1949—2019年登陆中国的热带气旋特征及致灾分析
2021-08-17宿海良袁雷武东高红费晓臣
宿海良,袁雷武,王 猛,东高红,费晓臣
(1.河北省唐山市气象局,河北 唐山 063000; 2.天津市气象台,天津 300074)
近年来,登陆热带气旋伴随的狂风暴雨和风暴潮对我国沿海地区人民生命财产和社会经济发展造成的灾害损失在急剧上升,对热带气旋的研究越来越受到科研工作者的关注[1-4]。研究表明,在全球气候变暖背景下,热带气旋强度和强台风频次可能增加,人口社会暴露度的增加将导致更高的热带气旋灾害损失;热带气旋灾害风险随着社会经济发展、沿海地区人口和财富的加速增长而持续上升[5-8]。
对在我国登陆的热带气旋时空分布特征及灾害成因进行分析研究,对减少经济损失具有十分重要的意义。本研究以登陆时不同强度、不同区域的热带气旋为例,分析其成因及造成的灾害,以期为防灾减灾、抗御台风灾害提供一些参考依据。
1 资料来源及说明
本研究对1949—2019年共计近71年来我国编号的热带气旋进行统计分析。数据来自中国台风网(www.typhoon.org.cn)的CMA-STI热带气旋最佳路径数据集。热带气旋在我国多次登陆的,只统计首次登陆的省份。
热带气旋的等级划分根据《热带气旋等级》[9]划分为6个等级:超强台风、强台风、台风、强热带风暴、热带风暴、热带低压。
2 结果与讨论
2.1 热带气旋的时间分布特征
2.1.1 年际变化 统计分析表明,近71年来在西北太平洋地区共生成热带气旋2 333个,其中登陆我国的共有636个,占西北太平洋地区生成总数的27.3%。平均每年生成33个,在我国登陆的有9个。登陆数量的年际差异显著,最多年份有15个,分别出现在1952年和1961年;其次是13个,分别出现在1967、1985、1989、1994年;登陆数量最少的仅有4个,出现在1982年。年登陆最多数量是最少数量的近4倍。且年登陆数量呈减少趋势(图1)。
图1 1949—2019年登陆我国的热带气旋数量年际变化
2.1.2 年代变化 按年代统计登陆我国的热带气旋数量,发现登陆我国的热带气旋数量总体呈下降趋势:20世纪50、60年代最多,均为97个;其次是80年代,有94个;90年代以后逐渐减少,尤其2010年以来达到最低,仅80个,年均8个,减少较明显(图2)。21世纪以来登陆我国的热带气旋数量虽然下降趋势明显,但活跃时段有所延长。近71年来最早登陆和最晚登陆热带气旋均出现在21世纪:最早登陆的是 2008年第 1 号热带气旋“浣熊”,4 月 18 日在海南登陆;最晚的是 2004 年第 28 号热带气旋“南玛都”,12 月 4 日在台湾登陆。
图2 1949—2019年登陆我国的热带气旋数量年代变化
2.1.3 月际变化 分析登陆我国热带气旋数量的年内分布变化,除1—3月外,其余各月都有热带气旋登陆,但登陆时段较为集中,高频期集中在7—9 月,约占全年总数的 76.6% ;8月最多,约占全年总数的28.5%,如1997年登陆的5个热带气旋均出现在8月。7—9月的前后月份登陆数量均明显减少;而 4 月和12 月仅各有 2个(图 3)。
图3 1949—2019年登陆我国的热带气旋数量月际变化
2.2 热带气旋的登陆地点
近71年来,除去河北、天津、澳门外,我国从广西到辽宁的沿海各省(市)均有热带气旋直接(首次)登陆,主要登陆地点集中在广东、海南以及台湾地区,占登陆总数的81.4%;其中广东最多,达220个,占登陆总数的34.6%;福建、浙江分别居第四、第五位;广西最少仅有2个(图4)。
图4 1949—2019年热带气旋的登陆地点分布
可见,热带气旋在我国的首次登陆地点,北上到达长江以北的不多,大部分在31°N以南、18°N以北的区域,尤以18°—25°N之间最为集中。因此,这一区域遭受登陆热带气旋袭击的风险明显增大。
2.3 不同热带气旋灾害及成因
