登陆我国的西北太平洋热带气旋消退时间的变化特征
2017-05-16陈玲丽
陈玲丽,龙 园
(1.贵州省安龙县气象局,贵州 安龙 552400;2.贵州省六盘水市气象局,贵州 六盘水 553000)
登陆我国的西北太平洋热带气旋消退时间的变化特征
陈玲丽1,龙 园2
(1.贵州省安龙县气象局,贵州 安龙 552400;2.贵州省六盘水市气象局,贵州 六盘水 553000)
利用中国气象局热带气旋资料中心提供的西北太平洋热带气旋观测资料,对2003—2013年登陆我国的热带气旋从登陆到消退持续时间(简称为持续时间)的年际变化及季节变化特征进行分析,并分类讨论了1次、2次以及3次登陆类型气旋的消退速度的年际、季节变化特征。结果表明:在年际变化中,总趋势为气旋的持续时间呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势。在季节分布中,总趋势为夏季持续时间呈略减少的趋势,消退速度呈略增快的趋势,秋季气旋的持续时间略微增加的趋势,消退速度相应的略减慢,春季变化趋势基本不变,冬季没有气旋登陆我国。
热带气旋;消退速度;变化特征
1 引言
热带气旋作为天气灾害的主要天气系统之一,影响范围广,性质复杂多变。我国受影响较重的区域主要是华南沿海地区以及东南沿海地区,其中广东是受灾害最严重的省份,其他受影响较明显的省份有海南、福建、浙江,其余如香港、广西、江苏、山东和辽宁等地区的影响相对较小[1-3]。
国际上对于热带气旋研究的热度不减[4-6],曹西等的研究指出[4],在热带辐合带强年,副高的偏北偏弱、对流低层出现气旋性距平风场和高层出现反气旋性距平风场,在热带辐合带弱年则相反并进一步探讨了热带辐合带强年,热带气旋生成频数增加且路径更易于打转,而弱年生成频数减少且路径更易于西北行。此外,有研究表明[7-8],热带气旋与厄尔尼诺现象之间关系密切,如登陆我国不同区域的热带气旋在大尺度环流方面存在显著差异,且不同的海洋背景对热带气旋的生成数目之间有重要的关系。此外,登陆我国的热带气旋的时空变化特征亦受到了人们的广泛关注[9-11],王磊等[9]的分析表明,登陆我国的西北太平洋热带气旋的强度增大趋势明显,在2、3、4区生成登陆我国的气旋基本为平直的西北移动路径,1、5区的气旋主要为打转或移动路径转向,并且由于登陆气旋的方向逐渐向东北方向偏移,使得厦门以北的华东地区热带气旋数量有增加的趋势,厦门以南的热带气旋数量呈减少趋势。
除此之外,仍有众多的研究从不同方面出发对西太平洋气旋的时空变化特征进行了分析[12-14],为后续对气旋的研究提供了大量的科研基础。但总体而言,目前对于登陆我国的热带气旋消退速度的研究还较为匮乏,其所存在的年际、季节变化特征仍不清楚,而其又是在对登陆我国的台风进行中短期时效预报中的重要气候背景。因此,本文将对2003—2013年间登陆我国的西北太平洋热带气旋消退速度的变化特征进行研究,以期加深对于登陆我国的热带气旋消退速度的认识,为加强登陆热带气旋的预报提供理论基础。
2 资料来源
登陆中国的热带气旋资料取自2003—2013年《热带气旋年鉴》,西太平洋海面热带气旋逐6 h路径资料,登陆时间取自中国气象局热带气旋资料中心CMA-STI热带气旋最佳路径数据集。分析2003—2013年11 a间登陆我国(在台湾登陆的阶段不做讨论)的热带气旋从登陆到消退持续时间的年际、季节变化特征。热带气旋编号为4位阿拉伯数字,例如0709号代表2007年出现的第9个气旋。
3 登陆我国热带气旋消退速度的年际变化特征
3.1 所有登陆气旋
