熱帶氣旋活動(dòng)與海南秋旱成因的分析

陳麗英，陳 明，吳坤悌，黃光瑞

(海南氣象災(zāi)害預(yù)警中心，海南 海口 570203)

熱帶氣旋活動(dòng)與海南秋旱成因的分析

陳麗英，陳 明，吳坤悌，黃光瑞

(海南氣象災(zāi)害預(yù)警中心，海南 ?？?570203)

通過分析1966—2009年影響海南的熱帶氣旋降水的變化，結(jié)果表明，熱帶氣旋偏少是造成海南秋旱的主要原因。進(jìn)一步分析了2004年海南無熱帶氣旋影響是當(dāng)年海南罕見秋旱的主要原因，指出副熱帶高壓、厄爾尼諾等造成了TC路徑異常，主要是北上和轉(zhuǎn)向。

秋旱;熱帶氣旋;副熱帶高壓;厄爾尼諾

1 引言

熱帶氣旋是影響我國的主要災(zāi)害性天氣系統(tǒng)之一，在其活動(dòng)過程中伴隨有狂風(fēng)、暴雨、巨浪和風(fēng)暴潮，盡管它對人民的生命財(cái)產(chǎn)所造成的巨大損失位居各項(xiàng)災(zāi)害性天氣之首，但在秋季有解除或緩解伏旱的作用。2004年為海南1949年有氣象記錄以來首個(gè)無熱帶氣旋影響年，國際編報(bào)的熱帶氣旋有30個(gè)，而真正對我國造成影響的卻很少，除8月中旬14號(hào)臺(tái)風(fēng)“云娜”是對我國華東地區(qū)影響最大的一次臺(tái)風(fēng)活動(dòng)外，其它均未造成明顯影響。另一方面，海南的年降水量為1961年以來的第4最少值，海南省遭受建國以來罕見的嚴(yán)重秋旱。

本文針對2004年海南無熱帶氣旋影響和海南秋季干旱這一事實(shí)，對2004年熱帶氣旋的活動(dòng)及其特點(diǎn)、干旱災(zāi)情、大氣環(huán)流的演變規(guī)律等進(jìn)行了綜合分析，以求了解熱帶氣旋活動(dòng)與海南秋季干旱的關(guān)系。

2 海南發(fā)生秋旱的主要原因

從1966—2009年44a影響海南的熱帶氣旋降水資料中，可以看出，在44a的記錄中每年受熱帶氣旋影響≤3個(gè)(年平均為4.7個(gè))共有13a，在這13a中共有10a的降水偏少，占76.9%。另外，熱帶氣旋降水是海南島主要降水來源之一(占平均年雨量的1/3，個(gè)別年份或西部沿海地區(qū)可占年雨量一半或以上)。從季節(jié)上看，冬春季節(jié)降水少，降水量僅占年降水量的20%，5—10月為濕季，并且熱帶氣旋一年四季都可能出現(xiàn)，主要集中在6—10月，約占年總數(shù)的90%。綜上所述，影響海南的熱帶氣旋偏少是造成海南秋旱的主要原因。

2004年整個(gè)汛期，沒有熱帶氣旋影響海南，這是自1949年以來唯一無熱帶氣旋影響的年份;同時(shí)，影響海南省的大范圍強(qiáng)降水天氣過程明顯減少，全省各地雨量不同程度偏少，特別是6、9和10月偏少較為明顯，部分地區(qū)出現(xiàn)輕到中等程度的秋旱，而洪澇災(zāi)害則為有記錄以來最輕的一年。因此，2004年無熱帶氣旋影響是海南秋旱的主要原因。

3 2004年臺(tái)風(fēng)活動(dòng)概況

從2004年全年臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑圖(圖略)可以看出熱帶低壓的形成有一定的區(qū)域性，從強(qiáng)度上比較西太平洋上的擾動(dòng)易迅速加強(qiáng)，西太平洋生成的以臺(tái)風(fēng)為多，而南海上的擾動(dòng)形成的熱帶氣旋相比之下要弱一些，以熱帶風(fēng)暴和強(qiáng)熱帶風(fēng)暴為主。

