南海台风活动特征及其对渔业活动的影响

吴祖立，崔雪森，张胜茂，周为峰

（1．中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室，上海 200090；2．上海海洋大学海洋生态与环境学院，上海 201306）

受特殊水文、水化的影响，南海具有较多优质渔场，渔业资源丰富、渔获组成多样。据调查统计，南海鱼类约有2 000种，其中有经济价值的约有800种，南海潜在渔获量为每年650～700×104t［1］。《中国渔业统计年鉴》（2010－2016）显示，2009－2015年南海海域平均年捕捞量约为350×104t，占全国海洋年捕捞产量的约28%，且正以3%～5%的幅度增长。

世界气象组织定义中心持续风速达到10级（24．5 m·s－1或以上）的热带气旋均称为飓风（hurricane）、台风（typhoon）或风暴（storm），在中国则称为台风［2］。由于作为本研究研究对象的热带气旋等级均为热带风暴及以上，因此本研究将进入南海时风力≥10级的热带气旋通称为台风。南海是台风活动最频繁的海域之一，台风对南海及其沿岸地区造成了巨大的灾害损失［3］。据统计，2001年以来受灾最严重的海南、广东和广西因台风造成的直接经济损失高达2 800亿元，2011－2015年间因台风灾害死亡人数达75人［4］。海上突发性灾害天气对于渔业生产安全易产生严重的影响［5－6］，这对于南海海洋空间和生物资源的开发和安全生产管理，如海洋牧场的建设、渔业生产船舶和设施的抗风浪性、台风灾害的应急处置和南海伏季休渔制度管理等提出了更高的要求。

为此，本文根据影响南海台风移动路径资料，对影响南海渔场的台风进行时空分布特征分析，并统计分析了南海渔场台风对渔业活动的影响，探讨了我国2017年起南海伏季休渔制度的合理性，以期为研究南海台风灾害的应急处置和防灾减灾及南海渔业资源的可持续开发、渔业设施的布局、渔业活动管理和我国蓝色粮仓的建设提供参考。

1 材料与方法

1．1 数据来源及选取标准

本文采用的台风数据为中国气象局提供的1959－2014年台风移动路径资料［7］，包括台风的记录时间、国际编号、台风名称、经纬度、近中心最大风速（m·s－1）、中心最低气压（hPa）等，资料中记录的时间间隔为6 h。若某台风在渔场内存在6 h及以上，则认为该台风显著影响相关作业渔场，将其选为研究对象，否则不予考虑［8］。

1．2 渔业统计数据来源及研究方法

为分析台风对渔业生产的影响，本文选取《中国渔业年鉴》（2008－2015）中的粤桂琼3省区因台风灾害而损毁的网箱／鱼排和沉船等渔业设施数量统计数据，结合2007－2014年的台风数据统计各个年份的台风强度等级、数量，通过线性回归分析研究台风灾害与渔业生产活动的关系［9］。

1．3 累积气旋能量指数

累积气旋能量指数 （accumulated cyclone energy，ACE），是指达到热带风暴或以上等级的热带气旋，当其为热带风暴状态时，每6 h观测1次的最大风速的平方累积之和，其计算公式如下［3］：

式中，j＝1，…，m，表示热带气旋的个数；i＝1，…，n，表示一个台风中心最大风速≥17．2 m·s－1部分的观测个数；vi2表示最大风速的平方。

1．4 数据处理方法

根据1959－2014年的台风移动路径资料，导入Access 2010软件构建数据库，选取记录56年间进入南海的台风资料信息，包括台风的频数、生成源地、移动路径、中心最大风速等。根据上述数据判别台风的生成源地分布和移动路径类型，统计海域及各台风生成源地的台风频数的年际变化和季节变化，并计算研究海域及各台风生成源地的台风ACE变化。将研究海域划分为0．5°×0．5°的网格，逐月统计网格内台风发生累积频数，按渔场范围进行各个渔场台风活动的时空分布分析，并计算各个渔场内台风ACE时空变化。

文中研究海域及各台风生成源地的台风频数的年际变化、季节变化，以及台风与渔业生产关系的统计检验采用线性回归分析［9］。研究海域及各台风生成源地的台风ACE变化采用方差分析［10］，统计检验均通过 SPSS 19．0软件完成，显著性水平为P＜0．05。

