1961—2020年登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)及其暴雨氣候特征

梁敏妍，甘嘉歡，皮婉楷，盧栩詩(shī)，婁永芳，吳斯敏，吳從權(quán)，張楚

（江門市氣象局，廣東江門 529030）

世界氣象組織統(tǒng)計(jì)顯示，臺(tái)風(fēng)是威脅人類生存的10大自然災(zāi)害之一。其中，在亞洲，臺(tái)風(fēng)是最具破壞力的天氣系統(tǒng)、是造成死亡人數(shù)最多的一種自然災(zāi)害。為減小臺(tái)風(fēng)可能帶來(lái)的災(zāi)害和損失，切實(shí)構(gòu)筑防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)防線，保障人們的生命、生活和生產(chǎn)安全，很多專家和學(xué)者對(duì)臺(tái)風(fēng)的特征、機(jī)理等進(jìn)行了研究［1－7］。登陸臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的影響往往更為猛烈、造成的災(zāi)害也更嚴(yán)重，專家針對(duì)登陸臺(tái)風(fēng)的特征、帶來(lái)的降水等的研究也越來(lái)越多［8－12］。王一新等［8］對(duì)1949年以來(lái)登陸我國(guó)臺(tái)風(fēng)的主要特征進(jìn)行了分析；梁潔華等［12］分析了登陸福建臺(tái)風(fēng)對(duì)粵東降水的影響，發(fā)現(xiàn)1989—2018年間登陸福建的臺(tái)風(fēng)，其暴雨對(duì)粵東影響的時(shí)間主要是在臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)天和登陸后1 d，降水強(qiáng)度與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度并無(wú)直接的線性關(guān)系。

江門地處南海之濱，大陸海岸線長(zhǎng)，約占全省的1／10，平均每年受3～5個(gè)臺(tái)風(fēng)影響。1826號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“山竹”在江門沿海登陸給社會(huì)造成嚴(yán)重破壞后，社會(huì)各界再度將登陸臺(tái)風(fēng)及其暴雨影響的關(guān)注推上新高度，了解和掌握海岸線較長(zhǎng)的江門沿海的登陸臺(tái)風(fēng)及其暴雨氣候特征迫在眉睫。而關(guān)于在江門沿海登陸的臺(tái)風(fēng)及其暴雨氣候特征的研究尚未見(jiàn)有系統(tǒng)的報(bào)道［13－19］，特別是長(zhǎng)時(shí)間序列的研究。為此，本研究開(kāi)展對(duì)江門地區(qū)氣象站建設(shè)后資料記錄完整的1961年以來(lái)到2020年登陸當(dāng)?shù)氐呐_(tái)風(fēng)及其暴雨氣候特征的分析，以期掌握登陸當(dāng)?shù)匮睾Ｅ_(tái)風(fēng)及其致暴情況，為筑牢防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)第一道防線提供保障；為提高預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確率，做好氣象服務(wù)，應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

利用中國(guó)氣象局熱帶氣旋資料中心和廣東省氣候中心的氣象數(shù)據(jù)資料，普查1961—2020年的臺(tái)風(fēng)資料，選取登陸廣東江門的個(gè)例，對(duì)應(yīng)臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)日及前后連續(xù)出現(xiàn)暴雨的江門地區(qū)的鶴山站、開(kāi)平站、新會(huì)站、恩平站、臺(tái)山站和上川站（海島）共6個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站的資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。定義日雨量（20：00—20：00（北京時(shí)，下同））≥50 mm為暴雨日、≥100 mm為大暴雨日；6個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站中有1個(gè)或以上站點(diǎn)日雨量≥50 mm視為臺(tái)風(fēng)過(guò)程帶來(lái)暴雨影響。1 d共24 h的時(shí)間段劃分：08：01—14：00為上午、14：01—20：00為下午、20：01—02：00為夜間、02：01—08：00為凌晨。