表1 海南降水和熱帶氣旋偏少年份表

南海風(fēng)暴生成偏少。在南海僅有3個(gè)風(fēng)暴生成，較常年的4.92個(gè)明顯偏少。2004年沒有熱帶氣旋登陸或影響海南省，是55a以來的第一個(gè)空臺(tái)風(fēng)年。中等強(qiáng)度的臺(tái)風(fēng)偏多，發(fā)展強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)偏少。最大風(fēng)速間于40～45m/s左右的臺(tái)風(fēng)占全年臺(tái)風(fēng)數(shù)多于多年平均值，其它強(qiáng)度段的臺(tái)風(fēng)所占的比率小于多年平均值。

風(fēng)暴持續(xù)時(shí)間普遍較長，持續(xù)時(shí)間5d以上的熱帶風(fēng)暴有18個(gè)，生成源地偏東。120～150°E之間有20個(gè)熱帶風(fēng)暴，生成頻數(shù)略大于常年平均值，而150°E以東的熱帶風(fēng)暴生成頻數(shù)也大于常年平均值。登陸風(fēng)暴數(shù)多于常年平均值。2004年共有8個(gè)熱帶風(fēng)暴以上強(qiáng)度的熱帶氣旋登陸我國沿海，多于常年平均的6.15個(gè)。

登陸地段集中于廣東珠江口以東到浙江杭州灣一帶。轉(zhuǎn)向和北上路徑多，北上路徑3個(gè)，西北行路徑4個(gè)，東北行路徑3個(gè)，中轉(zhuǎn)向路徑7個(gè)，西轉(zhuǎn)向路徑4個(gè)，東轉(zhuǎn)向路徑有2個(gè)，登陸轉(zhuǎn)向3個(gè)，共占總數(shù)的86.67%，明顯多于常年。

4 海南省干旱及受災(zāi)實(shí)況

2004年9—10月華南和長江中下游大部地區(qū)降水異常偏少，其中廣東、廣西、海南、湖南、江西、安徽、江蘇7省(區(qū))區(qū)域平均降水量為1951年以來同期的最小值，發(fā)生了歷史罕見的大范圍秋旱，海南省旱情更加嚴(yán)重。由于2004年是海南省有氣象記錄55a來首個(gè)無熱帶氣旋影響年，也是1961年以來第4個(gè)降水最少年。大范圍的強(qiáng)降水過程明顯偏少，絕大部分地區(qū)年總降水量不同程度偏少，而各月降水時(shí)空分布不均，9月以后月雨量更是持續(xù)嚴(yán)重偏少，致使2004年從春季到冬季陸續(xù)出現(xiàn)階段性干旱，其中秋冬干旱尤其嚴(yán)重，水庫蓄水異常偏少。全年干旱造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失15 849.7萬元。下面從海南省年雨量距平百分率(圖1)和各月雨量著手重點(diǎn)分析其階段性旱情和災(zāi)情。

2004年1—7月海南出現(xiàn)了階段性干旱。1月，由于前期連續(xù)2個(gè)多月降水量持續(xù)偏少，各地干旱發(fā)生發(fā)展。2月中旬至4月初，全省又開始出現(xiàn)不同程度干旱。6月至7月中旬大部分地區(qū)降雨量比常年同期偏少2—8成，同時(shí)6月18—24日、7月1—9日，13—20日部分地區(qū)出現(xiàn)6—9d的持續(xù)高溫天氣，加劇了旱情。

圖1 海南省2004年降水距平百分率分布圖(%)

9月下旬以后由于降水持續(xù)顯著偏少，全省各地旱情再次迅猛發(fā)展，至12月中旬旱情達(dá)到全年最嚴(yán)重程度，全省受旱總面積達(dá)18.9萬hm2，占總耕地面積的45.15%，其中重旱面積4.5萬hm2，農(nóng)作物缺水缺墑面積4.3萬hm2，29.1萬人和10.65萬頭大牲畜飲水困難，大部分江河的來水量明顯降低，部分出現(xiàn)斷流或干涸，有751座水庫干涸，有387眼機(jī)電井出水不足，水利工程蓄水僅9.98億m3，比多年同期偏少約6成，為歷史蓄水量最少的一年。

