深圳市臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的時(shí)空分布特征和效果檢驗(yàn)

趙春陽(yáng)，鄭群峰，王蕊，胡霄，蔡偉源，賴(lài)鑫，李明華

（1.深圳市氣象臺(tái)，廣東深圳 518040；2.深圳市國(guó)家氣候觀象臺(tái)，廣東深圳 518040；3.深圳市突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心，廣東深圳 518040；4.深圳南方強(qiáng)天氣研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東深圳 518040）

深圳位于廣東省珠三角南部，珠江口東岸，瀕臨南海，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。臺(tái)風(fēng)是后汛期（7—9月）影響深圳的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，具有影響范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、破壞力強(qiáng)等特征［1-2］，一直是深圳自然災(zāi)害防御中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。1994年6月4日《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)防洪、防風(fēng)規(guī)定》（深圳市人民政府令第27號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)27號(hào)令）生效以后，深圳市氣象局率先在全國(guó)對(duì)外發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號(hào)，其中臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)已成為政府防御臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的消息樹(shù)和發(fā)令槍?zhuān)诜烙蜏p輕臺(tái)風(fēng)災(zāi)害損失、保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全等方面起了重要作用［3］。

近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布技巧、應(yīng)急響應(yīng)策略等方面進(jìn)行了分析［4-6］。曹春燕等［5］從預(yù)警信號(hào)發(fā)布時(shí)機(jī)、短臨預(yù)警能力提升、準(zhǔn)確及時(shí)的氣象服務(wù)等進(jìn)行多方位論述，提出一些相關(guān)的對(duì)策。然而對(duì)基層臺(tái)站的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)和分析仍較少見(jiàn)。因此，基于2006—2019年深圳市臺(tái)風(fēng)記錄和臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)歷史資料，運(yùn)用分類(lèi)統(tǒng)計(jì)等方法，研究了影響深圳的臺(tái)風(fēng)分布特征和深圳臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布的時(shí)空分布特征。

1 資料與方法

由于臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的演變，其等級(jí)和含義發(fā)生數(shù)次變更，不同的等級(jí)劃分和含義放在一起比較的意義不大，在2006年以后臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的等級(jí)和含義基本定型且無(wú)太大改動(dòng)，故本研究選擇了在2006至2019年的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)和相同年份影響深圳的臺(tái)風(fēng)做統(tǒng)計(jì)分析，在統(tǒng)計(jì)臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)數(shù)量時(shí)，在同一次臺(tái)風(fēng)預(yù)警過(guò)程中，同一種等級(jí)的預(yù)警信號(hào)只計(jì)數(shù)一次，如臺(tái)風(fēng)白色升級(jí)為臺(tái)風(fēng)藍(lán)色之后又降級(jí)為臺(tái)風(fēng)白色，計(jì)臺(tái)風(fēng)白色、臺(tái)風(fēng)藍(lán)色各一次，且不論是全市發(fā)布還是分區(qū)發(fā)布。臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)包含發(fā)布時(shí)間和持續(xù)時(shí)間、發(fā)布級(jí)別；臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)級(jí)別從低到高分別為白色、藍(lán)色、黃色、橙色和紅色。根據(jù)臺(tái)風(fēng)源地的不同分為南海臺(tái)風(fēng)和西太平洋臺(tái)風(fēng)。根據(jù)臺(tái)風(fēng)對(duì)深圳市的風(fēng)雨影響程度不同分為明顯影響（一般影響）和嚴(yán)重影響，表1為明顯影響和嚴(yán)重影響的判定依據(jù)。

