天津臺(tái)風(fēng)特征及其災(zāi)害性影響分析

杜慶有，魏玲娜

（1.天津海河管理中心，天津300141；2.南京信息工程大學(xué)，江蘇南京210044）

1 引言

臺(tái)風(fēng)是指發(fā)生在熱帶洋面上具有暖中心結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈氣旋性渦旋（熱帶氣旋），其作為大尺度、危害較大的氣象災(zāi)害容易造成區(qū)域內(nèi)洪水、暴雨和風(fēng)暴潮，進(jìn)而引發(fā)山洪、泥石流、滑坡等一系列災(zāi)害，對國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成損失。據(jù)資料記載，中國歷史上最嚴(yán)重的臺(tái)風(fēng)是1696年7月的一個(gè)臺(tái)風(fēng)，造成上海地區(qū)逾10萬人喪生。臺(tái)風(fēng)不僅造成大批人員傷亡，還會(huì)對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，20世紀(jì)90年代以來，中國每年臺(tái)風(fēng)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上百億元。作為世界上登陸臺(tái)風(fēng)頻率最高的國家之一，中國平均每年登錄的臺(tái)風(fēng)有9個(gè)，有資料以來最大的暴雨為2009年8月9日的臺(tái)灣莫拉克臺(tái)風(fēng)帶來的暴雨，降雨量為1 583.5 mm/24 h，接近極端降雨世界記錄（印度留尼汪島1 870 mm/24 h）。影響中國的臺(tái)風(fēng)具有發(fā)生頻率高、突發(fā)性強(qiáng)、群發(fā)性顯著、影響范圍廣和成災(zāi)強(qiáng)度大等特點(diǎn)。

天津地處渤海灣，位于海河流域下游，是中國北方重要的沿海城市。雖然受臺(tái)風(fēng)影響頻率不高，但臺(tái)風(fēng)往往是形成洪澇潮災(zāi)害的重要原因之一，加之臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)時(shí)常與天文大潮相遇造成災(zāi)害性風(fēng)暴潮，因此目前對天津臺(tái)風(fēng)的研究多集中在臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮影響方面，而針對影響天津臺(tái)風(fēng)特征的統(tǒng)計(jì)分析研究較少。21世紀(jì)以來，中國中緯度華北地區(qū)臺(tái)風(fēng)影響頻率有增加的趨勢，本文通過對1949—2019年共71 a影響天津的20個(gè)臺(tái)風(fēng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（詳見表1），尋找其一般規(guī)律和特點(diǎn)。具體說來，從臺(tái)風(fēng)影響頻次、量級、時(shí)間、編號、登陸位置、行進(jìn)路徑等方面，分析總結(jié)臺(tái)風(fēng)特征及其災(zāi)害性影響規(guī)律，為今后天津的臺(tái)風(fēng)預(yù)判與防御工作提供參考。

2 資料與方法

選取影響天津的臺(tái)風(fēng)，主要依據(jù)各類文獻(xiàn)或資料明確記述的臺(tái)風(fēng)對天津洪、澇、潮、風(fēng)4個(gè)方面存在的直接或間接影響。通過篩選1949—2019年71 a共有的20個(gè)臺(tái)風(fēng)信息（詳見表1），臺(tái)風(fēng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于中國臺(tái)風(fēng)網(wǎng)（https://www.typhoon.org.cn/）、中國天氣臺(tái)風(fēng)網(wǎng)（http://typhoon.weather.com.cn/）、溫州臺(tái)風(fēng)網(wǎng)（http://www.wztf121.com/）及百度百科。

3 臺(tái)風(fēng)基本特征

3.1 強(qiáng)度

臺(tái)風(fēng)（熱帶氣旋）按其底層中心附近最大平均風(fēng)力（風(fēng)速）大小劃分為6個(gè)等級，分別為熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。本研究20個(gè)臺(tái)風(fēng)中，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)1個(gè)，占總數(shù)的5%；強(qiáng)臺(tái)風(fēng)2個(gè)，占10%；臺(tái)風(fēng)8個(gè)，占40%；強(qiáng)熱帶風(fēng)暴2個(gè)，占10%；熱帶風(fēng)暴7個(gè)，占35%，如圖1所示。由此可知，影響天津的臺(tái)風(fēng)中，臺(tái)風(fēng)這一強(qiáng)度等級發(fā)生的次數(shù)最多，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)相對較少。

