对南海不同区域热带气旋气候特征的分析

张亚杰，陈升孛，吴 慧，吴胜安，易灵伟

(1.海南省气候中心，海南 海口 570203； 2.海南省气象服务中心，海南 海口 570203)

对南海不同区域热带气旋气候特征的分析

张亚杰1，陈升孛2，吴 慧1，吴胜安1，易灵伟1

(1.海南省气候中心，海南 海口 570203； 2.海南省气象服务中心，海南 海口 570203)

利用1949—2015年CMA-STI热带气旋(TC)的最佳路径数据集分析了影响南海及其不同区域的TC频数、强度、源地和路径等气候特征.结果表明：影响南海、南海北部、南海南部热带气旋的年平均频数分别为11个、7.5个和3.0个，其年变化均为单峰型，峰值月分别出现在9月、8月和11月；影响南海中部的TC的年平均频数为6.1个，其年变化为双峰型，主峰出现在10月，次峰出现在7月.在影响南海的TC中，有52%的TC来源于西北太平洋，48%的TC来源于南海；在影响南海北部、中部和南部区域的TC中，来源于西北太平洋的TC频数占比分别为52%、52%、54%，并且西北太平洋生成的TC强度明显强于南海生成的TC强度.在南海的不同区域中，影响南海北部区域的TC强度最强，南部区域最弱.对于影响南海区域的TC，其生成源地主要集中在5°N以北的南海海域和菲律宾以东至150°E和6°～16°N的西太平洋海域；对于影响南海北部到南部区域的TC，其生成源地的纬度依次向南移、经度依次向西移.对于影响南海及其北部、中部和南部区域的TC，其路径移动方向分别集中在WSW-NW、W-NW、W-NW、WSW-WNW扇区，累计频率均在55%以上，对于主导方向，除南部为W方向(频率23.9%)外，其他均为WNW方向(频率均在24%以上).1949—2015年期间，影响南海和南海北部的TC年频数呈显著的减少趋势，减少速率分别达到0.6个/10a和0.5个/10a，南海中部区域的TC年频数呈微弱的减少趋势，而南部区域的TC年频数则无变化趋势.影响南海及其北部和中部区域的TC强度均有显著增强的趋势，而影响南海南部的TC强度则仅有弱的增强趋势.

南海不同区域； 热带气旋； 气候特征

西北太平洋是全球TC生成及活动最频繁的海域[1-2]，在东风带和副热带高压的影响下，其整个海域的TC生成后大部分向中国、越南、菲律宾、日本和韩国等国家移动并登陆[3-4].南海作为西北太平洋最大的边缘海，它既受西北太平洋所生成的TC西移的影响，又是TC生成的源地[5]，同时，南海紧靠我国陆地，进入我国南海的TC给我国华南沿海造成了较大的经济损失及人员伤亡.

近年来，国内外学者针对不同海域TC的强度、频数、路径、源地等气候特征进行了大量的研究工作，Knutson的研究指出，随着气候变暖，全球热带风暴约减少20%，约5%的热带气旋的平均强度在增加，热带气旋带来的降水增加约为20%[6]；Matsuura等的研究发现，TC活动频数的变化受西北太平洋副热带高压和海表温度的影响[7-8]，其年际变化在一定程度上与ENSO、QBO等事件有关[9-11].国内学者先后利用JTWC、CMA-STI等TC最佳路径资料对西北太平洋TC发生的频数、强度、路径、源地及其年际变化、季节分布、空间分布等特征做了统计分析，并针对其形成机理进行了气候背景分析[12-18]；胡娅敏等分析了登陆我国的TC或影响我国TC活动的气候特征，指出登陆或影响我国TC的频数均呈现减少趋势[19-23]；刘巧辉等研究了影响粤东沿海、珠江流域、福建福鼎地区、西沙海域等局部区域的TC气候特征[24-27]；吴慧等分析了1949以来登陆海南岛的热带气旋的频数、强度、位置、活动时间、持续时间等活动规律[28]；Wang等主要研究了源于南海的TC气候特征，包括生命期、路径、强度、生成频数、登陆频数等特征[29-31].这些研究无疑提高了我们对热带气旋和其变化规律的认识.然而，上述研究主要针对的是整个西北太平洋、南海或者是我国沿海省份，而南海TC的分区域研究还未见报道.随着南海海上航运、海洋资源开发、军事战略等方面的地位日益提高，南海的TC活动亦越来越受到各界关注，因此，有必要分区域研究南海TC的气候特征和变化规律，以便更详细了解南海各区域TC活动的特点，这可为今后开展南海各区域TC的预测和服务提供必要的气候背景信息.