对不同强度的热带气旋进行统计分析,发现近71年来登陆最多的是台风,占登陆热带气旋总数的27.5%;其次是强热带风暴,占25.1%;达到超强台风级别的仅有17个,占2.8%(表1)。热带气旋虽然可为所经地区带来丰沛降水,但其伴随的狂风、暴雨、风暴潮及其引发的泥石流、山体滑坡等次生灾害也常常带来树拔屋倒、船沉田淹、财损人亡等。下面以登陆时强度分别为台风、强台风、超强台风级别的3个热带气旋为例,分别分析其造成的灾害及成因。
表1 1949—2019年登陆我国的各强度热带气旋数量统计
2.3.1 0606号台风“派比安” 2006年第6号热带气旋“派比安”于8月1日14时在南海加强为热带风暴后,向西北偏西方向移动,于3日19时20分左右在广东省阳西到电白之间沿海登陆,登陆时中心风力12级(台风级别),中心附近最大风速达33 m/s,登陆后继续向西北偏西方向移动,3日22时在茂名境内减弱为强热带风暴,4日3时进入广西,17时在南宁境内减弱为热带低压,6日2时停编。受其影响,2日20时至6日20时,华南部分地区降雨量达大雨到暴雨,局地达大暴雨或特大暴雨,两广中南部、海南大部地区降水量达100~300 mm,其中西沙过程总降水量达429 mm。
热带气旋登陆前后,给广东、海南以及南海中北部海域带来了狂风和巨浪等灾害性天气,沿海地区及岛屿风力普遍达8~11级,阵风13~14级,同时潮位剧增。广东湛江硇洲浮标记录到的最大浪高5.1 m,达巨浪级别;广东阳江闸坡高潮位达366 cm,3日20时增水量达最大值120 cm。热带气旋影响期间恰逢天文潮涨潮期,较强的风暴增水与天文潮叠加,使验潮站高潮位均超过当地警戒潮位。
受强降雨影响,广东、广西及海南部分地区出现了洪涝、山体滑坡、泥石流等灾害;在长时间的狂风、强降雨、巨浪和高潮位的共同作用下,广东阳江到湛江一带沿岸的多处堤坝被毁,受灾较为严重。据统计,两广及海南三地受灾人口达1 092.2万人,因灾死亡88人,有 8人失踪,85.4万人被紧急转移;农作物受灾面积达6.47×105hm2,其中9.00×104hm2绝收;3.7万间房屋倒塌,17.2万间房屋受损;灾害造成直接经济损失达78.3亿元[10]。
2.3.2 0509号强台风“麦莎” 2005年第9 号热带气旋“麦莎”于8月6 日凌晨3时40分在浙江省玉环县沿海登陆,登陆时中心附近最大风速45 m/s(14级,强台风级别);“麦莎”先西北行后转向东北,先后经浙、皖、苏、鲁等地并于8日14时进入渤海,而后以20 km/h左右的速度向东北方向移动,于9 日7时10分在辽宁大连龙王塘镇再次登陆,进入辽东半岛。
“麦莎”登陆后的12 h中,其中心最大风速一直维持33~45 m/s。东海出现10 m以上的狂涛,浙、沪沿海出现了4~6 m的巨浪;山东半岛南部的沿海地区从6日晚到8日上午,持续出现了7~10级的偏东或东南风,陆上最大风力9级,海上阵风达12级;渤海沿岸风力达7~ 9 级,阵风达到10级。
受“麦莎”影响,闽北、浙、沪、苏、皖、鲁中东部、津、冀东北和辽中南等地的部分地区出现了大雨到暴雨,其中浙东和浙北、沪、苏南、皖东南、山东半岛、辽南、冀东北的部分地区出现了大暴雨和特大暴雨。8月4日8时至7日8时,浙江有30个站点总雨量超300 mm,7个站点超400 mm,最大出现在温州永嘉中堡,为567 mm。
8月5日—8日正逢农历7月初天文大潮期,在热带气旋和天文大潮共同作用下引起的风暴增水致使沿海部分地区超警戒水位,甚至出现近20年来最高潮位。上海米市渡最高潮位达438 cm,超过历史最高潮位(427 cm);山东沿海部分验潮站超警戒水位,烟台最高潮位为391 cm,超过警戒水位1 cm,羊角沟(516 cm)接近警戒水位;渤海北部出现近20年来最高潮位,天津塘沽最高潮位达516 cm, 超过警戒水位(490 cm),河北沧州沿海出现了502 cm的最高潮位,超过警戒水位(500 cm),大连最高潮位442 cm,超过警戒水位2 cm[11]。