表1 臺(tái)風(fēng)影響程度判定依據(jù)1）

關(guān)于預(yù)警信號(hào)的效果檢驗(yàn)，由于中國(guó)局和廣東省局在各自的《氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)質(zhì)量檢驗(yàn)辦法》中都沒(méi)有涉及對(duì)臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的檢驗(yàn)，所以本研究使用風(fēng)力等級(jí)來(lái)對(duì)臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的服務(wù)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。站點(diǎn)選擇方面，由于2010年前區(qū)域站數(shù)量較少，無(wú)法合理地代表各個(gè)預(yù)警區(qū)域的實(shí)況，所以選擇對(duì)2010年以后的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)進(jìn)行評(píng)定，2010年指標(biāo)站為50個(gè)，隨著區(qū)域站逐年增加，2019年指標(biāo)站為142個(gè)。由于臺(tái)風(fēng)白色預(yù)警信號(hào)并沒(méi)有特定的風(fēng)速發(fā)布指標(biāo)，所以暫不對(duì)臺(tái)風(fēng)白色預(yù)警信號(hào)進(jìn)行檢驗(yàn)，故本研究選擇2010—2019年藍(lán)色以上等級(jí)的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)進(jìn)行檢驗(yàn)。由于高級(jí)別臺(tái)風(fēng)可能?chē)?yán)重致災(zāi)，為了防災(zāi)減災(zāi)的需要，有時(shí)會(huì)提前發(fā)布（或升級(jí)）且在短時(shí)間連續(xù)升級(jí)臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)，所以本研究的檢驗(yàn)時(shí)段為預(yù)警發(fā)布后的整個(gè)臺(tái)風(fēng)影響過(guò)程。以指標(biāo)站（分區(qū)發(fā)布按照發(fā)布區(qū)域內(nèi)的站數(shù)計(jì)算）的最大10 min平均風(fēng)和最大瞬時(shí)風(fēng)作為評(píng)定依據(jù)，臺(tái)風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號(hào)在檢驗(yàn)時(shí)段內(nèi)，預(yù)警區(qū)域1／4指標(biāo)站最大10 min平均風(fēng)≥5級(jí)（黃色≥7級(jí)、橙色≥9級(jí)、紅色≥11級(jí)）或最大瞬時(shí)風(fēng)≥7級(jí)（黃色≥9級(jí)、橙色≥11級(jí)、紅色≥13級(jí)），則評(píng)定為該預(yù)警信號(hào)發(fā)布達(dá)標(biāo)。

2 影響深圳的臺(tái)風(fēng)分布特征

統(tǒng)計(jì)可知，2006—2019年影響深圳的臺(tái)風(fēng)共有54個(gè)（表略），平均每年為3.9個(gè)，最多為2006年7個(gè)，最少為2015年1個(gè)，2013—2019年比2006—2012年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)多了4個(gè)。

發(fā)源地為南海的臺(tái)風(fēng)19個(gè)約占35.2%，南海臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度普遍偏弱，最高可達(dá)臺(tái)風(fēng)級(jí)別，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴以下（含熱帶風(fēng)暴和強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、熱帶低壓）約占84.2%，主要出現(xiàn)在6—9月約占94.7%；發(fā)源地為西太平洋的臺(tái)風(fēng)35個(gè)約占64.8%，西太平洋臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度普遍偏強(qiáng)，最高可達(dá)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)級(jí)別，臺(tái)風(fēng)以上（含臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)）約占71.4%，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)以上（含強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)）約占40.0%，主要出現(xiàn)在7—10月約占94.7%；臺(tái)風(fēng)較多的月份主要出現(xiàn)在6—10月，最多為8月共17個(gè)，6月及以前的臺(tái)風(fēng)以強(qiáng)熱帶風(fēng)暴以下為主，9月及以后以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)以上為主，9月及以后臺(tái)風(fēng)主要由西太平洋生成。

進(jìn)一步分析影響深圳的臺(tái)風(fēng)發(fā)源地和影響程度（圖1），可以發(fā)現(xiàn)明顯影響的臺(tái)風(fēng)約占總數(shù)的59.2%，明顯影響深圳的臺(tái)風(fēng)中，熱帶風(fēng)暴和強(qiáng)熱帶風(fēng)暴較多，達(dá)到了18個(gè)約占56.3%，影響時(shí)間主要集中在7—9月約占81.3%；嚴(yán)重影響深圳的臺(tái)風(fēng)最多為2008年的5個(gè)，2010—2015年較少，呈波動(dòng)狀分布，嚴(yán)重影響深圳的臺(tái)風(fēng)以臺(tái)風(fēng)以上級(jí)別為主，約占72.7%，但會(huì)有個(gè)別“小臺(tái)風(fēng)大影響”的臺(tái)風(fēng)，熱帶風(fēng)暴（3個(gè)）甚至熱帶低壓（1個(gè)）也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重風(fēng)雨影響，嚴(yán)重影響深圳的臺(tái)風(fēng)中來(lái)自西太平洋的約占72.7%，影響時(shí)間主要集中在7—10月。