如图1a所示,在2003—2013年登陆我国的所有气旋中,从逐年所有气旋的总持续时间来看,热带气旋持续时间总和极大值出现在2009年,为364 h;极小值出现在2003年,气旋持续时间总和仅有126 h。上述11 a中有6 a的气旋持续时间总和处于平均值之上,集中在2005—2010年,其余年份气旋的总持续时间均低于平均值。从逐年每个气旋的平均持续时间来看,2003—2013年单个气旋平均持续时间约为40 h,极小值仍出现在2003年,为18 h,不到平均持续时间的一半,而极大值则有所不同,气旋平均持续时间最长的年份为2007年,达60 h,为平均值的150%。就登陆个数而言(图1b),有3 a(2003、2005、2011年)登陆个数与平均值(7个)持平,有2 a高于平均值(2009、2013年),其中2009年多达9个气旋在我国登陆,其余年份登陆气旋个数均低于平均值1个,从整个变化趋势来看,热带气旋的持续时间呈现出一定的增加趋势,也即消退速度呈减慢趋势。
图1 (a)为气旋的持续时间的年际变化(单位:h);(b)为登陆个数的年际变化Fig.1 The interannual variation characteristics of tropical cyclones (a) landing duration, unit: hours;(b) landing amount
3.2 1次登陆类型
热带气旋在我国登陆后,有些直接在陆地上或者转入海面变性或消亡,这种气旋为1次登陆类型;在登陆后又转入海面后再次登陆我国后变性或消亡的此类气旋称为2次登陆类型;以此类推也有3次登陆类型气旋。在生命史中多次登陆的气旋往往出乎人们的预料,在给当地带来持续的强降水同时会给当地民众的生命财产安全及社会经济带来更为严重的威胁,而这目前亦是台风预报过程的难点,但亦是需要我们关注的重点。其中,1次登陆类型气旋又分为陆地消退和入海消退两种类型,2003—2013年,1次登陆类型的气旋共有49个,其中在陆地消退的气旋有23个(图2a),平均持续时间为46 h,平均登陆个数为2个(如图2b);平均值极大值为2010年(1个气旋)的台风“莫兰蒂”,时间持续了108 h,高出平均值约134%使我国南部沿海地区受灾较严重,使福建省共100多万人受灾,因灾死亡3人,经济损失8亿多元人民币;使广东省出现大暴雨(最大雨量150.8 mm);使浙江省杭州市滨江区突降暴雨,引发泥石流和山体塌方等灾害。年平均持续时间仅次于2010年的是2009年的“天鹅”强热带风暴,持续了114 h,虽然气旋等级没有“莫兰蒂”高,但造成的损失依然很严重。在陆地消退的气旋中极小值出现在2003年(除开2004年没有此类气旋),2003年共出现3个气旋,平均持续时间为28 h,低于平均值约39%。入海消退的26个气旋平均持续时间为29.4 h(图2c),平均登陆个数为2个(图2d);从统计中可以看出平均值极大值出现在2008年(1个气旋)和2012年(2个气旋)为48 h,极小值出现在2011年(除开2007年没有此类气旋),持续时间为6 h,入海消退气旋年变化幅度较明显,平均持续时间相差幅度最大有42 h;总体来分析,入海消退的气旋和在陆地上消退的气旋的持续时间与登陆个数都呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势。
图2 (a)为陆地消退型持续时间的年际变化;(b)为陆地消退型登陆个数的年际变化;(c)为入海消退型持续时间的年际变化;(d)为入海消退型登陆个数的年际变化Fig.2 The interannual variation characteristics of tropical cyclones (a) landing duration disappeared in the land.(b) disappeared in the land.(c) landing duration disappeared in the sea. (d) disappeared in the sea.
