近31年登陸海南島熱帶氣旋時空格局變化分析

陳雨菲，林孝松，羅軍華，猶伊然

(重慶交通大學 建筑與城市規(guī)劃學院，重慶 400074)

1 引言

熱帶氣旋(Tropical Cyclone, TC)是發(fā)生在熱帶或副熱帶海洋洋面上的低壓渦旋，是一種常見的熱帶天氣系統(tǒng)。其常在每年夏秋季登陸我國，登陸時帶來狂風、暴雨甚至風暴潮，給我國東南沿海地區(qū)帶來安全隱患及重大經(jīng)濟損失。如2014年7月18日登陸我國的超強臺風“威馬遜”，對海南、廣東、廣西和云南四省區(qū)的144個市縣區(qū)造成影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，共造成46人死亡，996.6萬人受災，1989.7×103hm2農作物受損，3.7萬間房屋倒塌，直接經(jīng)濟損失達336.5億元。

孫佳等[1]對浙江沿海的241個臺風特征進行了分析，得出浙江沿海臺風基本路徑有3種，且頻數(shù)空間分布為南多北少；張麗杰等[2]使用熱帶氣旋潛在影響力指數(shù)方法，分析了1971～2010年間影響海南島臺風的時空特征；梁海燕等[3]分析了1964～2013年登陸海南島熱帶氣旋的時間和空間特征，分析表明熱帶氣旋登陸月份主要集中在7～11月份，主要路徑是西行及西北行；萬金紅等[4]分析得出海南島臺風災害具有數(shù)量多、活動時間相對集中和路徑多樣等特征。

海南島位于我國南部，屬熱帶季風氣候，全年高溫濕潤，夏秋兩季為熱帶氣旋登陸高峰季。通過搜集海南島1988～2018年歷年登陸熱帶氣旋資料，基于ArcGIS空間分析功能及數(shù)理統(tǒng)計方法，研究登陸海南島熱帶氣旋的時空分布特征及強度規(guī)律，為防災減災提供科學依據(jù)。資料來源于溫州臺風網(wǎng)和中國氣象災害大典(海南卷)[5]；熱帶氣旋路徑數(shù)據(jù)來自中國氣象局熱帶氣旋資料中心[6](http://tcdata.typhoon.org.cn/)。

2 海南島熱帶氣旋登陸時間特征分析

根據(jù)資料統(tǒng)計得出1988～2018年間登陸海南島熱帶氣旋個數(shù)年際變化折線圖、登陸日期年際變化圖和登陸月際柱狀圖(圖1～3)。

由圖1可知，在1988～2018年間，登陸海南島的熱帶氣旋共有51個，占登陸我國總數(shù)的18.4%，占影響海南島熱帶氣旋總數(shù)的75%，平均年登陸數(shù)為1.5個。

熱帶氣旋登陸的頻數(shù)年際差別不大，登陸頻數(shù)在0～3個之間。1988～1996年間，登陸頻次每年基本為2次；1997～2002年間，熱帶氣旋登陸頻數(shù)較為特殊，前三年頻數(shù)均為0，后三年均為1；2003年后熱帶氣旋登陸頻次處于波動狀態(tài)，登陸頻數(shù)基本為每年2～3次，總體趨勢較平穩(wěn)。從1988～2018年的登陸頻次來看，2008年以后的登陸頻數(shù)呈現(xiàn)微波動趨勢，最后穩(wěn)定在每年登陸頻數(shù)為2次。

從圖2可看出，1988～2018年登陸最早的熱帶氣旋為2008年4月18日登陸海南文昌的1號臺風“浣熊”，據(jù)資料記載其也是我國歷史上最早登陸的臺風[7]。登陸最晚的為2003年登陸我國的20號臺風“尼伯特”，于當年11月18日登陸海南樂東。從趨勢線看，熱帶氣旋登陸日期由集中漸漸趨于分散，隨著年份的增加，首次登陸的日期有提前趨勢，末次登陸日期有延后趨勢，登陸日期逐漸分散，登陸的時間跨度不斷增大。同時，受太陽活動影響，影響海南的熱帶氣旋有可能增加，分布月份也會變廣[3，8]。

