2008—2019 年影響南寧市臺風(fēng)災(zāi)害特征分析

廖夢祺，李廣桃

（1.南寧市氣象局，南寧 530028；2.南寧師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，南寧 530029）

引言

臺風(fēng)是影響廣西的一種常見的自然災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計，平均每年有5—6 個臺風(fēng)登陸或影響廣西。南寧市地處我國華南沿海、大西南和東南亞三大經(jīng)濟圈的交匯中心，是中國－東盟自由貿(mào)易區(qū)的中心樞紐。三面環(huán)山的地形特征使南寧市轄區(qū)及縣域年均受2—3 個臺風(fēng)影響［1］。所以，統(tǒng)計、分析影響南寧市臺風(fēng)的風(fēng)雨特征及災(zāi)情的分布特征，研究致災(zāi)因子與災(zāi)情因子的相關(guān)關(guān)系，進行影響南寧市轄區(qū)及縣域臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險分析，對南寧市經(jīng)濟建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

登陸的臺風(fēng)在給內(nèi)陸城市帶來充沛的降水以緩解干旱和降溫的同時，也會造成一定程度的狂風(fēng)暴雨、洪澇，導(dǎo)致房屋倒塌、交通中斷。由臺風(fēng)造成的災(zāi)害損失一般與氣象因素（致災(zāi)因子）、承災(zāi)體的脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力等有關(guān)。趙珊珊等［2］通過對登陸我國臺風(fēng)災(zāi)害特征的研究發(fā)現(xiàn)，由臺風(fēng)造成的損失總量與災(zāi)害發(fā)生頻次的空間分布較為一致。婁偉平等［3］通過對0513 號臺風(fēng)“泰利”的災(zāi)情分析得出，我國臺風(fēng)登陸的集中時段在每年7—9 月，具有突發(fā)性、區(qū)域性、范圍廣和破壞力強等特征。萬金紅等［4］對海南省歷年臺風(fēng)資料研究后發(fā)現(xiàn)，在臺風(fēng)災(zāi)害與次生災(zāi)害疊加的情況下，會造成強度較大的損失。唐曉春等［5］通過對廣東沿海50a 登陸臺風(fēng)災(zāi)害特征的分析，總結(jié)出了臺風(fēng)災(zāi)害具有成災(zāi)快，強度大的特點。周惠文等［6］通過對廣西臺風(fēng)大風(fēng)40a 的實測資料研究發(fā)現(xiàn)，廣西臺風(fēng)災(zāi)害性大風(fēng)的氣候分布特征與本地地理地形條件有關(guān)。盧耀健等［7］以概率分布確定廣西極端臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險閾值，利用趨勢檢驗、R／S 等方法研究極端臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險演變趨勢。結(jié)果發(fā)現(xiàn)1961—2018 年影響廣西臺風(fēng)的頻數(shù)具有明顯下降的趨勢，但強致災(zāi)臺風(fēng)頻數(shù)在近年來呈比較典型的上升趨勢。此外，在致災(zāi)因子與災(zāi)情的相關(guān)特征分析方面，也有研究表明，臺風(fēng)災(zāi)害給不同地區(qū)帶來的直接經(jīng)濟損失與當?shù)厝丝诿芏?、?jīng)濟水平等社會發(fā)展因素息息相關(guān)［8－11］。

近年來，諸多學(xué)者對影響我國沿海省份及城市的臺風(fēng)災(zāi)害進行研究，其研究大多涉及臺風(fēng)移動路徑、影響過程及致災(zāi)因子形成因素等機理研究［12－15］，對影響內(nèi)陸城市尤其是縣域的臺風(fēng)災(zāi)害特征研究較少。因此，選取2008—2019 年影響南寧市8 個氣象觀測站數(shù)據(jù)，結(jié)合南寧市轄區(qū)及縣域災(zāi)情資料進行統(tǒng)計和相關(guān)分析，并進一步研究影響南寧市臺風(fēng)災(zāi)害的空間分布特征，為制定南寧市防臺減災(zāi)政策提供依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