3.3 2次登陆类型
部分气旋在经历第1次登陆后,陆地上的山脉丘陵会削弱气旋的能量,导致其变性或消亡,但仍然有一部分能量较强的气旋会转入海面,获得充足的水汽条件后又会再次登陆我国,此类气旋在我国登陆的个数比一次登陆类型的气旋略少,同样也分为在陆地消亡或者在海面消亡两种情况。在陆地消退的16个气旋中(图3a),平均持续时间为47.3 h,平均登陆个数为1个(图3b);极大值为2007年登陆的台风“圣帕”,持续时间达到132 h,高出平均值约179%,造成福建、浙江、江西、湖南、广东5省811.7万人受灾,因灾死亡39人,直接经济损失达67.1亿元;极小值出现在2011年,仅有1个气旋并且只持续了6 h,2005年、2008年、2010年、2012年基本与平均值相差不大,2003年、2004年以及2013年基本在平均值上下浮动20 h左右,2008年以前持续时间变化幅度较大,达到110 h左右;登陆个数在2010年以前变化幅度较明显,2010—2013年和平均值持平,总趋势来看,陆地消退的气旋的持续时间和登陆个数呈减少趋势,消退速度呈增快趋势。入海消退气旋有10个(图3c),平均持续时间为63 h,平均登陆个数为1个(图3d);极大值出现在2006年为96 h,只有2 a高于平均值,整体来分析,入海消退的气旋持续时间呈减少趋势,消退速度呈增快趋势;登陆个数趋势基本不变。
图3 (a)为陆地消退型持续时间的年际变化;(b)为陆地消退型登陆个数的年际变化;(c)为入海消退型持续时间的年际变化;(d)为入海消退型登陆个数的年际变化Fig.3 The interannual variation characteristics of tropical cyclones (a) landing duration disappeared in the land.(b) disappeared in the land.(c) landing duration disappeared in the sea. (d) disappeared in the sea.
3.4 3次登陆类型
我国3次登陆类型的气旋个数较少,2003—2013年的11 a中出现3次登陆我国的气旋有3个(2003年1个,2007年2个),其中,2007年的气旋“帕布”(入海消退)登陆时强度为热带风暴,直到减弱为热带低压整个持续时间为66 h,2003年的台风“杜鹃”(陆地消退)持续时间相对较短,为18 h,2007年的台风“罗莎”(陆地消退)最后又转入海面,从登陆到消退时间持续约为60 h,总体上2007年3次登陆的气旋无论在个数还是在持续时间上均明显多于2003年。
4 登陆我国热带气旋消退速度的季节分布特征
4.1 所有登陆气旋
从图4可见,2003—2013年间登陆我国的气旋中,从登陆到消退时间持续最明显的季节是夏季,平均持续时间为231.8 h,高出平均值207%,除2003年、2010年和2011年处于150 h以下,2004—2009年以及2012年、2013年变化都处在高值区,总趋势来看,从这11 a的分布来看,夏季持续时间呈略减少的趋势,消退速度呈略增快的趋势。秋季气旋平均持续时间为61.6 h,低于平均值18%,其中2005年、2008年、2009年、2010年这几年的气旋平均持续时间略高于平均值,可以分析出秋季气旋的持续时间为略微增加的趋势,消退速度相应的略减慢。春季气旋的登陆频率远不及夏秋两季,只出现2006年和2008年,气旋平均持续时间仅为7.6 h,无明显的变化趋势,而冬季气旋在上述11 a间并没有登陆我国的。
图4 登陆我国的热带气旋持续时间的季节分布Fig.4 The seasonal variation characteristics of tropical cyclones landing
4.2 一次登陆类型
在陆地消退的气旋中,图5a所示,夏季气旋的消退持续时间变化幅度最明显,平均持续时间为60.5 h,变化幅度高出平均值约25%,其中平均持续时间极大值出现在2013年为168 h,每一年的变化幅度比较明显,总趋势来看,夏季气旋的持续时间呈增加趋势,相对来说消退速度呈减慢趋势。秋季气旋只出现在2009年、2010年以及2013年,气旋平均持续时间为8.7 h,低于平均值约50%,总趋势上消退速度增快约一半,而在冬春季节,近11 a间没有气旋登陆我国。在入海消退的气旋中,如图5b所示,夏季和秋季气旋的平均持续时间相差不大,夏季平均持续时间为48 h,高出平均值约1倍,平均持续时间极大值出现在2009年,为162 h;秋季为43.6 h,高出平均值约81%,极大值出现在2009年,平均持续时间为108 h。春季仅2006年有气旋登陆,平均持续时间为54 h,冬季依旧没有气旋登陆;总体变化趋势而言,夏季气旋的持续时间呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势;春季和秋季呈略减少趋势,消退速度略增快。
图5 (a)为陆地消退型持续时间的季节分布;(b)为入海消退型持续时间的季节分布Fig.5 The seasonal variation characteristics of tropical cyclones (a) disappeared in the land, (b) disappeared in the sea
4.3 2次登陆类型
如图6a所示,在陆地消退的2次登陆气旋的持续时间变化最明显的是夏季,平均持续时间为49.1 h,高出平均值近2倍;秋季气旋出现在2005年、2008年和2010年,平均持续时间为20 h,略高于平均值;春季气旋出现在2003年和2008年,平均持续时间为13 h;就总体趋势而言,夏季、秋季、春季气旋的持续时间都呈减少趋势,其中夏季气旋的持续时间减少趋势更明显。从图6b得出入海气旋只出现在夏季、秋季,最明显的是夏季,平均持续时间为51.8 h,高出平均值约3倍,2005—2010年变化最显著;秋季气旋只有2011年登陆,平均持续时间为30 h,高出平均值约1.2倍;从总体发展趋势来分析,夏季气旋持续时间呈减少趋势,而秋季气旋的持续时间呈略增加趋势。