5 成因分析

2004年8—10月赤道太平洋海溫資料顯示(圖略)，南海及西太平洋海溫為27℃以上，且逐月加強(qiáng)、范圍向北和向東擴(kuò)展。海溫條件有利于熱帶氣旋的生成，這是秋季熱帶氣旋生成較多的原因。但究竟是什么原因造成2004年為海南的空臺(tái)風(fēng)年?下面將從環(huán)流背景來重點(diǎn)分析其中的原因。

5.1 副熱帶高壓、冷空氣的作用

熱帶氣旋移動(dòng)既受到熱帶氣旋內(nèi)部因子的作用又受環(huán)境條件的影響，其中主要受引導(dǎo)氣流的影響。500hPa在對流層中部的無輻散層附近，是分析和研究熱帶氣旋移動(dòng)路徑中最重要的高空圖。500hPa上的大尺度引導(dǎo)氣流與臺(tái)風(fēng)移動(dòng)相關(guān)最好，是“最佳引導(dǎo)層”［4］。

2004年各月北半球平均500hPa位勢高度距平圖上，全球大部分地區(qū)高度偏高，副熱帶低緯地區(qū)長期為正距平控制，亞洲西風(fēng)帶緯向環(huán)流占優(yōu)勢(圖略)，未出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間長的經(jīng)向環(huán)流，從而未形成持續(xù)的降水異常，另一方面，由于西太平洋副熱帶高壓的位置較常年總體偏東，導(dǎo)致西太平洋生成的多個(gè)熱帶氣旋在進(jìn)入南海前，受副熱帶高壓西部邊沿的偏南氣流影響都轉(zhuǎn)向北行，影響我國的華東地區(qū)到日本一帶。環(huán)流異常是導(dǎo)致海南年內(nèi)各季降水偏少的直接原因。

2004年8—10月中高緯環(huán)流特征：常年8月，極渦位于極點(diǎn)附近，北半球高緯度的環(huán)流呈4波形。2004年8月，極渦的位置和強(qiáng)度都接近常年，但位于極地地區(qū)的高緯度的地區(qū)的槽脊較常年明顯，亞洲中緯度環(huán)流較平直，從巴爾喀什湖到日本為一寬闊槽區(qū)，由于高緯度環(huán)流經(jīng)向度大，從高緯下來的冷空氣只能沿著中緯度寬槽緯向傳播，這樣北方冷空氣偏弱，路徑偏東，由冷空氣帶來的降水較常年偏少是造成南方秋旱的原因之一。

副熱帶高壓是影響熱帶氣旋路徑的最重要系統(tǒng)，其擺動(dòng)造成的引導(dǎo)氣流改變會(huì)直接導(dǎo)致熱帶氣旋路徑發(fā)生變化［5］。2004年西太平洋副熱帶高壓仍持續(xù)偏強(qiáng)(圖略)，西伸脊點(diǎn)除夏季偏東外，其余季節(jié)均偏西，夏季各月平均脊線位置均明顯偏北(圖略)。西太平洋副高從5月下旬直至7月上旬總體偏北，但南北擺動(dòng)較大。7月中旬副高有一次明顯的北跳，其588hPa線北界推進(jìn)到30°N附近，其后至8月中旬，副高北界一直維持在30～37°N間波動(dòng)。由于副高的波動(dòng)性較大，加之夏季主體位置偏東且穩(wěn)定，西伸過程不明顯，致使多雨區(qū)呈縱向分布，主雨帶位置不明顯。另外，由于副高在整個(gè)夏季總體偏北，受到這種大氣環(huán)流天氣系統(tǒng)的影響，熱帶氣旋移動(dòng)路徑多數(shù)以北上為主。因此，熱帶氣旋未能影響海南。

9—10月由于南方受大陸高壓控制，副高主體偏東偏強(qiáng)，熱帶氣旋多在西太平洋生成后沿著兩個(gè)高壓之間的低值區(qū)往東北方向移動(dòng)，南方地區(qū)處于西高東低形勢下，有利于熱帶氣旋轉(zhuǎn)向，是造成南方干旱的主要原因之一。