2 结果与分析

2．1 影响南海台风的主要路径类型

对1959－2014年的台风移动路径资料分析表明，56年间共有580个台风进入南海（图1），其中390个为过境台风，主要生成于菲律宾以东和关岛附近海域（126°～145°E、8°～15°N）；其余190个为南海原生台风，生成源地在南海中北部海域内，主要集中在 113°～121°E、12°～18°N海域，分别占总台风数的67．2%和32．8%。

按台风登陆路径划分，可将影响南海的台风分为2个类型：类型1的台风特征是生成源地有两个，一个是南海中北部海域，台风生成后向西移动；另一个是西北太平洋海域，台风主要是由东向西过境菲律宾进入南海（图2－a）。类型1台风主要登陆于我国海南岛、粤西、广西和越南等地，此类台风对南海渔场的影响范围较大，除南沙中西部渔场、南沙中南部渔场、南沙西南部渔场和南沙南部渔场外，其余渔场均受到不同程度的影响。类型1的台风有371个，占总台风数的64．0%。类型2的台风特征是生成源地为西北太平洋，台风生成后向西北方向移动，过境菲律宾北部进入南海北部后，一部分登陆广东东部沿海地区，另一部分朝东北方向移动登陆福建、台湾、浙江等地，此类台风仅对南海北部渔区的9个渔场和中部渔区的西、中沙渔场和中沙东部渔场有较大影响（图2－b）。类型2的台风有209个，占总台风数的36．0%。

图1 1959－2014年影响南海渔场的台风生成源地分布Fig．1 Tracks of typhoons affecting the South China Sea during 1959－2014

图2 1959－2014年影响南海渔场的台风主要路径Fig．2 M ain paths of typhoons affecting the South China Sea during 1959－2014

2．2 南海台风数的时间变化

2．2．1 年际变化

1959－2014年间，年均进入研究海域的台风约有10个，期间台风频数呈现小幅振荡，1964－2009年间呈下降趋势，2009年以后呈上升趋势，但整体上没有统计学上的显著线性趋势（r＝－0．237，P＝0．079）。生成源地为南海的台风年均频数约有3个，占总年均台风数的32．75%，该源地台风年频数呈周期性变化，整体呈现在年均值附近振荡。生成源地为西北太平洋的台风年均频数约为7个，占总年均台风数的67．25%，该源地台风年频数变化分为3个阶段，其中1959－1974年间呈上升趋势，1975－2005年间呈下降趋势，2006－2014年间呈上升趋势。南海生成源地和西北太平洋生成源地的台风年频数变化均没有显著线性增加或减少趋势，统计结果分别为（r＝－0．165，P＝0．224）和（r＝－0．135，P＝0．321）。两个源地间的台风频数亦不存在显著线性相关（r＝－0．226，P＝0．094）。

台风ACE变化反映了台风活动总能量的变化趋势。56年间，影响南海台风的总ACE值为1 137．8×104m2·s－2，年均 ACE值为 20．3×104m2·s－2。其中南海生成源地的台风总ACE值仅为147．7×104m2·s－2，年均 ACE值为 2．6×104m2·s－2，西北太平洋生成源地的台风总ACE值为972．8×104m2·s－2，年均 ACE值为 17．7×104m2·s－2，南海和西北太平洋生成源地的年均ACE值分别占总年均 ACE值的 13．0% 和87．0%。南海生成台风带来的能量远小于西北太平洋生成的台风能量。

由图4分析可知，20世纪60年代至21世纪初影响南海台风的年ACE值呈下降趋势，但在1964－1974年达到一个高值区a，1986－1995年再次达到一个高值区b，两高值区的年均ACE值分别为31．4×104m2·s－2和24．2×104m2·s－2，两高值区ACE不存在显著性差异（F＝2．760，P＝0．113）。1996－2005年为研究时间内的低值区，年均 ACE值仅为 9．8×104m2·s－2，低值区ACE与高值区a和高值区b的ACE存在极显著性差异，检验值分别为（F＝26．624，P＝0．000）和（F＝37．074，P＝0．000）。虽然南海台风年 ACE值的线性趋势不明显，但存在10年左右的周期性变化，1996－2005年间年均ACE达到极小值，由此可推测在未来的10年期间，影响南海的台风数量或强度可能会相对增大。

图3 1959－2014年影响南海渔场的台风年频数Fig．3 Yearly frequency of typhoons influencing the South China Sea during 1959－2014

图4 1959－2014年影响南海渔场的台风ACE曲线Fig．4 Accumulated cyclone energy of typhoons influencing the South China Sea in 1959－2014