選取的氣象數(shù)據(jù)來源于廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心，包括2008—2019 年南寧市8 個氣象觀測站的日最大風(fēng)速和日降水量。各縣域（縣、區(qū)、市）的災(zāi)情資料由各縣、區(qū)、市氣象局上報，經(jīng)過廣西壯族自治區(qū)氣候中心匯總而成。南寧市8 個縣域共有153條災(zāi)情資料，每條災(zāi)情資料包括臺風(fēng)編號、受災(zāi)地區(qū)、時間、受災(zāi)人口、倒損房屋、農(nóng)作物受災(zāi)面積和直接經(jīng)濟損失。2008—2019 年的社會數(shù)據(jù)資料取自于南寧年鑒（2009—2020）。其中，我們將影響南寧市各縣域臺風(fēng)過程造成的直接經(jīng)濟損失，除以當年該縣域的GDP，得到該縣域因臺風(fēng)影響造成的直接經(jīng)濟災(zāi)損率（以下簡稱“災(zāi)損率”）。

由于2008 年之前影響南寧市臺風(fēng)的災(zāi)情數(shù)據(jù)不全，部分氣象站點的氣象要素存在數(shù)據(jù)缺失，且日最大風(fēng)速的數(shù)據(jù)缺失最多，為保證數(shù)據(jù)序列的連續(xù)性和完整性，選取2008—2019 年影響南寧市轄區(qū)及縣域臺風(fēng)的風(fēng)雨和災(zāi)情作為研究對象，對影響南寧市轄區(qū)及縣域臺風(fēng)的風(fēng)雨和災(zāi)情特征做統(tǒng)計分析和相關(guān)分析?？紤]到1907 號臺風(fēng)“韋帕”影響邕寧區(qū)的災(zāi)情數(shù)據(jù)有部分缺失，且該臺風(fēng)造成的影響程度較輕，在分析縣域臺風(fēng)災(zāi)害特征時不予考慮，最終使用南寧市8 個縣域共152 條災(zāi)情資料進行臺風(fēng)災(zāi)害特征分析。另外，由于邕寧區(qū)與武鳴區(qū)均設(shè)有氣象站，近年才先后并入南寧市市轄區(qū)，為方便表述和分析，將邕寧區(qū)、武鳴區(qū)與市轄區(qū)分開進行分析。

在臺風(fēng)進入廣西影響區(qū)期間，如果南寧市某區(qū)域出現(xiàn)災(zāi)情，則定義該臺風(fēng)為影響該區(qū)域的臺風(fēng)。例如1104 號臺風(fēng)“海馬”，進入廣西影響區(qū)的時間為2011 年6 月22 日14 時 至2011 年6 月25 日08時，賓陽縣、上林縣出現(xiàn)災(zāi)情，因此“海馬”為影響賓陽縣、上林縣的臺風(fēng)。

2 影響南寧市的臺風(fēng)風(fēng)雨分布特征

從影響南寧市臺風(fēng)的大風(fēng)日數(shù)、過程降水極值、過程降水量等方面，對2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)風(fēng)雨空間分布特征進行統(tǒng)計分析。

2.1 影響南寧市臺風(fēng)的大風(fēng)特征

將大風(fēng)日數(shù)定義為出現(xiàn)日最大風(fēng)速≥10.8m·s-1的天氣日數(shù)［16］。根據(jù)災(zāi)情資料統(tǒng)計，在2008—2019年影響南寧市的臺風(fēng)中，有13.8%的臺風(fēng)日平均最大風(fēng)速在10.8m·s-1～17.1m·s-1之間，其中，0814 號強臺風(fēng)“黑格比”在橫州市的日平均最大風(fēng)速最大，達16.7m·s-1。