由圖3可知，除了1月、2月、3月、5月和12月無熱帶氣旋登陸外，高頻期主要為夏秋季，7月是登陸的高峰期，占總數(shù)的25.5%。夏季(6～8月)登陸頻數(shù)為26個，秋季(9～11月)登陸頻數(shù)為24個。夏季數(shù)量略多于秋季，這是受到西太平洋副熱帶高壓控制和氣流影響，導致登陸我國的熱帶氣旋一般在6～10月，有比較大的季節(jié)變化。這與不少學者的研究結果一致[9，10]。

圖1 1988～2018年登陸海南島TC個數(shù)變化

圖2 1988～2018年TC登陸日期年際變化

圖3 1988～2018年登陸海南島TC月際變化

3 海南島熱帶氣旋登陸空間格局分析

利用ArcGIS空間分析得到1988～2018年51個熱帶氣旋的登陸地點和移動路徑，見圖4。

圖4 1988～2018年TC登陸地點及移動路徑

登陸海南島的熱帶氣旋其生成源地大多數(shù)是在西北太平洋，故登陸地點主要集中在海南島東南沿海6市縣，占總數(shù)的98%；?？诘顷戭l數(shù)為1次、文昌14次、瓊海4次、萬寧16次、陵水7次、三亞7次；又因海南島地形為四周低平，中間高聳，山地丘陵分布于島中部偏西南與西北地區(qū)；山地丘陵周圍分布著臺地階地；環(huán)島則以濱海平原為主，故熱帶氣旋易對本島東部沿海地區(qū)造成養(yǎng)殖業(yè)漁業(yè)農業(yè)受損、城市內澇、房屋倒塌損壞等災害。

而登陸西部市縣的熱帶氣旋則只占總數(shù)的2%：樂東1次，臨高縣1次。魏娜等[11]研究表明，熱帶氣旋移動路徑受副熱帶高壓強度、脊線位置、西風槽等因素影響。結合熱帶氣旋登陸海南島的歷史數(shù)據(jù)，可將登陸海南島熱帶氣旋的路徑分為西行、北上、西行轉南下以及多轉向移動等四類。

(1)西行(A類)：中心登陸海南島東南沿海區(qū)域，向西穿過本島進入北部灣。此路徑占登陸總數(shù)的80.4%。在這41個熱帶氣旋中，登陸地點萬寧16次，文昌9次，二者共占總數(shù)的61%。

(2)北上(B類)：中心登陸海南島東南沿海區(qū)域，沿本島東部海面北上進入瓊州海峽。此路徑在登陸總數(shù)中共有5個，占總數(shù)的9.8%。其中有4個登陸地點均為海南文昌，分別是9403號強熱帶風暴、9511號熱帶風暴、0801號臺風“浣熊”和0817號熱帶風暴“海高斯”；另外1個是1816號強熱帶風暴“貝碧嘉”，登陸海南瓊海。

(3)西行轉南下(C類)：中心登陸海南島東南沿海區(qū)域，向西穿過本島中部后，南下進入南海海域。此路徑共有2個，一個是1988年10月28日登陸海南萬寧的8824號臺風；另一個是2009年10月20日登陸陵水的23號熱帶低壓。