圖1 影響天津的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度分布

3.2 影響頻次

1949—2019 年共71 a臺(tái)風(fēng)影響天津20次，分別出現(xiàn)在16個(gè)年份，說明臺(tái)風(fēng)影響年份的出現(xiàn)頻率為22.9%，即平均4～5 a天津會(huì)受臺(tái)風(fēng)影響。70 a中有3個(gè)年份，每年都受到2個(gè)及以上臺(tái)風(fēng)的影響，出現(xiàn)頻率為4.3%；其中，2018年有3個(gè)臺(tái)風(fēng)對天津產(chǎn)生影響，為歷年來最多。

3.3 發(fā)生時(shí)間及編號

對臺(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖2所示。6月下旬—9月中旬均有臺(tái)風(fēng)影響，其中8月上旬最多，為7個(gè)，占總數(shù)的35%；其次是8月中旬和7月下旬，分別是5和4個(gè)。由此可知，7月下旬—8月中旬為臺(tái)風(fēng)影響天津的主要時(shí)段，共發(fā)生臺(tái)風(fēng)16個(gè)，占總數(shù)的80%。所以，7月下旬—8月中旬為天津受臺(tái)風(fēng)影響的主要時(shí)期，在此期間應(yīng)加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測，密切關(guān)注臺(tái)風(fēng)動(dòng)態(tài)。

圖2 臺(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)

臺(tái)風(fēng)編號為當(dāng)年臺(tái)風(fēng)的生成順序，一方面從一定程度上反映了該臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)的時(shí)間，另一方面反映了前期出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)的多少。影響天津臺(tái)風(fēng)編號，為3—21號不等，其中出現(xiàn)頻率最高的是9、10號，二者之和為7次，占全部臺(tái)風(fēng)數(shù)量的35%。由此可知，在天津的臺(tái)風(fēng)防御工作中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注每年7月下旬至8月中旬生成的第9、10號臺(tái)風(fēng)。

4 臺(tái)風(fēng)移動(dòng)規(guī)律

4.1 登陸位置

從臺(tái)風(fēng)登陸次數(shù)上看，20個(gè)臺(tái)風(fēng)共登陸中國大陸24次，其中有2個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸2次、1個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸3次、另有1個(gè)臺(tái)風(fēng)未登錄。從登錄位置上看，正面在天津登陸的僅1次，在天津以南登陸的22次，在天津以北登陸的2次，其中在浙江省登陸次數(shù)最多、為7次，如圖3所示。登陸位置最靠南的省份為福建，雖然福建以南的廣東、海南也經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)襲擊，但由于距離太遠(yuǎn)，這里的臺(tái)風(fēng)對天津影響有限。所以，天津臺(tái)風(fēng)防御應(yīng)著重關(guān)注福建及以北地區(qū)登陸的臺(tái)風(fēng)動(dòng)向。

圖3 臺(tái)風(fēng)登陸省份統(tǒng)計(jì)

4.2 移動(dòng)路徑

根據(jù)臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑，李曾中將臺(tái)風(fēng)路徑分為西北行、轉(zhuǎn)向、西行、北上4類；何乃光將北上臺(tái)風(fēng)按路徑分為登陸Ⅰ型、登陸Ⅱ型、渤海消失型、黃海型、黃海東緣型5類；而建軍則將北上臺(tái)風(fēng)分為沿海北上、沿海轉(zhuǎn)向、登陸北上、登陸填塞、登陸轉(zhuǎn)向及西折6類。依據(jù)上述分類，結(jié)合影響天津的臺(tái)風(fēng)特點(diǎn)，本文將臺(tái)風(fēng)路徑分為登陸北上、海路北上、西北行填塞、登陸轉(zhuǎn)向、遠(yuǎn)程影響5類。