將南寧市各地因臺風(fēng)造成的大風(fēng)日數(shù)頻次進行比較，2008—2019 年，南寧市因臺風(fēng)影響帶來的大風(fēng)日數(shù)共21d，其中，南寧東南部的橫州市頻次最高，累計出現(xiàn)10d，在全市的占比為48%；其次是在南部的邕寧區(qū)，累計出現(xiàn)5d，在全市的占比為24%；然后為西部的隆安縣及南部的市轄區(qū)，累計出現(xiàn)3d，二者在全市的占比均為14%，北部、中北部及中東部地區(qū)的4 個縣域的大風(fēng)日數(shù)為0（表1）。由此可見，在南寧市受臺風(fēng)過程影響帶來的大風(fēng)日數(shù)中，各縣域的差距較為明顯，在空間分布上具有南多北少、自西向東增加的特點。

表1 2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)造成的大風(fēng)日數(shù)頻次

在影響南寧市的臺風(fēng)過程中，年平均大風(fēng)日數(shù)總值均不足1d，橫州市年平均大風(fēng)日數(shù)最大，約為0.83d，其它縣區(qū)年平均大風(fēng)日數(shù)均為0.5d 以下，相較而言橫州市在臺風(fēng)過程中更易受大風(fēng)影響而產(chǎn)生大風(fēng)次生災(zāi)害。

2.2 影響南寧市臺風(fēng)的降水特征

2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)共33 個，南寧市轄區(qū)及各縣域受臺風(fēng)影響產(chǎn)生的臺風(fēng)降水過程累計152 次（含同一個臺風(fēng)、不同縣域臺風(fēng)降水過程的累計頻次），各縣域的年均降水過程累計12.7 次。南寧市轄區(qū)、邕寧區(qū)的臺風(fēng)降水過程總頻次最多，達23 次，平均每年出現(xiàn)臺風(fēng)降水過程1.9 次；隆安縣、上林縣的臺風(fēng)降水過程總頻次最少，均為15 次，平均年臺風(fēng)降水過程次數(shù)為1.3 次（圖1a）。南寧市因臺風(fēng)造成的降水過程具有南北部較多、中部較少的分布特征（圖1b）。

圖1 2008—2019 年影響南寧市臺風(fēng)的降水頻次分布圖

2008—2019 年間，南寧市各地因臺風(fēng)導(dǎo)致的年平均降水總量為1104.12mm。年平均降水量與年平均過程降水極值最大的是橫州市，分別為186.35mm 和151.67mm；隆安縣年平均降水量最小，為101.28mm；武鳴區(qū)年平均過程降水極值最小，為78.76mm，其余縣域的年平均降水量與年平均過程降水極值具有同增同減的特征，在空間上呈現(xiàn)南多北少的分布態(tài)勢（圖2）。

圖2 2008—2019 年影響南寧市臺風(fēng)的年平均降水量（a）和年平均過程降水極值（b）空間分布圖

從整體上看，在影響南寧市的臺風(fēng)過程中，各縣域的年平均降水量與年平均過程降水極值的變化不僅具有成正比的關(guān)系，而且各縣域的年平均過程降水極值明顯都達到年平均降水量的75%以上。

3 影響南寧市臺風(fēng)的災(zāi)情特征分析

3.1 直接經(jīng)濟災(zāi)損率的分布特征

據(jù)統(tǒng)計，2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)中，平均每年約有2 個臺風(fēng)會造成不同程度的災(zāi)情。南寧市轄區(qū)及縣域累計發(fā)生臺風(fēng)災(zāi)害152 次（含同一個臺風(fēng)、不同縣域受災(zāi)情況的累計頻次）。

為了更直觀的刻畫臺風(fēng)過程造成的損失嚴重程度，將2008—2019 年影響南寧市33 個臺風(fēng)的災(zāi)損率作為變量，采用k－均值的聚類，將災(zāi)損率分為5類，得到影響南寧市臺風(fēng)的災(zāi)損率樣本分布及災(zāi)害等級劃分（表2 和圖3）。

