不同路徑臺風影響下莆田內(nèi)陸大風的特征分析

黃書捷 林 楠 盧冰冰

(1.福建省莆田市涵江區(qū)氣象局，福建 莆田 351100；2.福建省莆田市秀嶼區(qū)氣象局，福建 莆田 351100)

熱帶氣旋是發(fā)生在熱帶洋面上的、急速地作逆時針旋轉(zhuǎn)的、暖中心結(jié)構(gòu)的、強烈的氣旋性渦旋，常伴有狂風、暴雨、巨浪和暴潮，而且活動范圍很大，常常從低緯度地區(qū)向中緯度地區(qū)移動，有著強大的破壞力，對人類生活產(chǎn)生巨大的影響。

在臺風所帶來的所有災害之中，尤以風災為甚[1]，諸如船只的翻沉、房倒屋塌等建筑物的毀壞，臺風浪、臺風潮等災害均直接取決于臺風的大風。掌握臺風所引起的大風特征，對于臺風的防御有十分重要的意義，許多學者[2-5]對全國的臺風氣候大風特征進行了分析，得出了很有意義的結(jié)論。高珊等[6]分析了閩東沿海不同地域極大風分布特征，指出登陸臺灣再次登陸福建及過臺灣島北部海面襲擊福建的臺風，影響時間長，大風強度和范圍等最大；劉靜等[7]分析了近30年影響福州的熱帶氣旋，得出登陸點為正面登陸福建的臺風影響最大。在閩南到粵東一帶沿海登陸的臺風,影響主要由臺風登陸后的移動路徑?jīng)Q定。臺風中心強度強，中心距離福州近，等高線密集，容易給福州帶來強降水；陳勝晶等[8]通過分析1950-2009年福建登陸臺風得出穿過臺灣島登陸福建臺風致閩東發(fā)生大暴雨頻率最高且量級大。臺風強度與暴雨中心雨量關(guān)系總體呈登陸時風速越大,最大暴雨中心降雨量越大的趨勢,但兩者關(guān)系不密切。以上臺風大風的研究主要關(guān)注沿海地區(qū)，對沿海偏內(nèi)陸小范圍的臺風大風的研究較少涉及，缺乏區(qū)域自動站數(shù)據(jù)是其中的原因之一。2008年起，福建省大部分地區(qū)區(qū)域自動站布設密度至鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級，此后10年內(nèi)陸地區(qū)的臺風大風觀測事實表明，內(nèi)陸大風的量級及災害并不遜色于沿海，比如2015年13號臺風“蘇迪羅”全省極大風速出現(xiàn)在偏內(nèi)陸的涵江城區(qū)(53m/s)，涵江區(qū)萩蘆鎮(zhèn)、大洋鄉(xiāng)等山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)極大風速也達到了11級以上，造成嚴重災害。高密度的區(qū)域自動站資料為內(nèi)陸大風的研究提供數(shù)據(jù)支撐，為此，本文擬通過分析2008-2016年影響莆田的臺風過程內(nèi)陸大風的時空特征，提供內(nèi)陸臺風大風的預報依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料選取

參照《福建省天氣預報技術(shù)手冊》提出的定義，熱帶氣旋造成的大風指瞬時風速≥17.2m/s或風力≥8級的風[9]，本文按以下標準定義莆田臺風大風：福建臺風過程中，莆田市鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動觀測站出現(xiàn)極大風≥17.2 m/s(8級以上)為影響莆田的臺風大風，本文主要統(tǒng)計分析臺風影響期間莆田偏內(nèi)陸自動氣象站出現(xiàn)的8級以上極大風的分布特征。

內(nèi)陸站點選取(站點分布見圖1)：

涵江區(qū)：赤港農(nóng)場(江口鎮(zhèn))、萩蘆鎮(zhèn)、莊邊鎮(zhèn)、白云村(新縣鎮(zhèn))、大洋鄉(xiāng)、白塘鎮(zhèn)、白沙鎮(zhèn)、新縣鎮(zhèn)。

城廂區(qū)：常太鎮(zhèn)、華亭鎮(zhèn)、靈川鎮(zhèn)、林橋村(鳳凰山街道)。

荔城區(qū)：體育公園(西天尾鎮(zhèn))、東埔余村(新度鎮(zhèn))、后黃村(西天尾鎮(zhèn))。

圖1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象自動站點分布圖

資料數(shù)據(jù)來源：(1)福建省年度氣候公報；(2)莆田市2008-2016年自動氣象站極大風資料。以上資料(數(shù)據(jù))年限為2008-2016年。

1.2 研究方法

本文根據(jù)莆田市的實際情況，利用2008-2016年福建省氣候影響評價及自動氣象站極大風觀測數(shù)據(jù)，普查 2008-2016 年間莆田臺風影響期間莆田市內(nèi)陸出現(xiàn)8級以上極大風的個案，根據(jù)臺風登陸位置進行分類，總結(jié)分析每類路徑臺風大風分布特征。