1 资料和研究方法

1.1 资 料 本文所使用的TC资料来自中国台风网(www.typhoon.gov.cn)的“CMA-STI热带气旋最佳路径数据集”(1949—2015年)，由中国气象局上海台风所整编[32].“CMA-STI热带气旋最佳路径数据集”提供了1949年以来历年西北太平洋(含南海，赤道以北，东经180°以西)海域热带气旋每6小时的中心经纬度、强度、中心最低气压、近中心最大风速和平均风速等信息，该数据集强度标记以正点前2分钟至正点内的平均风速为准，参照《热带气旋等级》国家标准(GB/T 19201—2006)进行等级分类.本文统计了强度达到热带低压及以上强度的TC，包括热带低压(TD)、热带风暴(TS)、强热带风暴(STS)、台风(TY)、强台风(STY)和超强台风(SuperTY).

1.2 研究方法 本文主要研究影响南海不同区域TC的气候特征，并分区时考虑了目前在海南省气候业务上影响海南省TC的防区，以及未来海南省海洋气象预报预测业务的精细化服务的需求，同时，将南海区域划分为北部、中部和南部三个区域，具体的经纬度划分见图1.各区域内某一TC的影响时间为该TC进入该区域的时间(第一个记录点)，强度为该TC在区域内所达到的最强强度.

2 南海区域的TC活动的特征

2.1 TC逐月分布特征 图2为1949—2015年影响南海及其不同区域的年平均TC频数的逐月分布图.由图2可知，影响南海的TC年平均约11个，为单峰型分布，1～4月份TC影响较少，5月份开始增多，9月份达到峰值，此后逐月减少，但至12月份，其影响频数仍多于5月份，5～12月份TC影响频数占全年总数的96%.对于影响南海北部和南部的TC，其年平均约为7.5个和3.0个，也为单峰型分布，但北部TC的峰值月出现在8月份，TC主要影响期为5～11月份，占全年总数的98%；南部TC的峰值月出现在11月份，TC主要影响期出现在10～12月份，占全年总数的69%.对于影响南海中部的TC，其年平均约有6.1个，为双峰型分布，主峰月出现在10月份，次峰月出现在7月份，TC主要影响期为5～11月份，占全年总数的93%.

从生成源地上分析影响频数的各月分布时发现：在影响南海的TC中，西太平洋生成的TC占总TC个数的52%，南海的占48%，前者的影响高峰月在10月份，后者在9月份.在影响南海北部的TC中，西太平洋生成的TC占比为52%，南海的占48%，前者的影响高峰月在8月份，后者在10月份.影响南海中部的TC中，西太平洋生成的TC占52%，南海的占48%，前者的影响高峰月在9月份，后者在10月份.在影响南海南部的TC中，西太平洋生成的TC占比为54%，南海的占46%，两者的影响高峰月均在11月份.