(4)多轉向移動(D類)：該類熱帶氣旋移動路徑無顯著規(guī)律。該類型熱帶氣旋共有3個。第一個是于1991年8月16日登陸海南島西部臨高縣的9111號臺風，其中心登陸西部沿海區(qū)域，沿本島西部南下進入南海海域；第二個是2001年8月29日的0114號熱帶風暴“菲特”，其中心登陸東南沿海文昌，穿過本島進入北部灣后，東向折回穿過瓊州海峽并于9月3日二次登陸海南澄邁，然后北上進入北部灣，又東向折回穿過廣東省后南下并于9月10日第三次登陸海南三亞，共計影響海南島長達16 d。本次路徑曲折的熱帶風暴在學術界引起廣泛關注，對其移動路徑的解析及其登陸后造成暴雨洪水成因剖析等都是研究的熱點問題[13,14]；最后一個是于2018年6月6日登陸海南?？诘?804號熱帶風暴“艾云尼”，其沿著海南島東部海面北上進入瓊州海峽，登陸廣東湛江，后又南下折回二次登陸海南島，從文昌出海后又北上進入瓊州海峽，三次登陸廣東陽江。這3個路徑曲折的熱帶氣旋都有3個共同點：暴雨集中且雨量大；風力強且迅猛；影響范圍與時間長。雖然多轉向移動的D類路徑占比低，但其造成的損失較大，僅“菲特”造成的直接損失就高達13.67億元，故需重點關注。

在上述四類熱帶氣旋的移動路徑中，A類、B類和C類路徑占總數(shù)的94.1%。由此可看出臺風大多均為直接襲擊瓊島東部沿海地區(qū)，登陸強度強且破壞力大。

4 海南島熱帶氣旋登陸強度分析

根據(jù)中國氣象局規(guī)定：熱帶氣旋按中心附近地面最大風速分別劃分為熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風、強臺風和超強臺風6個等級。按此標準可得1988～2018年登陸海南島熱帶氣旋強度等級月分布表(見表1)。

在1988～2018年熱帶氣旋登陸的6個等級中，臺風頻數(shù)最多，占比為37.3%；其次為熱帶風暴和強熱帶風暴，占比均為27.5%；熱帶低壓占3.9%；強臺風和超強臺風占比最少，為2.0%。

由月分布來看，在有熱帶氣旋登陸的月份中，每個月份均有臺風登陸；在登陸高峰期的6～10月中，每月都有熱帶風暴和強熱帶風暴登陸，這3個強度等級占總數(shù)的92.2%，在登陸熱帶氣旋最多的7月，強熱帶風暴登陸頻次占當月的46.2%，也是其登陸頻次總數(shù)的42.9%。表明在登陸海南島的熱帶氣旋中，其登陸時的風速一般在8～13級之間。

不少專家學者指出在全球氣溫升高的同時，熱帶氣旋的強度也隨之增強。可看出在登陸海南島的熱帶氣旋中，強度為強臺風和超強臺風均出現(xiàn)于2010年之后。2011年9月29日的強臺風“納沙”和2014年7月18日的超強臺風“威馬遜”，登陸地點均為文昌。

結合圖3可知，夏季熱帶氣旋登陸數(shù)雖較多于秋季，但秋季的強度更大。當夏季向秋季過渡時，太陽直射點從北半球向南半球移動，造成海溫偏暖。登陸我國的熱帶氣旋生成源地大多數(shù)為西北太平洋，海域溫度升高，有利于海洋積攢更多熱量，故強度比夏季要強。

表1 1988～2018年登陸海南省TC強度等級月分布頻次(次)

5 結論

對登陸海南島的熱帶氣旋時空分布特征規(guī)律及強度進行研究，得到以下結論：

(1)1988～2018年登陸海南島的熱帶氣旋數(shù)為年均1.5個，6～10月是登陸的主要月份，7月是高峰期。隨著年份的增加，登陸頻數(shù)呈增加趨勢且登陸首末日期分散趨勢擴大。

(2)1988～2018年在海南島登陸的熱帶氣旋中，登陸地點頻次最高的為萬寧，占比31.4%，其次是文昌占比27.5%，三亞和陵水均占總數(shù)的13.7%，登陸頻次最低的為?？凇窎|和臨高。

(3)1988～2018年登陸海南島的熱帶氣旋其移動路徑主要為西行，即登陸海南島東南沿海城市，向西橫穿本島進入北部灣，占總數(shù)的80.4%。

(4)1988～2018年登陸海南島的熱帶氣旋其強度以臺風的概率最大，秋季的強度大于夏季。