3 深圳臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布的時(shí)空分布特征

3.1 臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)時(shí)間分布特征

圖2給出了2006—2019年深圳市臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)的年際變化和月變化。從圖2可以看到，深圳市臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)隨著級(jí)別增加逐漸減少，白色最多共74次、紅色最少3次；低級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)白色和藍(lán)色）占全部發(fā)布次數(shù)的78.3%，高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色和紅色）占21.7%。臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)呈逐年波動(dòng)增加趨勢(shì)（圖2a），其中2013—2019年全市的臺(tái)風(fēng)為88次，與2006—2012年相比增加了24次；高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色和紅色）2016、2017、2018年明顯增多，臺(tái)風(fēng)紅色預(yù)警信號(hào)也集中在這3年。從逐月分布（圖2b）來(lái)看，臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布月份主要出現(xiàn)在6—10月，約占全年的98.0%，其中后汛期（7—9月）約占全年的73.0%，最多出現(xiàn)在8月；臺(tái)風(fēng)黃色及以上預(yù)警信號(hào)在6—10月均有出現(xiàn)，臺(tái)風(fēng)紅色預(yù)警信號(hào)出現(xiàn)在8和9月。

圖1 2006—2019年影響深圳的臺(tái)風(fēng)發(fā)源地統(tǒng)計(jì)（a）和影響程度（b）

圖2 2006—2019年深圳市臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)的年際（a）和逐月（b）變化

對(duì)比臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征和影響深圳的臺(tái)風(fēng)統(tǒng)計(jì)特征可以發(fā)現(xiàn)，在總體的變化趨勢(shì)上，基本保持一致，呈波動(dòng)狀，增減趨勢(shì)保持一致，影響臺(tái)風(fēng)較多的年份、月份，對(duì)應(yīng)的預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)也較多；嚴(yán)重影響臺(tái)風(fēng)的變化趨勢(shì)和高級(jí)別預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色、紅色）基本一致，明顯影響臺(tái)風(fēng)的變化趨勢(shì)和低級(jí)別預(yù)警信號(hào)（白色、藍(lán)色）基本一致。也存在個(gè)別影響臺(tái)風(fēng)的個(gè)例與臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)并不對(duì)應(yīng)的情況，分析發(fā)現(xiàn)有2個(gè)原因，一是判定臺(tái)風(fēng)影響程度時(shí)，風(fēng)和雨都作為判定依據(jù)，達(dá)標(biāo)一項(xiàng)即可，而發(fā)布臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)更多是臺(tái)風(fēng)的位置和風(fēng)的大小，有些臺(tái)風(fēng)影響以降雨為主，風(fēng)的影響不大，即影響臺(tái)風(fēng)個(gè)例與臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)會(huì)出現(xiàn)分離；二是臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流帶來(lái)的云系所產(chǎn)生的風(fēng)雨影響，可能在對(duì)深圳產(chǎn)生影響的時(shí)候臺(tái)風(fēng)本體已經(jīng)遠(yuǎn)離或者減弱消散，相關(guān)的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)已經(jīng)取消，但其風(fēng)雨影響仍在。

3.2 臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)空間分布特征

深圳靠山面海，地域范圍呈東西狹長(zhǎng)形，東西海區(qū)中間還有香港島阻隔，臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，海區(qū)和陸地天氣狀況可能有很大差異，東部和西部地區(qū)也可能存在很大差異。2006年“珍珠”臺(tái)風(fēng)影響造成深圳市東部沿海風(fēng)急浪高，大鵬、鹽田港等最大風(fēng)力達(dá)到11～12級(jí)，而西部大部分地區(qū)卻風(fēng)平浪靜。2007年7月深圳市氣象局開(kāi)始實(shí)行氣象災(zāi)害預(yù)警分區(qū)發(fā)布。

2006—2019年期間臺(tái)風(fēng)預(yù)警分區(qū)發(fā)布的情況一般為：以全市發(fā)布為主，包括全市陸地和東、西部海區(qū)；少數(shù)情況：全市陸地發(fā)布預(yù)警，東、西部海區(qū)（或加上海區(qū)沿岸的幾個(gè)區(qū)）在陸地預(yù)警的基礎(chǔ)上上調(diào)一個(gè)等級(jí)，例如在全市陸地發(fā)布臺(tái)風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號(hào)，在東、西部海區(qū)發(fā)布臺(tái)風(fēng)黃色預(yù)警信號(hào)。由于深圳市本身土地面積不大，又是東西狹長(zhǎng)形，所以不會(huì)出現(xiàn)許多像南部沿海地區(qū)一樣的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)南多北少的情況。

4 臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)效果檢驗(yàn)