本研究是分析首次登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)，強(qiáng)度級(jí)別包括熱帶風(fēng)暴（TS）、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴（STS）、臺(tái)風(fēng)（TY）、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)（STY）和超級(jí)臺(tái)風(fēng)（Super－TY）。將臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)天［10］和登陸前、登陸后持續(xù)有暴雨影響的時(shí)段記為一次臺(tái)風(fēng)暴雨過(guò)程。本研究描述的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度級(jí)別除特別指出是登陸時(shí)強(qiáng)度級(jí)別外，其他均指過(guò)程最高強(qiáng)度級(jí)別。江門市轄三區(qū)四市，其中有海岸線的是新會(huì)區(qū)、臺(tái)山市和恩平市，海岸線長(zhǎng)度分別為87.56、649.2和21 km；蓬江區(qū)、江海區(qū)、鶴山市、開(kāi)平市地處內(nèi)陸，沒(méi)有海岸線。

研究方法除常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)外，還對(duì)臺(tái)風(fēng)的年際特征作線性回歸和對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)的中心氣壓與風(fēng)速、臺(tái)風(fēng)的月際特征與汛期降水進(jìn)行相關(guān)分析，并對(duì)其顯著性水平進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果和討論

2.1 登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)特征

1）總體特征。

1961—2020年的60年間，首次登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)共有17個(gè)，且均在轄區(qū)內(nèi)的臺(tái)山市沿海登陸；各登陸臺(tái)風(fēng)的具體情況詳見(jiàn)表1。此外，第3次登陸在江門沿海的臺(tái)風(fēng)有1個(gè)，是9904號(hào)TY在揭陽(yáng)惠來(lái)首次登陸后西折在香港2次登陸、在臺(tái)山第3次登陸；沒(méi)有2次在江門沿海登陸的臺(tái)風(fēng)。

表1 1961—2020年首次登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)

從表1可以看到，登陸江門沿海臺(tái)風(fēng)的發(fā)源地主要來(lái)自西太平洋，其次是南海。來(lái)自西太平洋有14個(gè)，占比82%；南海3個(gè)，占比18%。60年間有兩年年內(nèi)有2個(gè)臺(tái)風(fēng)登陸（1993和2009年），即共有15年有臺(tái)風(fēng)登陸，占總年份的25%。最早登陸的是8904號(hào)，登陸時(shí)間為5月20日（比全省最早的4月19日晚約1個(gè)月）；最晚登陸為7439號(hào)，登陸時(shí)間為12月2日（也是全省最晚）；登陸時(shí)間在1 d內(nèi)的各個(gè)時(shí)段均有出現(xiàn)，其中夜間略多，出現(xiàn)6次；下午略少，出現(xiàn)3次；上午和凌晨均為4次。登陸級(jí)別中，除Super－TY外，其他各級(jí)別強(qiáng)度均有出現(xiàn)，TD、TS、STS、TY、STY的登陸次數(shù)分別為1、3、6、6、1次；又以STS和TY強(qiáng)度級(jí)別登陸的次數(shù)最多，占比共71%；其次是TS。登陸時(shí)有53%是近海減弱上岸；有47%是強(qiáng)度加強(qiáng)或維持上岸。最強(qiáng)登陸是1826號(hào)Super－TY“山竹”，登陸時(shí)的強(qiáng)度為STY。登陸時(shí)中心附近的最大風(fēng)速與最低氣壓成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－0.936，通過(guò)顯著性水平0.001的檢驗(yàn)。說(shuō)明氣壓越低，中心附近風(fēng)速越大。

2）不同源地的路徑和強(qiáng)度。

從路徑特征來(lái)看，來(lái)自西太平洋的臺(tái)風(fēng)可分為3種類型：西北行型（圖1a）、偏西轉(zhuǎn)東北型（圖1b－Ⅰ）、西北轉(zhuǎn)西南型（1b－Ⅱ）。3種類型路徑總體穩(wěn)定，多以西北型為主，占比70%；另外兩種路徑僅各出現(xiàn)過(guò)1次，且登陸前也以西北或偏向路徑為主，占比均為6%。南海臺(tái)風(fēng)路徑復(fù)雜，在登陸3次的個(gè)例中，很難合并歸類，其各自獨(dú)立成型，有打圈型（圖1c）、偏西轉(zhuǎn)偏北型（圖1d－Ⅰ）、西北轉(zhuǎn)東北型（圖1d－Ⅱ）；分別占比6%。