（1）登陸北上型。此類臺(tái)風(fēng)一般沿海岸線在大陸上行進(jìn)，直至接近或經(jīng)過天津，從而造成影響。研究的20個(gè)臺(tái)風(fēng)中共有9個(gè)屬于此類，占總數(shù)的45%（如圖4（a）所示），194906、198407、198509、199406、200509、201210、201410、201810、201909號臺(tái)風(fēng)均屬于此類型。這類路徑臺(tái)風(fēng)大都有一定的順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，但偏轉(zhuǎn)位置和程度卻不盡相同，這與臺(tái)風(fēng)和其他天氣系統(tǒng)的相互作用有關(guān)。此類臺(tái)風(fēng)存在直接經(jīng)過天津的可能，通常與其他天氣系統(tǒng)相互作用，距離天津越近對天津造成暴雨、風(fēng)暴潮的影響越大。

圖4 影響天津的臺(tái)風(fēng)路徑分類

（2）海路北上型。此類臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑一般與中國大陸海岸線平行，在東海、黃海外海行進(jìn)，在膠東半島一線或之后登陸。由于天津地處渤海被膠東半島與遼東半島環(huán)抱，臺(tái)風(fēng)一般在膠東半島或遼東半島登陸。研究的20個(gè)臺(tái)風(fēng)中有3個(gè)屬于此類，占總數(shù)的15%（如圖4（b）所示），分別為199415、201105、201109號臺(tái)風(fēng)。此類臺(tái)風(fēng)對天津的主要影響是沿海風(fēng)暴潮災(zāi)害。

（3）西北行填塞型。此類臺(tái)風(fēng)一般從閩浙登陸后，深入中國大陸腹地，除19720號臺(tái)風(fēng)直接登陸天津外，其余臺(tái)風(fēng)大都未能到達(dá)天津就將能量大部分釋放而停止，但其外圍云系或因臺(tái)風(fēng)帶來的上游暴雨都有可能形成洪水，對天津產(chǎn)生影響。研究的20個(gè)臺(tái)風(fēng)中共有5個(gè)屬于此類，占總數(shù)的25%（如圖4（c）所示），具體為195612、197203、199608、199711、201814號臺(tái)風(fēng)。此類臺(tái)風(fēng)存在直接登陸天津的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可能在海河上游形成暴雨，對天津形成流域洪水威脅。

（4）西北行轉(zhuǎn)向型。此類臺(tái)風(fēng)對天津造成影響的僅有201818號臺(tái)風(fēng)，占總數(shù)的5%（如圖4（d）所示），此臺(tái)風(fēng)先是西北向深入內(nèi)陸腹地，然后突然轉(zhuǎn)向出海。此種路徑并非特例，195310號臺(tái)風(fēng)路徑亦屬于此類，但未找到該臺(tái)風(fēng)對天津造成影響的記錄。此類臺(tái)風(fēng)對天津的主要影響是沿海風(fēng)暴潮災(zāi)害。

（5）遠(yuǎn)程影響型。此類臺(tái)風(fēng)雖然在東南沿海登陸后很快減弱并停止，甚至未能越過長江，但與其他天氣系統(tǒng)相互作用同樣會(huì)對天津造成影響，此類臺(tái)風(fēng)有199216、200421號臺(tái)風(fēng)（如圖4（e）所示），共2個(gè)，占總數(shù)的10%。此類臺(tái)風(fēng)通過與其他天氣系統(tǒng)相互作用，對天津的主要影響也是沿海風(fēng)暴潮災(zāi)害。

5 臺(tái)風(fēng)對天津造成的災(zāi)害性影響

由于天津處于海河流域下游、渤海沿線，臺(tái)風(fēng)對于天津的影響主要可歸納為3個(gè)方面：①造成上游海河流域大范圍暴雨洪水影響天津；②造成天津地區(qū)暴雨內(nèi)澇；③造成天津沿海風(fēng)暴潮。