2．2．2 季节变化

如图5所示，南海台风发生具有明显的季节变化，1－4月台风发生数较少，极大值出现在7－9月，盛行期为6－11月，整体是夏、秋季较为活跃。其中，1－4月南海内几乎无台风生成，5月起南海生成台风数逐渐增加，9月达到极大值，5－9月为南海生成台风的活跃期；西北太平洋生成台风的活跃期较晚，整体较南海生成台风活跃期后延一个月，1－5月台风发生数较少，进入6月后台风发生数迅速增多，7－10月为盛行期。

图5 1959～2014年影响南海渔场的台风月平均频数Fig．5 M onthly frequency of typhoon influencing the South China Sea during 1959－2014

由图6的台风月平均ACE曲线可知，西北太平洋生成台风的相对活跃程度远高于南海生成的台风。虽然影响南海的台风数量月极大值出现在7－9月，10－11月台风数量有所下降，但台风的月平均ACE极大值出现在10月前后，表明南海台风活动最为活跃、能量较大的月份在10月前后。

图6 1959～2014年影响南海渔场的台风月平均ACE曲线Fig．6 Monthly accumulated cyclone energy of typhoon influencing the South China Sea during 1959－2014

2．3 渔场台风活动时空变化

由于南海1－4月台风累积频数样本少、不具代表性，因此本文只用5－12月各渔场台风频数分析渔场台风活动时空分布。南海渔场台风活动分布具有显著的时空变化，台风活跃区位置呈现季节性的由东向西和由北向南的变化，台风活跃区大小范围则随着时间的变化先逐渐扩大和增强，至9月后逐渐缩小和减弱。

由图7可知，经度方向变化上，台风活跃区于5月起由台湾南部渔场（Ⅶ）和中沙东部渔场（Ⅻ）海域自西向东逐渐偏移至北部湾渔场（Ⅳ）和北部湾南部及海南岛南部渔场（Ⅷ）海域，活动区于9月西移至最小经度，而后逐渐向东偏移至南沙东北部渔场（ⅪⅤ）海域。

纬度方向变化上，6－8月台风活跃区主要集中在北部渔区的Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅸ渔场和中部渔区XII渔场北部的15°～22°N海域。9月起台风活跃区开始南移，10－11月台风活跃区主要集中在北部渔区的Ⅷ、Ⅸ渔场和中部渔区Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ渔场的12°～19°N海域，而后活跃区逐渐退出研究海域。

2．4 渔场台风ACE时空分布

图8反映了渔场ACE的时空分布亦呈现季节性的由东向西和由北向南的变化。北部渔场的ACE由5月的小范围峰值逐渐变化至9月的大斑块化峰值，9月后北部渔区的ACE强度逐渐减弱。中部渔区的ACE在10月达到最大峰值，并且分布范围广，11－12月仍有小范围的峰值变化。南部渔区仅在10－12月有ACE的统计分布。

ACE值较大的渔场主要分布在北部渔区和中部渔区交界处的渔场。各渔场总ACE出现三个峰值，分别是中沙东部渔场XI、东沙渔场Ⅵ和海南岛东南部渔场 IX，其总 ACE值为138．0×104m2·s－2、53．4×104m2·s－2和 41．8×104m2·s－2，分别占总渔场 ACE的 27．6%、10．7%和8．6%。

3 讨论

3．1 台风对渔业生产的影响

台风带来的暴雨、狂风、巨浪等灾害及其导致的次生灾害会严重影响渔业生产活动，包括对渔业设施和设备的损毁等［11］。针对2007－2014年间台风与渔业生产相关的数据统计见表1。

由于强厄尔尼诺的影响，2010年影响中国南海渔场的台风数量比同期偏少［12］，但 2007－2014年强台风和超强台风的数量呈线性增长趋势，特别是2010年后强台风和超强台风数量有显著增加（r＝0．787，P＝0．021）。2013年影响中国南海渔场的台风数量达到最大值，强台风和超强台风数量均较同期多。

受2013年11号超强台风“尤特”、17号超强台风“天兔”和28号超强台风“海燕”等的影响，广东和海南两省网箱（鱼排）养殖设施累计损毁约6．16×104箱，渔船沉船数量达近 200艘［13］。统计资料显示，仅2014年9号超强台风“威马逊”就导致海南省沉船523艘，该台风对海南全省渔业造成的直接经济损失超27亿元［14］。