圖1 1961—2020年登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)路徑分型

從強(qiáng)度特征看，發(fā)源于西太平洋的臺(tái)風(fēng)，過(guò)程最高強(qiáng)度級(jí)別跨度為從TS到Super－TY、登陸時(shí)強(qiáng)度級(jí)別為TD到STY；發(fā)源于南海的臺(tái)風(fēng)，過(guò)程最高強(qiáng)度級(jí)別均為TY、登陸時(shí)強(qiáng)度級(jí)別為STS和TY?？梢?jiàn)，發(fā)源于太平洋的臺(tái)風(fēng)經(jīng)過(guò)洋面時(shí)吸收能量可以到達(dá)更高的強(qiáng)度。

3）年代際、年際特征。

各年代登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)中，存在顯著的年代際變化，20世紀(jì)80年代的頻次最多，其次是70年代；進(jìn)入21世紀(jì)10年代后，登陸臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度有偏強(qiáng)的趨勢(shì)，以TY或STY強(qiáng)度級(jí)別居多，詳見(jiàn)表2。

表2 1961—2020年不同強(qiáng)度級(jí)別登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)年代際變化

登陸臺(tái)風(fēng)年際分布也極不均勻，存在顯著的年際變化。最多時(shí)1年內(nèi)有2個(gè)登陸；而20世紀(jì)90年代中前期到21世紀(jì)00年代后期，最長(zhǎng)連續(xù)15年沒(méi)有臺(tái)風(fēng)登陸。對(duì)歷年登陸江門沿海的臺(tái)風(fēng)數(shù)量作長(zhǎng)時(shí)間序列的線性變化趨勢(shì)分析（圖2），可見(jiàn)臺(tái)風(fēng)登陸數(shù)量近60年呈增加趨勢(shì)，但沒(méi)有通過(guò)0.05的顯著性水平檢驗(yàn)，表明上升趨勢(shì)不明顯。

圖2 1961—2020年登陸江門的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)和線性趨勢(shì)

4）月際分布。

不同強(qiáng)度登陸臺(tái)風(fēng)的月際分布如表3所示。從表3可以看出，7—9月臺(tái)風(fēng)登陸的頻數(shù)大，登陸數(shù)為11個(gè)，占總樣本數(shù)65%。月份分布中，8和9月一樣多，均為4個(gè)；其次是7、6和10月，分別為3個(gè)、2個(gè)；再就是5和12月分別有1個(gè)；1—4和11月沒(méi)有臺(tái)風(fēng)登陸。9、10月登陸的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度級(jí)別相對(duì)較高，在STS或以上。

表3 1961—2020年不同強(qiáng)度級(jí)別登陸江門沿海臺(tái)風(fēng)的月際變化1）

2.2 登陸臺(tái)風(fēng)的致暴特征

1）總體特征。

登陸的17個(gè)臺(tái)風(fēng)中，除7017號(hào)TS沒(méi)有給當(dāng)?shù)貛?lái)暴雨過(guò)程，其他16個(gè)均不同程度帶來(lái)暴雨。臺(tái)風(fēng)致暴的空間分布不均勻，其中給臺(tái)山站帶來(lái)暴雨的臺(tái)風(fēng)個(gè)數(shù)最多，是14個(gè)；其次是上川站，有13個(gè)；最少的是開(kāi)平站和鶴山站，各有10個(gè)。

登陸地和位置偏南偏沿海的站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨的概率較大；靠?jī)?nèi)陸的北部略少。暴雨日數(shù)最多是上川站和臺(tái)山站，均為21 d；最少是鶴山站、開(kāi)平站和恩平站，均為16 d。大暴雨日數(shù)最多是海島的上川站，為14 d；內(nèi)陸最多是恩平站，有10 d，而不是登陸地臺(tái)山站（8 d）；最少是鶴山站和開(kāi)平站，均為6 d。詳見(jiàn)表4。

表4 登陸廣東江門臺(tái)風(fēng)的致暴個(gè)例數(shù)和暴雨、大暴雨日數(shù)