图6 (a)为陆地消退型持续时间的季节分布;(b)为入海消退型持续时间的季节分布Fig.6 The seasonal variation characteristics of tropical cyclones (a) disappeared in the land, (b) disappeared in the sea
4.4 3次登陆类型
由上述可知,3次登陆我国的气旋仅有3个,分别在2003年与2007年,其中,在陆地消退的分别为2003年发生在夏季的台风“杜鹃”及2007年发生在秋季的台风“罗莎”;而入海消退的气旋仅有2007年的气旋“帕布”,同样在秋季登陆我国。
5 结论与讨论
本文对2003—2013年共11 a间登陆我国的热带气旋从登陆到消退的持续时间的年际、季节变化特征进行了统计分析,得到结果如下:
①在年际变化中,总趋势为气旋的持续时间呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势;在一次登陆类型的气旋中,入海消退的气旋和在陆地上消退的气旋的持续时间与登陆个数都呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势;在2次登陆类型的气旋中,陆地消退气旋的持续时间呈减少趋势,消退速度呈增快趋势,入海消退的气旋持续时间同样呈减少趋势,但登陆个数变化趋势基本不变;3次登陆类型气旋在我国登陆的频率较低,但气旋的持续时间呈增加趋势。
②在季节分布中,总趋势为夏季持续时间呈略减少的趋势,消退速度呈略增快的趋势,秋季气旋的持续时间为略微增加的趋势,消退速度相应的略减慢,春季变化趋势基本不变,冬季则没有气旋登陆我国。1次登陆类型陆地消退气旋中,夏季和秋季气旋的持续时间呈增加趋势,相对来说消退速度呈减慢趋势,冬春两季没有此类气旋登陆;在入海消退的气旋中,夏季气旋的持续时间呈增加趋势,消退速度呈减慢趋势;春季和秋季呈略减少趋势,消退速度略增快。2次登陆类型陆地消退气旋中,夏季、秋季、春季气旋的持续时间都呈减少趋势,其中夏季气旋的持续时间减少趋势更明显;在入海消退的气旋中,夏季气旋持续时间呈减少趋势,而秋季气旋的持续时间呈略增加趋势。
本文仅对热带气旋的登陆后消退速度进行时间变化特征统计研究,并没有对其消退的地域特征进行分析,亦未对其消退的动力学原因做深入的探讨,这一部分研究内容仍有待进一步的开展。
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The subside duration variation characteristics of the northwest Pacific tropical cyclone landed in China
CHEN Lingli1,LONG Yuan2
(1. Meteorological Bureau of Anlong of Guizhou Province, Anlong 552400, Guizhou;2. Meteorological Bureau of Liupanshui City, Guizhou Province, Liupanshui 553000, Guizhou)
Based on the tropical cyclone observation data provided by the Tropical Cyclone Information Center of China Meteorological Bureau, the interannual and seasonal variation characteristics of tropical cyclones from landing to subsiding (i. e., duration) from 2003 to 2013 were analyzed. And the interannual and seasonal variation characteristics of the decay rate of cyclone in one, two and three landing types were discussed. The results show that the general trend is the trend of cyclone and the decay rate is decreasing in the interannual variation. In the seasonal distribution, the general trend tends to decrease slightly in the summer duration, and the rate of regression is slightly increasing. The trend of the cyclone in the autumn is slightly increased, and the decay rate is slightly slowed down, and the trend of spring change is basically the same. There is no cyclone landing in China in winter.
tropical cyclones; subside speed; change characteristics.
1003-6598(2017)02-0026-06
2016-12-14
陈玲丽(1993—),女,助工,主要从事观测保障与天气预报服务工作,E-mail:695909128@qq.com。
P457.8
A