ACE的大小与时空变化能有效地、综合地反映台风的活跃程度、绝对能量和破坏潜力［15］。由图8可知，5－9月台风在108～118°E、5～12°N范围海域内几乎无影响，但10－12月期间其影响程度相对增大。在5°N以南的南沙中南部渔场、南沙西南部渔场和南沙南部渔场全年受台风活动影响较小。

因此，在充分考虑台风带来的破坏潜力前提下，海洋牧场的建设、渔业船舶设施中设计建造等一系列开发利用南海海洋空间和生物资源活动需选择台风活动影响较小的海域进行，而南海南部渔区的大部分渔场是最佳的选择。

图7 1959－2014年影响南海渔场的台风时空分布Fig．7 Spatial and tem poral distribution of typhoons in fluencing the South China Sea during 1959－2014

图8 1959－2014年影响南海渔场的台风月ACE时空分布Fig．8 Spatial and temporal distribution of accumulated cyclone energy of typhoons influencing the South China Sea during 1959－2014

表1 2007－2014年影响中国南海渔场的台风强度等级、渔业设施损毁数量Tab．1 Number of damaged fishery facilities and intensity of typhoons influencing the fishing ground in the South China Sea during 2007－2014

3．2 台风与南海伏季休渔

1999年，农业部《关于在南海海域实行伏季休渔制度的通知》规定：12°N以北的南海海域（含北部湾），每年6月1日至7月31日，禁止所有拖网（含拖虾、拖贝）、围网和掺缯作业，标志着我国南海海区开始实行伏季休渔制度。自1999年起，南海伏季休渔制度在休渔时间和休渔作业类型方面经历数次调整，2009年起休渔时间由6月1日调整为5月16日，整体休渔时间向前延长15 d；2017年起休渔时间再次调整为5月1日12时至8月16日12时，此次调整后休渔时间从往年的两个半月延长至三个半月。

本文对应农业部伏季休渔制度实施范围选取2007－2014年12°N以北我国管辖南海海域（含北部湾）的台风数据统计各个年份的台风数量、强度（表2）以及南海台风时空分布情况（图7，图8），分析台风活动与南海休渔时效、休渔范围的关系。

由表2可知，2007－2014年12°N以北我国管辖南海海域（含北部湾）的台风统计数量随着月份的推移而增加，并且在台风强度等级及以上的统计数量也是递增的。5－7月的休渔期内，台风统计数量为24个，占总台风数的40%，达到台风强度等级及以上的统计数量为7个，占总强度等级及以上数量的28%。因此，5－7月休渔期间台风的数量和强度均远低于休渔期后3个月的台风数量和强度，特别是8－9月台风的统计数量和台风强度等级及以上的统计数量分别占总数的 46．7%和 52．0%。

由图7可知，南海渔场台风活跃区位置呈现季节性的由东向西和由北向南的变化，台风活跃区范围则随着时间的变化而逐渐扩大和增强，至10月后逐渐缩小和减弱。结合图8分析，14．5°N以南的南海海域于5－7月期间受台风影响较小。

综上所述，仅基于南海台风活动规律和影响范围角度考虑，2017年起新的南海伏季休渔制度将休渔时间的幅度前后延长是合理的。

表2 2007－2014年南海伏季休渔制度和休渔海域台风数量Tab．2 Summer Closed Fishing in the South China Sea and its typhoon quantity from 2007 to 2014

4 小结

本文选取分析了56年间影响我国南海22个渔场的台风活动特征。结果表明，影响南海渔场的台风主要移动路径有2个类型，年均台风频数约有10个，研究期内台风频数呈现小幅振荡，年ACE呈下降趋势并存在周期性变化，近10年影响南海的台风数量或强度将会相对增大。6－11月是南海台风盛行期，月平均ACE逐月上升，极大值出现在10月，表明此时南海台风活动最为活跃、能量较大。影响南海渔场的台风活跃区存在季节性时空变化，北部渔区和中部渔区北部是受台风影响较严重的区域，其中XII中沙东部渔场和VI东沙渔场附近海域是台风活动的高频中心，而南部渔场受台风活动影响较小。

台风对渔业生产安全易产生严重的影响，因此对南海海洋空间和生物资源的开发利用活动，需充分考虑台风灾害的影响，尽量选取风浪影响小、避风条件优良的海域生产作业，如南海南部渔区的大部分渔场是最佳的选择。在渔业生产管理方面，仅基于南海台风活动规律和影响范围角度考虑，2017年起新的南海伏季休渔制度将休渔时间的幅度前后延长是合理的。