暴雨量整體上明顯地表現(xiàn)為由南向北遞減。從單站來(lái)看，日平均暴雨量最大是海島的上川站，為136.8 mm，內(nèi)陸最大出現(xiàn)在恩平站（118.8 mm），而不是登陸地的臺(tái)山站（102.9 mm）；最小的是鶴山站，日平均暴雨量為88.1 mm，空間分布如圖3a所示。日平均大暴雨量最大也是海島的上川站，日平均大暴雨量為162.7 mm，內(nèi)陸為位于南部的開(kāi)平站和臺(tái)山站相當(dāng)，分別為151.2和150.9 mm；最小是新會(huì)站127.1 mm（圖3b）。而臺(tái)風(fēng)過(guò)程日最大暴雨量也出現(xiàn)在上川站，達(dá)318.6 mm；內(nèi)陸最大也出現(xiàn)在恩平站（295.2 mm），而非登陸地臺(tái)山站（196.0 mm）（圖3c），這可能是受地形影響導(dǎo)致。

圖3 登陸廣東江門臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的日平均暴雨量（a）、日平均大暴雨量（b）和日最大暴雨量（c）空間分布（單位：mm）

2）不同源地臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的暴雨特征。

源地太平洋的14個(gè)臺(tái)風(fēng)有13個(gè)帶來(lái)暴雨過(guò)程，單個(gè)臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致最長(zhǎng)暴雨日數(shù)為3 d、最多暴雨站數(shù)為14站、最大過(guò)程暴雨量1 716.3 mm、最大日暴雨量267.0 mm，均由1209號(hào)STY導(dǎo)致；暴雨站次最大平均值為140.9 mm，由0908號(hào)STS導(dǎo)致。源地南海的3個(gè)臺(tái)風(fēng)全部均帶來(lái)暴雨過(guò)程，單個(gè)臺(tái)風(fēng)最長(zhǎng)致暴日數(shù)為4 d、最多暴雨站數(shù)為15站、最大過(guò)程暴雨量2 023.7 mm、最大日暴雨量318.6 mm，均由9320號(hào)TY“Dot”造成；暴雨站次最大平均值為140.1 mm，由7523號(hào)TY導(dǎo)致?？梢?jiàn)，最強(qiáng)致暴臺(tái)風(fēng)來(lái)自南海。不同源地臺(tái)風(fēng)的致暴個(gè)數(shù)、單個(gè)臺(tái)風(fēng)的最長(zhǎng)致暴日數(shù)、最多致暴站數(shù)、最大過(guò)程暴雨量、最大日暴雨量和暴雨站次最大平均值簡(jiǎn)況見(jiàn)表5。

表5 不同源地臺(tái)風(fēng)的致暴統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3）不同強(qiáng)度登陸臺(tái)風(fēng)的致暴特征。

不同登陸強(qiáng)度的臺(tái)風(fēng)中，以TY強(qiáng)度級(jí)別帶來(lái)的暴雨天數(shù)和大暴雨天數(shù)居多，占比50%；其次是STS，占比分別為34%和33%；TY和STS合計(jì)超80%。

登陸臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨量級(jí)最顯著的強(qiáng)度級(jí)別總體來(lái)說(shuō)是TY、平均暴雨量為113.2 mm；其次是STS、平均暴雨量為108.0 mm（表6）。

表6 不同強(qiáng)度登陸臺(tái)風(fēng)的致暴特征

從表6可以看出，暴雨強(qiáng)度總體與臺(tái)風(fēng)登陸強(qiáng)度有關(guān)系，但并不是必然的線性關(guān)系，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度越強(qiáng)不一定就會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)的暴雨；最長(zhǎng)暴雨持續(xù)天數(shù)和單站暴雨量日最大是由9320號(hào)以TY級(jí)別登陸造成，而不是登陸強(qiáng)度最強(qiáng)的STY“山竹”，此結(jié)論與梁潔華等［10］的研究一致，平均暴雨站次則是隨登陸強(qiáng)度增加而增多，說(shuō)明臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度越強(qiáng)，其強(qiáng)降雨體系覆蓋的范圍越廣。