南海TC的逐月分布特征与热带辐合带及副高压的南北移动有较大关系.8月份是热带辐合带最活跃的时间，随着热带辐合带北抬，其活动带达到最北，平均为18.6°N，最北可达26°N，而西北太平洋副热带高压脊线大概北跳至25°～30°N，导致TC移动路径偏北，此时北部区域TC的影响频数达到最多；而在9月份和10月份，由于热带辐合带的活动依然活跃，因此9月份的副热带高压迅速南落，从而导致西北太平洋的TC西行.致使进入南海区域的TC个数增加，此时南海生成的TC达最大值，因此9月份影响南海的TC个数最多；10月上旬，由于副高脊线回撤到20°N以南地区，因此导致偏西行且进入南海中部的TC增多，并达到最大值；随着副高脊线的进一步南撤，至11月份，由西太平洋进入南部区域的TC增多，同时由于海温的下降，此时南海生成的TC主要出现在南部区域并在该区域活动，从而使南部区域的影响TC进入高峰月.

通过进一步分析南海及其不同区域的各月影响TC的强度分布特征(表1)可以看出，对于影响南海的TC，从多到少依次为TD、STS、TY、TS、STY和Super TY，其中，Super TY出现在7～10月份和12月份，8月份和10月份最多，12月份仅有1个；STY除1～3月份外其他月份均有，10月份最多，4月份仅有1个；TY除2、3月份外其他月份均有，其中9月份和10月份最多，1月份仅有1个(7501号台风)；STS除1、2月份外其他月份均有，其中9月份最多；TS各月均有，其中9月份最多，2月份和4月份最少；TD各月均有，其中6月份和11月份最多，3月份和4月 v c份最少.

对于影响南海北部的TC类型，从多到少依次为TD、TY、STS、TS、STY和Super TY，其中，Super TY出现在7～10月份，8月份和9月份最多，7月份仅有1个(1409号超强台风“威马逊”，为1949年以来影响南海的最强台风)；STY除1～3月份外，其他月份均有，10月份最多，4份和12月份仅有1个；TY除1～3月份外，其他月份均有，其中9月份最多，12月份仅有1个；STS除1～4月份和12月份外其他月份均有，其中8月份最多；TS除1～3月份外其他月份均有，其中6月份、7月份和8月份最多，4月份仅有1个；TD除2、3月份外其他月份均有，其中8月份最多，1月份和4月份仅有1个.

对于影响南海中部的TC类型，从多到少依次为TD、STS、TS、TY、STY和Super TY，其中，Super TY出现在7月份、8月份、10月份和12月份，其中10月份最多，8月份和12月份仅有1个；STY除1～3月份外其他月份均有，其中10月份最多，4月份和8月份仅有1个；TY除2、3月份外其他月份均有，其中10月份最多，1月份仅有1个；STS除1、2月份外其他月份均有，其中11月份最多，3月份仅有1个；TS除2、3月份外其他月份均有，其中10月份最多，1月份仅有1个；TD除2、4月份外其他月份均有，其中9月份最多，3月份仅有1个.

对于影响南海南部的TC类型，从多到少依次为TD、TS、STS、TY、STY，该区域无Super TY影响；STY出现在5月份、10～12月份，其中11月份最多，5月份仅有1个；TY出现在8月份、10～12月份，其中11月份最多，8月份仅有1个；STS除2、6和8月份外其他月份均有，其中11月份最多，1月份和7月份仅有1个；TS除5月份外其他月份均有，其中11月份最多，3月份、7～9月份仅有1个；TD每个月份均有，其中11月份最多，2、4、7月份最少，仅有1个.

2.2 TC源地特征 南海不同区域的TC生成源地有所不同，总的来说，从北部到南部，生成纬度越偏南，经度越偏西.其中，影响南海的TC主要有两个生成源地，一个主要分布在5°N以北的整个南海海域；另一个主要分布在菲律宾以东至150°E和6°～20°N的西太平洋低纬度海域，在10°N附近生成TC的可能性最大.影响南海北部区域的TC生成源地也有两个，一个是在110°～120°E和14°～20°N的南海海域；另一个是在菲律宾以东至150°E和6°～16°N的西太平洋海域；影响南海中部区域的TC生成源地分别是110°～120°E和12°～17°N的南海海域以及菲律宾以东至145°E和6°～14°N的西太平洋海域；影响南海南部区域的TC生成源地分别为110°～119°E和9°～13°N的南海海域以及菲律宾以东至140°E和6°～11°N的西太平洋海域(图3).