由于热带气旋登陆时风力大、破坏力强,登陆后生命史长、影响地域广,且风、雨、潮“三碰头”,使“麦莎”成为导致2005年受灾面积最大、损失最重的热带气旋,造成浙、闽、皖、苏、沪、鲁、冀、辽等8省(市)受灾。受灾人口达3 145.9万人,230.5万人被紧急转移,因灾死亡20人;农作物受灾面积达2.14×105hm2,其中1.83×105hm2绝收;5.8万间房屋倒塌,19.1万间房屋受损;道路交通、堤防护岸、通讯设施、水闸桥涵等损失严重。8省(市)因灾直接经济损失达180.1亿元[12]。
2.3.3 0608号超强台风“桑美” 2006年第8 号热带气旋“桑美”于8月10日17时25分在浙江苍南沿海登陆,登陆时中心附近最大风速60 m/s(17级,超强台风级别);之后向西北偏西方向移动进入福建境内,强度逐步减弱,11日9时在江西弋阳减弱为热带低气压,12日在湖北省境内消失。“桑美”是建国以来登陆我国大陆最强的热带气旋,具有发展迅速、降雨集中、风速大、移动快等特点。8月10日—12日,在浙江苍南霞关观测到的极大风速68 m/s和在福建福鼎合掌岩观测到的极大风速75.8 m/s,均打破了两省极大风速值的历史记录。在浙江、福建和江西等地的部分地区过程总降雨量达暴雨或大暴雨,局部达特大暴雨,其中浙江最大降水量出现在苍南云岩,达430 mm;福建最大降水量出现在柘荣鸳鸯头,总降水量达320 mm。
8月10日适逢农历七月中旬天文大潮期,在超强台风引起的风暴增水和天文大潮耦合作用下,10日夜间温州市沿海各验潮站高潮位均超当地警戒潮位,鳌江、温州、瑞安3站高潮位分别为610、621、623 cm,超警戒潮位分别为30、41、53 cm。而福鼎沙埕潮位分别于9日22时和10日10时超警戒潮位27 cm和11 cm。
受强风、暴雨和风暴潮的共同影响,福鼎沙埕港海域有952艘渔船沉没、1 594艘渔船受损。“桑美”共造成浙、闽、赣、鄂4省约695万人受灾,因灾死亡450人,138人失踪,180.2万人被紧急转移;农作物受灾面积达2.66×105hm2,其中3.83×104hm2绝收;12.3万间房屋倒塌,53.1万间房屋受损;灾害造成直接经济损失达196.5亿元[10]。
由以上3个登陆时不同强度、不同区域的热带气旋个例可见,热带气旋通常通过大风、暴雨、风暴潮及其引发的洪水、崩塌、滑坡和泥石流等次生灾害致灾。若遇风、雨、潮“三碰头”,造成灾害损失更为严重。热带气旋登陆前后若适逢天文大潮期,热带气旋引起的风暴潮与天文大潮相耦合,则潮灾更为严重。
3 结论
(1)1949—2019年共计近71年来在西北太平洋地区共生成热带气旋2 333个,其中登陆我国的有636个,占西北太平洋地区生成总数的27.3%。平均每年生成热带气旋33个,在我国登陆的有9个,登陆数量的年际差异明显,最多年份达15个,最少的年份仅为4个,近71年来登陆热带气旋数量呈逐年减少趋势。
(2)按年代统计分析, 20世纪50、60年代最多,均为97个;其次是80年代,94个;90年代以后陆续减少,2010年以来达到最低仅80个,减少明显。21世纪以来登陆我国的热带气旋数量虽然下降趋势明显,但热带气旋活跃时间段在延长。近71年来最早登陆和最晚登陆的热带气旋均出现在21世纪。
(3)热带气旋登陆时段趋于集中,高频期出现在7—9 月, 约占全年总数的 76.6% ;其中8月最多,约占全年总数的28.5%。
(4)热带气旋登陆地点趋于集中。直接(首次)登陆点集中在广东、海南、台湾地区,占登陆总数的81.4%,其中广东最多,占登陆总数的34.6%。
(5)71年中登陆最多的是台风,占登陆热带气旋总数的27.5%;其次是强热带风暴,占25.1%;达到超强台风级别的仅有17个,占2.8%。
(6)大风、暴雨、风暴潮是热带气旋灾害的主要因子,若遇风、雨、潮“三碰头”,造成灾害损失更为严重;热带气旋登陆前后若适逢天文大潮期,热带气旋引起的风暴潮与天文大潮相耦合,则潮灾不容忽视。