4）登陸臺(tái)風(fēng)的暴雨出現(xiàn)時(shí)間。

登陸當(dāng)天共有13個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨，占比77%；登陸后1 d共有10個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨，占比59%；登陸前1 d，有3個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨，占比18%；登陸前2和后2 d，分別有1個(gè)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)暴雨。單站最大日均暴雨由TY級(jí)臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)天導(dǎo)致，達(dá)127.4 mm。登陸當(dāng)天共出現(xiàn)57站次暴雨，占比53%；登陸后1 d共出現(xiàn)38站次暴雨，占比35%；登陸前1 d，共出現(xiàn)8站次暴雨，占比7%；登陸后2和前2 d，分別出現(xiàn)4和1站次暴雨，也就是說(shuō)，暴雨主要集中在登陸當(dāng)天和次日，臺(tái)風(fēng)登陸往往才更是暴雨影響的開(kāi)始，在預(yù)報(bào)服務(wù)中尤其要注意提醒市民避免收到臺(tái)風(fēng)登陸消息就放松警惕；而是更要加強(qiáng)強(qiáng)降雨的防范。登陸臺(tái)風(fēng)的暴雨出現(xiàn)時(shí)間特征情況詳見(jiàn)表7。

表7 登陸臺(tái)風(fēng)的暴雨出現(xiàn)時(shí)間特征

2.3 登陸臺(tái)風(fēng)與降雨的關(guān)系

登陸臺(tái)風(fēng)的月際變化與歷年月平均降水量特征相似，尤其是后汛期（圖4）。6個(gè)國(guó)家氣象站的月平均降水量和歷年逐月臺(tái)風(fēng)登陸數(shù)的相關(guān)系數(shù)介于0.576～0.757之間，且均通過(guò)顯著性水平0.05的檢驗(yàn)（表略），這說(shuō)明江門夏季降水量與臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有密切關(guān)系。

圖4 歷年逐月臺(tái)風(fēng)登陸數(shù)和月平均降水量變化擬合圖

3 結(jié)論

1）1961—2020年共60年間，首次登陸江門的臺(tái)風(fēng)有17個(gè)，表現(xiàn)為20世紀(jì)80年代最多，21世紀(jì)10年代后強(qiáng)度有偏強(qiáng)的趨勢(shì)，并以TY或STY強(qiáng)度級(jí)別居多。8和9月登陸次數(shù)最多，其次是7月。9、10月登陸的臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度級(jí)別相對(duì)較高，為STS或以上級(jí)別。最早登陸時(shí)間為5月20日，最晚為12月2日（也是全省最晚）。

2）登陸臺(tái)風(fēng)的發(fā)源地主要是西太平洋，占比82%；其他是南海。西太平洋臺(tái)風(fēng)路徑總體穩(wěn)定，可分為西北行型、偏西轉(zhuǎn)東北型、西北轉(zhuǎn)西南型。南海路徑比較復(fù)雜，在為數(shù)不多的3次個(gè)例中，各自獨(dú)立成型。

3）臺(tái)風(fēng)過(guò)程的最高強(qiáng)度級(jí)別跨度從TS到Super－TY、登陸時(shí)強(qiáng)度級(jí)別為TD到STY。登陸時(shí)有53%是近海減弱上岸，其他是強(qiáng)度加強(qiáng)或維持上岸。發(fā)源于太平洋的臺(tái)風(fēng)經(jīng)過(guò)洋面時(shí)吸收能量可以到達(dá)更高的強(qiáng)度。

4）臺(tái)風(fēng)致暴的空間分布不均勻，沿海出現(xiàn)暴雨的概率更大、暴雨量明顯表現(xiàn)為由南向北遞減。最大日暴雨量恩平站比登陸地臺(tái)山站更多，這可能是受地形影響導(dǎo)致。

5）暴雨強(qiáng)度總體與臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度相關(guān)，但并不是必然的線性關(guān)系。歷年中，帶來(lái)最強(qiáng)暴雨（過(guò)程暴雨量2 023.7 mm、最大單站日暴雨量318.6 mm）、時(shí)間持續(xù)最長(zhǎng)（4 d）的是9320號(hào)TY“DOT”，而不是1826號(hào)Super－TY“山竹”。臺(tái)風(fēng)登陸當(dāng)天和次日帶來(lái)的暴雨最多、最強(qiáng)烈，臺(tái)風(fēng)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中要注意避免在臺(tái)風(fēng)登陸后就放松警惕，恰恰相反，是更須加強(qiáng)防范。

6）登陸臺(tái)風(fēng)的月際變化與歷年月平均降水量特征相似，尤其是后汛期，其相關(guān)性通過(guò)了顯著性水平0.05的檢驗(yàn)，說(shuō)明江門夏季降水量與臺(tái)風(fēng)活動(dòng)有密切關(guān)系。