帶氣旋年”。圖4a是多熱帶氣旋年和少熱帶氣旋年合成的太平洋海溫差值圖。從圖4a中可見，太平洋中北部15°N—45°N之間有正差異區(qū)，即該區(qū)域海溫異常偏暖年，影響斗門的熱帶氣旋偏多；除上述海域外，赤道中東太平洋有大片海域為明顯負(fù)差異區(qū)，中心差異值達(dá)到0．5℃以上，即該區(qū)域海溫異常偏冷年，影響斗門的熱帶氣旋偏多。熱帶氣旋的中心附近最大風(fēng)速與中心氣壓成反比，將二者分別標(biāo)準(zhǔn)化，然后將二者的標(biāo)準(zhǔn)化值相加后加權(quán)平均，得到一個衡量熱帶氣旋強度的綜合指數(shù)。指數(shù)≥1時表示熱帶氣旋強度異常強，指數(shù)≤-1時表示熱帶氣旋強度異常弱。按照此標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計，1867—2013年中有5個熱帶氣旋異常強年和7個熱帶氣旋異常弱年。圖4b是熱帶氣旋異常強年和異常弱年合成的太平洋海溫差值圖，從圖4b中可見，中北部（25°—50°N，140°—160°E）有一個較明顯的正差異區(qū)，中心差異值為0．2℃左右，10°N附近有一相對弱的正差異區(qū)，即上述2個海區(qū)海溫異常偏暖年，影響斗門的熱帶氣旋強度偏強；除上述2個區(qū)域外，其余區(qū)域基本是負(fù)差異區(qū)，即其在熱帶氣旋異常強年冷于熱帶氣旋異常弱年。

圖4 多熱帶氣旋年和少熱帶氣旋年合成的太平洋海溫差值圖（a）、熱帶氣旋異常強年和異常弱年合成的太平洋海溫差值圖（b）（單位：℃）

4．2與西太平洋副熱帶高壓的關(guān)系

將1867—2013年夏季（6—8月）西太副高各項特征量與影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)和強度綜合指數(shù)做相關(guān)分析（表1）。結(jié)果表明，熱帶氣旋的頻數(shù)與副高面積指數(shù)和西伸脊點相關(guān)系數(shù)皆在0．3以上，而與副高脊線位置和588 dagpm線北界位置相關(guān)性則很弱，即當(dāng)西太副高面積偏大、西伸脊點位置偏東時，影響斗門的熱帶氣旋偏多。熱帶氣旋強度則主要與西太副高的脊線位置和588 dagpm線北界位置相關(guān)，當(dāng)西太副高位置偏北時，影響斗門的熱帶氣旋偏強。

表1 熱帶氣旋頻數(shù)與西太副高強度指數(shù)相關(guān)系數(shù)

5　結(jié)論

1）影響斗門的熱帶氣旋的頻數(shù)有明顯的年代際變化，20世紀(jì)80年代初之前為多熱帶氣旋時期，80年代初到2007年間是少熱帶氣旋時期。在20世紀(jì)60年代末到80年代中期，影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)具有增多的趨勢，80年代中以后基本則是減少的趨勢。

2）4—12月皆有熱帶氣旋影響斗門，其中7—8月最多，影響也最為嚴(yán)重。

3）影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)存在2～3年左右的顯著周期；強度存在2～4年左右的顯著周期，但長期變化趨勢不明顯。

4）影響斗門的熱帶氣旋頻數(shù)及強度的氣候變化特征與太平洋海溫關(guān)系密切，太平洋中北部海溫異常偏暖年，影響斗門的熱帶氣旋偏多；而赤道中東太平洋海域海溫異常偏冷年，影響斗門的熱帶氣旋也偏多。中北部（25°—50°N，140°—160°E）附近區(qū)域海溫異常偏暖年，影響斗門的熱帶氣旋強度偏強。

5）西太副高對熱帶氣旋的頻數(shù)及強度也有影響，當(dāng)副高面積偏大、西伸脊點位置偏東時，影響斗門的熱帶氣旋偏多；當(dāng)副高位置偏北時，影響斗門的熱帶氣旋偏強。

參考文獻(xiàn)：

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Climatological Characteristics of the Tropical Cyclones Affecting Doumen，Zhuhai

CHEN Shi-lin
（Meteorological Bureau of Doumen District，Zhuhai City，Zhuhai 518100）

Abstract：With the data of frequency and intensity of tropical cyclones（TCs）affecting Doumen District，sea surface temperature（SST）and indices of the western Pacific subtropical high（WPSH）from 1867 to 2013 and analysis means of Mann - Kendall test，Yamamoto method，power spectrum and correlation，we studied the climatological characteristics of the TCs affecting Doumen and their relationship with the Pacific SST and the WPSH．The result is shown as follows．（1）There are significant interdecadal variations of the frequency of these TCs；it tended to be more prior to the 1880s than the time from early 1880s to 2007．It mainly increased prior to the mid -1880s but generally decreased after it．（2）TCs can affect Doumen from April to December，with July，August and September being the months having the largest frequency and most serious effect．（3）The frequency of these TCs oscillates at a significant period of 2 to 3 years．（4）The intensity of these TCs varies at a significant period of 2 to 4 years but the long - term variation trend is not significant．（5）Both the frequency and intensity of these TCs are closely related with the SST and the WPSH；the SST affects the frequency and intensity by different marine zones，the area and westernmost point of the WPSH play some role in the frequency，and the ridge position and the location of its 588 dagpm contour are related with the intensity，of these TCs．

Key words：tropical cyclone；sea surface temperature；western Pacific subtropical high；Doumen

中圖分類號：P46

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．007

收稿日期：2015 -08 -15

作者簡介：陳詩琳（1880年生），女，研究生，主要從事短期及短時天氣分析與預(yù)報工作。E - mail：2112887866＠qq．com