表1 1949—2015年影响南海及其北部、中部和南部区域的各类TC的年个数统计

南海不同区域的TC的强度与生成源地有一定关系，一般西太平洋生成的TC强度比较强，影响不同区域的超强台风或强台风也有各自的集中生成源地.1949—2015年期间，影响北部区域的南海强台风只有6个，台风有28个，其他均弱于台风级；而影响北部区域的西太平洋超强台风有9个、强台风36个、台风有83个，超强台风生成的源地主要出现在126°～158°E和7°～15°N的范围.影响中部区域的南海强台风仅有3个，台风有15个，没有超强台风出现；而影响中部区域的西太平洋超强台风有7个、强台风有26个、台风有55个，超强台风生成的源地主要出现在132°～144°E和5°～10°N的范围.影响南部区域的南海强台风仅有2个，台风有4个，没有超强台风出现；而影响南部区域的西太平洋强台风有11个、台风有14个，强台风生成的源地主要出现在128°～169°E和4°～15°N的范围.

2.3 TC的路径特征 本文统计了南海各区域内每6 h观测点的移动方向及频率，南海及其北部、中部和南部区域的统计样本数依次为10014、4794、3432和1788个.从图4中可以看出，影响南海TC路径移动方向的区域集中在WSW～NW扇区，该扇区的累计频率达65.5%，主导方向为西北偏西(WNW)；出现频率为24.1%；其次为正西(W)方向，出现频率为20.0%；西北(NW)、西南偏南(WSW)方向占比在10%以上，其他方向出现的频率均在10%以下；南海北部区域的TC路径移动方向集中在W～NW扇区，该扇区累计出现的频率达56.7%，主导方向为西北偏西(WNW)，出现频率为24.8%，其次为正西(W)方向，出现频率为19.5%，西北(NW)方向占比12.5%，其他方向频率均在10%以下；中部区域的TC路径移动方向和北部区域基本相同，主要集中在W～NW扇区，该扇区累计出现的频率达55.1%，主导方向为西北偏西(WNW)，出现频率为24.1%，其次为正西(W)方向，出现频率为18.8%，西北(NW)方向占比12.2%，其他方向出现的频率均在10%以下；南部区域的TC路径移动方向集中在WSW～WNW扇区，该扇区累计出现的频率达61.2%，主导方向为正西(W)，出现频率为23.9%，其次为西北偏西(WNW)方向，出现频率为22.3%，西南偏南(WSW)方向占比15.0%，其他方向出现的频率均在7%以下.

2.4 TC频数的年际和年代际变化特征 1949—2015年，南海区域的TC最多的年份达19个(1970、1971年)，最少为4个(2004、2015年).在影响南海的TC中有68%的TC影响北部，56%的TC影响中部，仅有27%的TC影响南部，一年中，北部、中部和南部TC最多的分别为13个(1953年)、13个(1971年)和8个(1970、1971年)，在最少的年份，北部(2004年)和南部(1950、1957、1976、2010、2015年)均为0个，中部为2个(1976、1997、2002、2004、2005年).

从图5和表2中可以看出，在1949—2015年，影响南海的年TC频数呈显著减少的趋势，减少速率为0.6个/10a，这与西北太平洋TC变化的趋势一致，且两者的相关系数达0.57，超过0.05的显著性检验.此外，南海TC个数在20世纪70年代达到顶峰之后，开始逐渐减少，到90年代中期进入偏少阶段，这与西北太平洋TC生成频数的变化规律也基本一致.在南海的不同区域中，南海北部年TC影响频数的变化趋势与整个南海最接近，其减少速率为0.5个/10a，并超过0.05的显著性检验，而在南海中部，其年TC影响频数只有微弱的减少趋势，减少速率为0.1个/10a，至于在南海南部区域则未检测出年TC影响频数的变化趋势.从南海各区域年TC频数与南海区域年TC频数的相关系数也可以看出，南海各区域年TC频数和整个南海区域的年TC频数关系比西太平洋年TC频数与南海区域年TC频数的关系更为密切，尤其是北部区域的年TC频数.