表2 2008—2019 年影響南寧市臺風(fēng)的災(zāi)損率樣本分布及災(zāi)害等級劃分

圖3 2008—2019 年影響南寧市轄區(qū)及縣域臺風(fēng)的受災(zāi)頻次（a）和災(zāi)損率（b）分布

從受災(zāi)頻次分布圖（圖3a）可以看到，位于南部的市轄區(qū)、邕寧區(qū)及北部的馬山縣受災(zāi)頻次較多（均達到23 次，而橫州為21 次），市轄區(qū)、邕寧區(qū)、橫州市主要受到臺風(fēng)大風(fēng)和降水的雙重影響，馬山縣主要受到臺風(fēng)降水的影響。這些縣域的歷次受災(zāi)的累計損失分別為8950659.92 萬元、2588693.05 萬元、5924645.92 萬元和167003 萬元。

而西部的隆安縣、東北部的上林縣總受災(zāi)頻次相對較少（均為15 次）（圖3a）。從2008—2019 年間的年均受災(zāi)頻次來看，各區(qū)域較為均衡，無太大差異。

從表2 可以看到，災(zāi)損率不超過0.01%的樣本占研究樣本的比率最多（38.82%），災(zāi)損率超過1%的樣本占研究樣本比率相對較少（1.97%）說明大部分臺風(fēng)過程對南寧市各縣域造成的災(zāi)損率不超過1%。也就是說，2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)中，有災(zāi)情記錄的152 個樣本里達到重災(zāi)級別的縣域有3 個，中災(zāi)以上的縣域有44 個，大部分縣域為輕災(zāi)。

2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)災(zāi)損率最大的是南部的邕寧區(qū)，達到1%以上；北部的馬山縣災(zāi)損率較小，不足0.1%；而西部的隆安縣、中東部的賓陽縣及東南部的橫州市災(zāi)損率處于中等（圖3b）。各縣域因地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展進程不同，受災(zāi)頻次與災(zāi)損率等級也有明顯區(qū)別。市轄區(qū)地處城市中心，社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，在受臺風(fēng)影響的過程中，直接經(jīng)濟損失高于其他縣域，所以市轄區(qū)的受災(zāi)頻次與災(zāi)損率均處于中高等級。而北部的馬山縣地處城市邊緣，社會經(jīng)濟發(fā)展進程低于其他地區(qū)，在受臺風(fēng)影響的過程中，直接經(jīng)濟損失相對較低，因此馬山縣的受災(zāi)頻次雖處于中高等級，但災(zāi)損率為小災(zāi)等級。

綜上所述，南寧市各區(qū)域的臺風(fēng)災(zāi)害損失與臺風(fēng)發(fā)生頻次的地區(qū)分布并不完全一致，表明影響南寧市的臺風(fēng)導(dǎo)致各縣域的災(zāi)害，不僅與該縣域受災(zāi)頻次有關(guān)，還有可能與致災(zāi)因子的強度、承災(zāi)體的脆弱性、承災(zāi)體的經(jīng)濟水平等多方面因素有關(guān)。

3.2 影響南寧市臺風(fēng)的致災(zāi)因子與災(zāi)損率的關(guān)系

為研究影響南寧市臺風(fēng)災(zāi)害的致災(zāi)因子與災(zāi)損率之間的關(guān)系，利用2008－2019 年影響南寧市臺風(fēng)的過程降水量和降水極值、大風(fēng)日數(shù)與災(zāi)損率進行相關(guān)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，過程降水極值與災(zāi)損率存在相關(guān)關(guān)系，但未通過顯著性檢驗；過程降水量與災(zāi)損率存在弱相關(guān)關(guān)系，通過了置信度為0.05 的顯著性檢驗；大風(fēng)日數(shù)與災(zāi)損率存在一定的相關(guān)關(guān)系（0.485），通過置信度為0.01 顯著性檢驗。