5.2 對流活動(dòng)源地的變化

熱帶對流活動(dòng)源地不同，生成的熱帶氣旋所影響的地區(qū)不同。2004年5月以來，熱帶對流活動(dòng)在赤道西太平洋上空總體偏強(qiáng)，有利于熱帶氣旋的生成，但熱帶對流活動(dòng)的區(qū)域相對偏北和偏東，使大部分生成的熱帶氣旋位置也相對偏北和偏東。與此同時(shí)，南海熱帶氣旋絕大多數(shù)都是在 ITCZ上發(fā)生、發(fā)展并在ITCZ一側(cè)氣流引導(dǎo)下移動(dòng)的，但由于南海輻合帶的偏弱，也使南海生成的熱帶氣旋偏少。這些因素都不利于熱帶氣旋影響海南。

5.3 厄爾尼諾的影響

2004年無熱帶氣旋影響海南的另一個(gè)重要原因是當(dāng)年出現(xiàn)了厄爾尼諾。研究表明［6］，ENSO事件對海南省TC活動(dòng)具有顯著影響，暖事件有利于影響和登陸海南TC偏少。厄爾尼諾究其原因，與海洋和大氣環(huán)流形勢有關(guān)，從目前國內(nèi)外已有的分析研究表明，赤道東太平洋SST偏冷或偏暖都會(huì)引起沃克環(huán)流的變化，在厄爾尼諾年，赤道東太平洋海溫增高，熱帶西太平洋海溫偏低，在西北太平洋，提供給大氣的熱量和水汽減少，太平洋低緯地區(qū)對流活動(dòng)減弱，通過沃克環(huán)流，在西太平洋出現(xiàn)行星尺度的異常下沉氣流，這是不利于形成熱帶氣旋所需的低層輻合、高層輻散的環(huán)流條件，從而對熱帶氣旋生成不利。

6結(jié)論

①2004年熱帶氣旋活動(dòng)特點(diǎn)為編報(bào)熱帶氣旋多，但熱帶氣旋多以轉(zhuǎn)向路徑為主。2004年無熱帶氣旋影響是海南秋旱的主要原因。

②西太平洋副熱帶高壓的位置較常年總體偏東，導(dǎo)致西太平洋生成的多個(gè)熱帶氣旋在進(jìn)入南海前，受副熱帶高壓西部邊沿的偏南氣流影響都轉(zhuǎn)向北行，影響我國的華東地區(qū)到日本一帶，導(dǎo)致無熱帶氣旋影響海南省。

③熱帶對流活動(dòng)源地不同，生成的熱帶氣旋所影響的地區(qū)也不同。

④熱帶對流活動(dòng)的區(qū)域相對偏北和偏東，使大部分生成的熱帶氣旋位置也相對偏北和偏東。

⑤2004年無熱帶氣旋影響的另一個(gè)重要原因是當(dāng)年出現(xiàn)了厄爾尼諾。有利于影響和登陸海南TC偏少。

⑥北方冷空氣偏弱，路徑偏東，由冷空氣帶來的降水較常年偏少是造成南方秋旱的原因之一。

［1］ Gray W M.Global view of the origin of tropical disturbances and storms［J］.Mon.Wea.Rev.1968，96：669-700.

［2］ 楊桂山，施雅風(fēng).西北太平洋熱帶氣旋頻數(shù)的變化及其與海表溫度的相關(guān)研究［J］，. 地理學(xué)報(bào)，1999，54(1)：22-29

［3］ 朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學(xué)原理和方法［M］.北京：氣象出版社，1992：541-542.

［4］ 王志烈，費(fèi)亮.臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)手冊［M］.北京：氣象出版社，1987：16-18.

［5］ 任榮彩，劉屹岷，吳國雄.中高緯環(huán)流對1998年7月西太平洋副熱帶高壓短期變化的影響機(jī)制［J］.大氣科學(xué)，2004，28(4)：571-579.

［6］ 吳慧.影響海南的熱帶氣旋氣候特征及其與ENSO的關(guān)系［J］. 氣象，2006，31(12)：61-64.

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B

1003-6598(2011)02-0037-03

2011-04-10

陳麗英(1968-)，女，工程師，主要從事氣象服務(wù)工作。