表2 1949—2015年西北太平洋、南海及其各区域TC年频数变化趋势及相关系数

注：*代表达到0.05显著性水平，下表同

2.5 TC强度的年际和年代际变化特征 本文用TC中心最低气压的年平均值和最低值来表征其强度(气压越低，强度越强)，统计了1949年以来影响南海及其各区域的TC的年平均最低气压和年极端最低气压的年际和年代际变化特征.

图6表明，在1949—2015年期间，对于影响南海及其各区域的TC，其强度的年际波动剧烈.其中，影响南海的TC，其年平均最低气压的最小值为973 hPa(2014年)，最大值为998 hPa(1959年)；年极端最低气压最小值为888 hPa(2014年)，最大值为984 hPa(1949、1959年).影响南海北部的TC，其平均最低气压最小值为949 hPa(2014年)，最大值为998 hPa(1959年)；年极端最低气压最小值为888 hPa(2014年)，最大值为995 hPa(1959年).影响南海中部TC，其平均最低气压最小值为967 hPa(2012年)，最大值为1 000 hPa(1959年)；年极端最低气压最小值为921 hPa(1971年)，最大值为998 hPa(1959年).影响南海南部的TC，其平均最低气压最小值为968 hPa(1951年)，最大值为1 004 hPa(1950、1961、2002年)；年极端最低气压最小值为932 hPa(1979年)，最大值为1 004 hPa(1950、1961、2002年).

从线性变化趋势看，各区域年极端最低气压和年平均最低气压(图6，表3)均有不同程度的下降趋势.其中，影响南海的TC，其年极端最低气压在显著下降，下降速率为-3.1 hPa/10a，年平均最低气压也以-1.6 hPa/10a的速率在显著下降.影响南海北部的TC，其年极端最低气压在显著下降，下降速率接近南海区域的下降速率，达到-3.0 hPa/10a，其年代际变化与整个南海区域的年代际变化基本保持一致，数值非常接近，这表明：对于影响南海区域的TC，其强度基本取决于影响南海北部区域的TC强度；影响北部区域的TC，其年平均最低气压也呈现显著下降趋势，速率高于整个南海的速率，达-2.2 hPa/10a.影响南海中部的TC，其极端最低气压以-2.4 hPa/10a的速率在显著下降，其年平均最低气压以-1.4 hPa/10a的速率显著下降.影响南海南部的TC，年极端最低气压和年平均最低气压均为微弱的下降趋势，下降速率分别为-0.1 hPa/10a和-0.4 hPa/10a.

表3 1949—2015年南海及其各区域TC强度的统计及其变化趋势

3 结 论

利用CMA-STITC最佳路径数据集统计分析了影响南海及其北部、中部和南部区域的TC的活动特征，主要得出以下结论：

(1)影响南海的TC年平均约有11个，逐月分布为单峰型，峰值月出现在9月.影响北部或南部的TC，其年平均约有7.5个或3.0个，也为单峰型分布，但北部峰值月为8月；南部峰值月出现在11月.影响南海中部的TC年平均约6.1个，为双峰型分布，主峰月为10月，次峰月为7月.

(2)影响南海的TC有两个主要的生成源地，一个主要分布在5°N以北的整个南海海域；另一个主要分布在菲律宾以东至150°E和6°～20°N的西太平洋低纬度海域，在10°N附近生成TC的可能性最大.影响南海北部到南部区域的TC，其生成源地的纬度依次向南移，经度依次向西移.其中，影响南海的TC有52%来源于西北太平洋，48%的TC来源于南海.在影响南海北部、中部和南部区域的TC中，来源于西北太平洋的TC，其频数占比分别为52%、52%、54%，其余来源于南海.