2 影響臺風月際特征

從月際分布看，影響莆田的臺風全部出現(xiàn)在6～10月，其他月份均無臺風影響莆田，以9月(12次)為最多，平均每年1.3次；其次為7月份(11次)和8月份(10次)，平均每年1.2次和1.1次；影響最少月份為6月(6次)。其中7～9月是臺風影響的高發(fā)期，3個月占影響臺風總數(shù)的71.8%，如圖2所示。

圖2 影響莆田市臺風月際變化

3 影響臺風源地

TC的移動路徑對源地具有敏感性[10]。將臺風源地分為4各區(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(guān)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)。

造成內(nèi)陸8級以上大風臺風源地分布如圖3所示，Ⅰ區(qū)源地生成臺風最多，達19個，占影響臺風總數(shù)接近一半，Ⅱ區(qū)源地生成臺風一共9個，占總數(shù)的23.1%，Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)源地生成的影響臺風較少，僅占影響臺風總數(shù)的7.7%和5.1%。進一步對造成莆田內(nèi)陸地區(qū)12級以上臺風大風的9個影響臺風統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，主要生成源地集中在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，各占4個，Ⅳ區(qū)1個。尤其值得關(guān)注的是，在Ⅱ區(qū)源地生成的臺風中，造成12級內(nèi)陸大風的臺風占該區(qū)影響臺風總數(shù)的44.4%，因此針對該區(qū)域生成的臺風應該引起高度重視，密切關(guān)注其路徑走向，當預報其將影響莆田區(qū)域時，要及時做好臺風大風預警及災害防范工作。

圖3 影響臺風生成源地分布概率圖

4 不同路徑臺風影響下內(nèi)陸大風的分布特征

臺風大風對莆田的影響程度與其登陸地點、路徑密切相關(guān)，同時與臺風的強度有關(guān)。在2008-2016年期間引起莆田內(nèi)陸大風的臺風有39個，參考《福建氣候》中對福建省影響臺風路徑的劃分[11]，結(jié)合日常業(yè)務預報中的經(jīng)驗，通常影響臺風距離越近，影響越嚴重，按照登陸點位置，將造成莆田內(nèi)陸大風的影響臺風分為6個區(qū)域(見圖4),其中，a類為廈門到福州沿海(含福州、廈門)，b類為珠江口以東到廈門沿海(含珠江口)，c類為福州到福鼎沿海(含福鼎)，d類為近海轉(zhuǎn)向臺風，e類為珠江口以西，f類為福鼎以北浙江沿海。

圖4 莆田內(nèi)陸大風的影響臺風區(qū)域劃分

根據(jù)分類所屬，影響臺風導致莆田內(nèi)陸自動站出現(xiàn)極大風≥8級的有39個，其中a類13個、b類8個、c類2個、d類10個、e類3個、f類3個。

為了分析臺風大風對莆田內(nèi)陸地區(qū)的影響程度，將臺風造成的內(nèi)陸大風分為三個等級，其中，一般影響(H1)為“出現(xiàn)8～9級大風”；較重影響(H2)為“出現(xiàn)10～11級大風”；嚴重影響(H3)為“出現(xiàn)12級或12級以上大風”。

根據(jù)以上分類，對2008-2016年對莆田內(nèi)陸地區(qū)造成大風影響的39次臺風統(tǒng)計，得出不同路徑臺風影響下對莆田內(nèi)陸造成風力強度概況表(表1)。從表1可以看出，在所屬的6中不同路徑下，a類路徑臺風對莆田內(nèi)陸造成的大風影響最嚴重，13個影響臺風中100%會出現(xiàn)10級以上大風，其中出現(xiàn)12級以上大風頻率為46.2%；b類路徑臺風中，出現(xiàn)10級以上大風和12級以上大風頻率為62.5%和25%；c類路徑臺風一共只有2個，占所有影響臺風總數(shù)比例較小，但影響程度重，出現(xiàn)10級以上大風和12級以上大風頻率為100%和50%；d類路徑臺風一共有10個，出現(xiàn)10級以上大風頻率為50%；e類路徑臺風一共有3個，出現(xiàn)10級以上大風頻率為66.7%；f類路徑臺風一共有3個，出現(xiàn)10級以上大風頻率為33.3%。因此，a類路徑臺風對莆田內(nèi)陸造成的大風影響最嚴重，其次為b類、c類，其他路徑臺風影響相對較輕。