由于2010—2019年的10年間臺(tái)風(fēng)紅色和臺(tái)風(fēng)橙色預(yù)警信號(hào)的樣本數(shù)量較少（分別為3和6次），所以將臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)分為高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色、紅色）比低級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)藍(lán)色）進(jìn)行類(lèi)比分析，可以發(fā)現(xiàn)：高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色、紅色）比低級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)藍(lán)色）的達(dá)標(biāo)率低，高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警25個(gè)，達(dá)標(biāo)14個(gè)，達(dá)標(biāo)率56.0%；低級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警34個(gè)，達(dá)標(biāo)32個(gè)，達(dá)標(biāo)率94.1%，說(shuō)明高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的發(fā)布難度更高，發(fā)布時(shí)機(jī)更加難以把握，其中臺(tái)風(fēng)橙色和臺(tái)風(fēng)紅色預(yù)警信號(hào)達(dá)標(biāo)率較低。

通過(guò)分析這10年間所有臺(tái)風(fēng)橙色、紅色預(yù)警信號(hào)的臺(tái)風(fēng)個(gè)例，發(fā)現(xiàn)達(dá)到評(píng)定指標(biāo)下調(diào)一個(gè)等級(jí)風(fēng)速的指標(biāo)站個(gè)數(shù)大體上是達(dá)標(biāo)站個(gè)數(shù)的2倍（表2）。

表2 2010—2019年臺(tái)風(fēng)橙色、紅色預(yù)警信號(hào)臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)分析

在實(shí)際情況中，存在大量風(fēng)速達(dá)到評(píng)定指標(biāo)邊緣的指標(biāo)站，風(fēng)速可能只相差1 m／s，但是卻相差了一個(gè)風(fēng)力等級(jí)，這些指標(biāo)站分布的地區(qū)氣象風(fēng)險(xiǎn)同樣很高，如果從防災(zāi)減災(zāi)的角度考慮，在這些地區(qū)發(fā)布與風(fēng)力等級(jí)達(dá)標(biāo)地區(qū)相同等級(jí)的臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)也是非常有必要的。同時(shí)，出現(xiàn)這種達(dá)標(biāo)率低的情況與區(qū)域站的分布也有一定的關(guān)系，在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，沿海和海區(qū)的風(fēng)力通常是大于更靠近內(nèi)陸的地區(qū)，風(fēng)速極值也更高，但沿海站和海島站的數(shù)量相對(duì)陸地站是較少的，所以在對(duì)臺(tái)風(fēng)橙色、紅色預(yù)警信號(hào)這些高級(jí)別預(yù)警作檢驗(yàn)時(shí)，這個(gè)問(wèn)題會(huì)更加明顯一些。

5 結(jié)論

1）2006—2019年影響深圳的臺(tái)風(fēng)共有54個(gè)，平均每年為3.9個(gè)，發(fā)源地為南海的臺(tái)風(fēng)19個(gè)，強(qiáng)度普遍偏弱；發(fā)源地為西太平洋的臺(tái)風(fēng)35個(gè)，強(qiáng)度普遍偏強(qiáng)。臺(tái)風(fēng)較多的月份主要出現(xiàn)在6—10月，9月及其后以強(qiáng)臺(tái)風(fēng)以上為主，9月及其后臺(tái)風(fēng)主要由西太平洋生成。明顯影響的臺(tái)風(fēng)約占總數(shù)的59.2%，主要集中在7—9月；嚴(yán)重影響深圳的臺(tái)風(fēng)時(shí)間主要集中在7—10月，大部分來(lái)自西太平洋，以臺(tái)風(fēng)以上級(jí)別為主，但也會(huì)出現(xiàn)“小臺(tái)風(fēng)大影響”的個(gè)例。

2）深圳市臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布次數(shù)呈逐年波動(dòng)上升趨勢(shì)，高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色和紅色）2016、2017、2018年明顯增多。臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)發(fā)布月份主要出現(xiàn)在6—10月，其中后汛期（7—9月）約占全年的73.0%。臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)和影響深圳的臺(tái)風(fēng)統(tǒng)計(jì)特征基本保持一致，2006—2019年嚴(yán)重影響臺(tái)風(fēng)的變化趨勢(shì)和高級(jí)別預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色、紅色）相吻合。

3）2006—2019年期間臺(tái)風(fēng)預(yù)警分區(qū)發(fā)布的情況一般為：以全市發(fā)布為主，包括全市陸地和東、西部海區(qū)；少數(shù)情況：全市陸地發(fā)布預(yù)警，東、西部海區(qū)（或加上海區(qū)沿岸的幾個(gè)區(qū)）在陸地預(yù)警的基礎(chǔ)上上調(diào)一個(gè)等級(jí)。

4）高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)（臺(tái)風(fēng)黃色、橙色、紅色）的達(dá)標(biāo)率較低，其發(fā)布難度更高，發(fā)布時(shí)機(jī)更加難以把握。