5.1 洪水

天津作為海河流域的最下游和主要入海通道，受流域性洪水過境影響較大。新中國成立以來，海河流域共出現(xiàn)4次大規(guī)模的流域性洪水，分別發(fā)生在1954、1956、1963和1996年，其中1956、1996年2次洪水是受臺(tái)風(fēng)影響產(chǎn)生的，且對應(yīng)的2個(gè)臺(tái)風(fēng)路徑相似，均為西北填塞型。因此，臺(tái)風(fēng)是海河流域洪水形成的重要原因之一，可通過在海河流域上游產(chǎn)生暴雨洪水影響天津。

1956年洪水是195612號臺(tái)風(fēng)造成的，海河流域上游暴雨成災(zāi)，太行山麓的平山縣獅子坪降雨385 mm/24 h，海河發(fā)生大洪水，洪水主要以南系大清河、子牙河、漳衛(wèi)南運(yùn)河為主，30 d洪水總量200.7億m3。1996年洪水是因199608號臺(tái)風(fēng)受其減弱成低氣壓及西風(fēng)倒槽和冷空氣的共同影響造成的，海河流域上游普降大到暴雨，局部地區(qū)有特大暴雨，海河流域形成“63·8”以來最大洪水，汛期自天津入海水量超過60億m3，為30 a來最大。

2次洪水均經(jīng)由天津各水系下泄入海，對天津造成了較大的防洪壓力。所以，在天津防御臺(tái)風(fēng)的過程中，除了關(guān)注過境臺(tái)風(fēng)外，同時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注深入內(nèi)陸的西北填塞型臺(tái)風(fēng)對海河上游尤其是太行山脈可能產(chǎn)生的暴雨洪水，應(yīng)提前騰空河道水庫做好洪水防御準(zhǔn)備。

5.2 暴雨

根據(jù)建軍對華北地區(qū)1957—2002年間臺(tái)風(fēng)與年降水量關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，天津地區(qū)臺(tái)風(fēng)最多的4 a，其年均降水比多年平均值偏多165.2 mm；臺(tái)風(fēng)最少的4 a，其年均降水比多年平均值偏少170.7 mm，說明臺(tái)風(fēng)對天津年均降水量影響顯著。

所有臺(tái)風(fēng)中，直接導(dǎo)致天津出現(xiàn)暴雨的有4個(gè)，分別為197203、198407、201810和201814號臺(tái)風(fēng)，占總數(shù)的20%。201810號臺(tái)風(fēng)（安比）造成天津普降大暴雨，平均降雨量130.8 mm，市區(qū)7月24日降水量205.3 mm，達(dá)到50 a一遇量級；201814號臺(tái)風(fēng)（摩羯）受臺(tái)風(fēng)外圍影響，天津東部大到暴雨，局部大暴雨，全市平均降雨量49 mm，最大降雨出現(xiàn)在張頭窩149 mm；197203號臺(tái)風(fēng)（麗塔）造成京津地區(qū)普降40～120 mm大到暴雨，北京東北部出現(xiàn)大暴雨，京津普遍出現(xiàn)6—8級大風(fēng)，塘沽陣風(fēng)10級；198407號臺(tái)風(fēng)（Freda）給天津（8月9日20時(shí)—10日8時(shí)）帶來133.7 mm雨量。其中，197203、198407和201810號臺(tái)風(fēng)均直接過境天津，201814號臺(tái)風(fēng)則通過外圍云系產(chǎn)生暴雨。

因此，在防御臺(tái)風(fēng)過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注過境或接近天津的臺(tái)風(fēng)以及臺(tái)風(fēng)與其他天氣系統(tǒng)相互作用時(shí)可能出現(xiàn)的暴雨，提前降低城市內(nèi)河道水位，做好城市排澇準(zhǔn)備。