(3)影响南海的TC，其路径移动方向集中在WSW-NW扇区，该扇区累计频率达65.5%，主导方向为西北偏西(WNW)，出现频率为24.1%.影响南海北部、中部和南部区域的TC，其路径移动方向分别集中在W-NW、W-NW、WSW-WNW扇区，累计频率均在55%以上，主导方向除南部外，其他均为西北偏西(WNW)方向，频率均在24%以上，而南部区域的主导方向为西(W)方向，出现频率为23.9%.

(4)1949—2015年，影响南海的TC，其年频数呈显著减少的趋势，减少速率为0.6个/10a.影响南海北部的TC，其年频数也呈显著减少的趋势，减少速率达0.5个/10a，南海中部区域的TC年频数呈微弱的减少趋势，南部区域的TC年频数则无变化趋势.

(5)1949—2015年，对于影响南海的TC，其年极端和年平均最低气压分别以-3.1和-1.6 hPa/10a的速率显著下降.影响南海北部和中部的TC，其年极端最低气压以-3.0和-2.4 hPa/10a的速率显著下降，年平均最低气压以-2.2和-1.4 hPa/10a的速率显著下降，影响南海南部的TC，其年极端和年平均最低气压均为微弱的下降趋势.

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Climatic Characteristics of Tropical Cyclones Entering the Different Regions of the South China Sea

Zhang Yajie1, Chen Shengbei2, Wu Hui1, Wu Shengan1, Yi Lingwei1

(1. Hainan Climate Center, Hainan, Haikou 570203, China; 2. Hainan Meteorological Service Center, Hainan, Haikou 570203, China)

In the report, the best path data set of CMA-STI tropical cyclones (TC) from 1949 to 2015 were used to analyze the climatic characteristics which affect the frequency, intensity, source, and path of the South China Sea and some other regions。The results indicated that annual average frequency of TC entering the South China Sea and its northern, southern regions were 11, 7.5, and 3, respectively. with single peak appeared in September, August and November; the annual average frequency of TC entering the central South China Sea was 6.1, with double peak appeared in October and July; among the TC affecting the South China Sea, 52% TC were from the Northwest Pacific, and 48% were locally generated; among the TC affecting the northern, central and southern region of the South China Sea, the ratio of TC from the Northwest Pacific was 52%, 52%, and 54%, respectively, and TC intensity from the Northwest Pacific was significantly stronger than those from the South China Sea. In the different regions of the South China Sea, the intensity of TC affecting the northern region were the strongest, while those affecting the southern region were the weakest. TC affecting the South China Sea mainly ranged from the South China Sea (>5°N), and east ocean of Philippine Islands till 150°E, 6°～16°N of the Northwest Pacific; the latitudes of the source regions of TC affecting the southern and northern regions of the South China Sea in order to the south, while the longitudes of it in order to the western. The path directions of TC affecting the South China Sea and its northern, central and southern region were concentrated in WSW-NW, W-NW, W-NW, and WSW-WNW, respectively, with total frequency over 55%, the leading directions of all regions were WNW with frequency over 24%, except that the south was W (23.9%). From 1949 to 2015, the TC frequency of the South China Sea and its northern region significantly decreased (-0.6 and -0.5 per decade), which reach 0.6/10a和0.5/10a, respectively, the TC frequency of the South China Sea and its central region was faint decreased, while no significant change trends in the central and the southern region; the TC intensity of the South China Sea and its northern region and central regions showed a significant increasing trend, while the trend was not significant in southern region.

South China Sea; tropical cyclone; climatic characteristics

2016-10-22

中国气象局气象关键技术集成与应用项目(CMAGJ2013M39)，海南省气象局青年基金项目(HNQXQN201502)

张亚杰(1987-)，男，河南登封人，硕士，工程师，研究方向：主要从事气候变化研究工作，E-mail: zhyajie87@163.com

1004-1729(2017)01-0044-010

P 444

A DOl：10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2017.0009