為進一步了解極端臺風(fēng)災(zāi)害的致災(zāi)因子與災(zāi)損率的關(guān)系，選取了0814 號強臺風(fēng)“黑格比”、1409 號超強臺風(fēng)“威馬遜”為個例進行分析。0814 號超強臺風(fēng)“黑格比”于2008 年9 月24 日6 時45 分在廣東省沿海登陸。24—25 日，南寧市各縣域受此臺風(fēng)影響均出現(xiàn)不同程度的降水、大風(fēng)天氣。此次臺風(fēng)的主要受災(zāi)地為南寧市南部地區(qū)，大風(fēng)日數(shù)與災(zāi)損率存在強相關(guān)關(guān)系（0.92），且通過了置信度為0.01 的顯著性檢驗。從實際經(jīng)濟損失來看，0814 號臺風(fēng)給南寧市轄區(qū)及縣域累計造成36469.15 萬元的直接經(jīng)濟損失，其中給南部的邕寧區(qū)造成的直接經(jīng)濟損失達11196.65 萬元，位于所有縣域之首；其次為南寧市轄區(qū)及東南部的橫州市，直接經(jīng)濟損失分別為8040 萬元和7415 萬元。

1409 號超強臺風(fēng)“威馬遜”于2014 年7 月18日先后在海南、廣東登陸，18 日02 時開始對南寧市造成影響，于19 日07 時10 分在廣西防城港市沿海再次登陸，其帶來的風(fēng)雨對各縣域造成了不同程度的災(zāi)害。從災(zāi)損率來看，西部的隆安縣受臺風(fēng)災(zāi)害影響損失最高，災(zāi)損率等級達到重災(zāi)級；其次是南部的邕寧區(qū)，災(zāi)損率等級為大災(zāi)級。通過致災(zāi)因子與直接經(jīng)濟損失的相關(guān)性分析，大風(fēng)日數(shù)與直接經(jīng)濟損失存在較強的相關(guān)關(guān)系（0.841），且通過了置信度為0.01 的顯著性檢驗。結(jié)合實際災(zāi)情來看，1409 號臺風(fēng)對南寧市轄區(qū)造成的損失最高，達到25133.2 萬元，其次是西部的隆安縣，直接經(jīng)濟損失為8858.6萬元，其他地區(qū)的直接經(jīng)濟損失在4500 萬元以下。由此可見，1409 號超強臺風(fēng)“威馬遜”對南寧市轄區(qū)及縣域造成了嚴重影響，對社會經(jīng)濟造成的損失較0814 號強臺風(fēng)來說更為嚴重。

4 結(jié)論

利用2008—2019 年影響南寧市轄區(qū)及縣域臺風(fēng)的風(fēng)雨和災(zāi)情資料，分析研究了南寧市臺風(fēng)災(zāi)害分布特征，得到以下結(jié)論：

（1）從臺風(fēng)風(fēng)雨分布來看，2008—2019 年影響南寧市的臺風(fēng)，給南寧市東南部的橫州市帶來的降水量和風(fēng)速較大，說明南寧東南部受臺風(fēng)的影響最大。南寧市臺風(fēng)風(fēng)雨分布具有地域性特征。

（2）從災(zāi)情分布來看，影響南寧市臺風(fēng)災(zāi)害造成的損失主要體現(xiàn)在災(zāi)損率方面，南部的邕寧區(qū)最嚴重，南寧市東南部的橫州市在受災(zāi)頻次方面累計次數(shù)最高。大風(fēng)日數(shù)與災(zāi)損率存在較強的相關(guān)關(guān)系，臺風(fēng)過程給南寧市帶來的災(zāi)情主要受大風(fēng)因素影響，并具有明顯地域分布特征。

（3）臺風(fēng)個例分析表明，0814 號超強臺風(fēng)“黑格比”和1409 號超強臺風(fēng)“威馬遜”造成的暴雨大風(fēng)災(zāi)害對南寧市南部的市轄區(qū)造成了嚴重的經(jīng)濟損失。它們共同的特點是大風(fēng)日數(shù)與直接經(jīng)濟損失存在較強的相關(guān)關(guān)系。