5.3 風(fēng)暴潮

在影響天津的20個(gè)臺(tái)風(fēng)中（詳見表1），有15個(gè)形成了風(fēng)暴潮，占總數(shù)的75%，在3類災(zāi)害性影響中出現(xiàn)頻率最高。其中，199216號臺(tái)風(fēng)（Polly）引發(fā)了1949年以來最嚴(yán)重的一次強(qiáng)潮，塘沽最高潮位5.98 m，東北風(fēng)8～9級，陣風(fēng)11級，100 km海擋漫水、40多處沖毀，天津新港水深1 m，2 400個(gè)集裝箱進(jìn)水，大港油田69眼油井被海水浸泡、31眼停產(chǎn)，3 400戶居民家中進(jìn)水，1.8萬hm2養(yǎng)蝦池被沖毀，經(jīng)濟(jì)損失約4億元；199711號臺(tái)風(fēng)（蕓妮）的影響次之，最高潮位5.59 m，東北風(fēng)8～9級，陣風(fēng)11級，直接經(jīng)濟(jì)損失1.28億元；198509號臺(tái)風(fēng)（瑪米）最高潮位5.42 m，塘沽最大增水138 cm，新港一帶上水，東沽一帶淹水1 m多深，新港船廠、港務(wù)局碼頭貨場水深60～70 cm，直接經(jīng)濟(jì)損失6 000多萬元；200421號臺(tái)風(fēng)（海馬）最高潮位4.92 m，增水113 cm，四處海擋被沖開，150戶漁民房子進(jìn)水，133.33 hm2蝦池進(jìn)水，直接間接經(jīng)濟(jì)損失2 000萬元；201210號臺(tái)風(fēng)（達(dá)維）最高潮位5.22 m，最大增水144 cm，直接經(jīng)濟(jì)損失415萬元。

5.4 綜合影響分析

從臺(tái)風(fēng)對天津的洪水、暴雨、風(fēng)暴潮這3類災(zāi)害性影響綜合分析來看，發(fā)生洪水影響的臺(tái)風(fēng)基本不與另外兩類影響同時(shí)出現(xiàn)，主要原因是：出現(xiàn)洪水影響的臺(tái)風(fēng)其直接影響區(qū)域?yàn)樯嫌翁猩矫}，在上游形成暴雨天氣，因此對下游的天津產(chǎn)生洪水為間接影響。而第二類災(zāi)害性影響暴雨，大都伴有風(fēng)暴潮影響，此時(shí)臺(tái)風(fēng)的特點(diǎn)是行進(jìn)路徑經(jīng)過或接近天津附近，以登陸北上型和西北行填塞型臺(tái)風(fēng)為主。另外，大部分臺(tái)風(fēng)與其他天氣系統(tǒng)相互作用，都可能對天津沿海形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。

6 結(jié)論

綜上，本文通過對1949—2019年共71 a影響天津的20個(gè)臺(tái)風(fēng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從臺(tái)風(fēng)影響頻次、量級、時(shí)間、編號、登陸位置、行進(jìn)路徑等方面分析，初步探索了影響天津的臺(tái)風(fēng)基本特點(diǎn)，總結(jié)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害對天津的影響規(guī)律，為今后天津的臺(tái)風(fēng)防御工作提供借鑒。

（1）天津平均4～5 a會(huì)受臺(tái)風(fēng)影響，個(gè)別年份甚至?xí)艿?個(gè)或以上臺(tái)風(fēng)的影響。

（2）臺(tái)風(fēng)影響天津的時(shí)段主要集中在7月下旬—8月中旬，在此期間應(yīng)密切關(guān)注影響中國的臺(tái)風(fēng)的動(dòng)態(tài)，同時(shí)須著重關(guān)注每年的第9號、10號臺(tái)風(fēng)，提前做好各項(xiàng)防御準(zhǔn)備。

（3）影響天津的臺(tái)風(fēng)主要從福建及其以北登陸，移動(dòng)路徑主要有登陸北上、海路北上、西北行填塞、西北行轉(zhuǎn)向、遠(yuǎn)程影響5類。

（4）臺(tái)風(fēng)給天津帶來的災(zāi)害性影響主要有洪水、暴雨、風(fēng)暴潮3類，其影響程度與路徑類型關(guān)系密切，洪水主要由西北行填塞型臺(tái)風(fēng)在太行山脈形成暴雨而產(chǎn)生，暴雨則由登陸北上和西北行填塞型臺(tái)風(fēng)登陸、經(jīng)過或接近天津形成，多數(shù)臺(tái)風(fēng)與其他天氣系統(tǒng)相互作用均可能形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。