表1 不同路徑影響臺風對莆田內(nèi)陸大風風力強度概況

4.1 a類

a類臺風是在廈門到福州沿海(含福州、廈門)登陸的臺風，登陸位置處于莆田附近，臺風影響程度極大，從表2可以看出13個影響臺風，內(nèi)陸都出現(xiàn)了10級以上大風，有6個影響臺風造成了12級以上的大風，其中201513號臺風“蘇迪羅”造成偏內(nèi)陸城區(qū)涵江區(qū)國土分局站出現(xiàn)53m/s的極大風，為過程中全省最大。從臺風強度和位置上看，a類臺風，大多數(shù)都穿過臺灣島再登陸福建中部。當內(nèi)陸出現(xiàn)10級大風且對應影響臺風為臺風強度以上時，影響臺風距離莆田的平均距離約為400km，此類影響臺風中，若內(nèi)陸出現(xiàn)12級以上大風時，10級大風維持時間長，比未出現(xiàn)12級大風時平均多7.2小時。從移動路徑上看，登臺入閩的臺風，內(nèi)陸大風起風時間較早，北部和南部沿海未經(jīng)過臺灣海峽直接登陸福建省的臺風起風時間相比與登臺入閩的臺風起風時間相對更遲，對應的臺風中心距離莆田距離也明顯更近，可能是經(jīng)過臺灣島的臺風，在臺灣海峽狹管效應影響更顯著，風力普遍更強，副高呈帶狀，臺灣中央山脈作用，導致迎風側(cè)增壓，背風側(cè)減壓，變壓風增強大風。

表2 a類路徑臺風影響下各物理量參數(shù)對照表

4.2 b類

b類是在珠江口以東到廈門沿海(含珠江口)登陸的臺風，此類臺風距離莆田位置較為偏南，一共有8個影響臺風，有5個臺風引起10級以上極大風，如表3所示。此類臺風在引起內(nèi)陸10級大風時臺風中心距離莆田較遠，值得預報員關(guān)注，例如201013號臺風“鲇魚”引起莆田內(nèi)陸出現(xiàn)10級大風時，臺風強度為罕見的18級超強臺風，臺風中心距離莆田1040km。與a類臺風相比，10級大風起風時，影響臺風強度皆為強臺風以上，大風的持續(xù)時間更久，當引起內(nèi)陸12級以上極大風，從臺風中心距離莆田相比較a類臺風，距離更遠，不容忽視。

表3 b類路徑臺風影響下各物理量參數(shù)對照表

4.3 c類

c類臺風是在福州到福鼎沿海(含福鼎)登陸的臺風，這類臺風登陸點距離莆田較近，登陸點屬于此類的影響臺風數(shù)量較少，只有2個，但影響程度較重，其中“莫拉克”臺風造成內(nèi)陸出現(xiàn)10級極大風時間長達44小時，且局部地區(qū)出現(xiàn)了12級以上的極大風，對應的臺風強度為臺風級。出現(xiàn)12級大風時臺風中心距離莆田大約200km。

4.4 d類

d類屬于近海轉(zhuǎn)向等其他路徑臺風，此類影響臺風一共有10個，其中9個為近海轉(zhuǎn)向臺風，1個橫穿臺灣海峽，d類臺風對莆田大風影響較小，出現(xiàn)10級大風的頻率只有50%，且出現(xiàn)10級以上的大風時，持續(xù)時間短，影響臺風級別皆達到強臺風以上。未出現(xiàn)12級以上大風影響。

4.5 e類

e類是在珠江口以西登陸的臺風，此類臺風距離莆田位置較遠，對莆田影響較小，9年間一共只有3個臺風影響，其中兩個臺風出現(xiàn)了10級以上大風，過程持續(xù)時間較短，影響范圍小，未出現(xiàn)12級以上大風過程。

4.6 f類

f類臺風是在福鼎以北登陸的臺風，這類臺風登陸點距離莆田較遠，9年間一共有3個臺風影響，其中兩次為短時8級陣風，一次8級陣風維持時間36小時，只有一個臺風引起內(nèi)陸出現(xiàn)10級以上的極大風，影響范圍為局部地區(qū),未出現(xiàn)12級以上大風過程。

5 結(jié)論

通過對莆田內(nèi)陸造成大風的影響臺風統(tǒng)計、分析，可以得出如下結(jié)論。

(1)影響莆田的臺風，月際變化呈單峰形式，主要集中在7～9月，9月份最多，6月份最少；Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)為影響臺風的主要生成源地，Ⅱ區(qū)生成的臺風需要密切關(guān)注。

(2)從引起10級以上大風維持時間上看，b類臺風影響時間最長、a類和c類次之，d類、e類、f類維持時間最短，在 6 類路徑中d 類、f類路徑臺風影響情況主要取決于距莆田的距離、轉(zhuǎn)向點位置、以及臺風本身的強度、需要注意其在近海時的強度和路徑的變化。

(3)當出現(xiàn)10級大風時，對應時刻的臺風強度，c類、d類、e類臺風強度均在臺風級以上，a類、b類臺風強度為熱帶風暴時也能引起內(nèi)陸10級大風，從造成10級以上大風的影響程度上看，a類路徑臺風對莆田內(nèi)陸造成的大風影響最嚴重，其次為b類、c類，其他路徑臺風影響相對較輕。

(4)臺風大風是決策氣象服務以及臺風災害的防御重點，在本文的研究中只是對給莆田內(nèi)陸站點造成大風影響的臺風作初步統(tǒng)計、分類，對每類路徑臺風影響時的大風分布進行了分析和歸納，對影響較大的典型個例進行了舉例說明。臺風大風的影響因素較多，地面氣壓場的形勢配置、冷空氣活動的影響以及周圍環(huán)境場與臺風本身強度等的關(guān)系密切相關(guān)，需要深入研究。