1979—2017年登陆福建的热带气旋活动特征分析*

游宇琦 廖晓婷程 思

(1.福建省惠安县气象局，福建 泉州 362100;2.福建省泉州市气象局，福建 泉州 362000)

1 概述

热带气旋是一个气旋性环流，是最具破坏性的天气系统之一，热带气旋登陆过程中通常会伴随有大风、暴雨并可能诱发强烈风暴潮等气象灾害[1-4]。热带气旋登陆福建十分频繁，使得福建成为受热带气旋活动灾害最严重的省份之一，仅次于广东、海南、台湾[5]。登陆和影响福建的热带气旋会受到不同强度影响，按频数从高到低，超强台风、台风、强台风、强热带风暴、热带风暴依次占31%、24%、20%、17%、8%。可见，在登陆福建的热带气旋中，危害最大的是台风，防灾减灾的难度也较大。

林莉等[6]发现1950—2010年登陆及影响福建的热带气旋平均有6.8个，且热带气旋较集中发生在7月、8月、9月，占总数的70%。林小红等[7]研究得出登陆和影响福建热带气旋的主要发源地有4个，分别是南海的中北部、菲律宾以东的洋面、马里亚纳群岛两侧的洋面及琉球群岛附近的区域。张容焱等[8]研究发现南海北部是登陆福建热带气旋生成频数最多、影响最大的区域，中心最高个数达到了41个；菲律宾群岛的中心最多频数为35个，而马里亚纳群岛的中心最多频数为16个。魏应植[9]将登陆和影响福建的热带气旋路径分为四类路径：第一类是直接登陆型路径，台风来自西太平洋经巴士海峡，直接登陆福建和菲律宾群岛后，北上再次直接登陆福建；第二类是登台入闽型路径，此类型的热带气旋首先登陆台湾岛，在受到台湾岛地形摩擦作用的影响后，最后登陆福建，这种类型的热带气旋路径是登陆及影响福建频数最高的路径；第三类是登粤型路径，此类型的热带气旋在广东及其西部地区登陆，对福建地区产生影响；第四类是北部登陆型路径，此类型的热带气旋从台湾岛以北—东海南部海域在福建省中北部地区登陆，或从台湾东部区域，沿海绕经台湾岛以北海域，进入台湾海峡并在福建省中南部地区登陆。热带气旋生成后，其移动的方向会受到自身结构、海温及地形等因素影响，使得路径复杂多变。林莉等[6]根据不同路径登陆福建热带气旋给福建带来降水差异，将影响及登陆福建热带气旋的路径主要概括为三类：登陆华南类、登陆华东北上类、近海北上转向类。全年影响及登陆福建热带气旋最多的路径是登陆华东北上类。

本文通过总结近40年来登陆和影响福建的热带气旋的时空规律和路径特征，分析登陆和影响福建热带气旋的环境场特征，可为福建的热带气旋预报和防灾减灾工作提供科学依据，具有一定的现实意义。

2 数据和研究方法

2.1 数据

本文最佳路径数据资料来源于中国气象局上海台风研究所CMA—STI，热带气旋路径数据精度为6h，即每6h记录一次热带气旋信息，包括热带气旋活动时间、中心经纬度、中心最低气压、2分钟平均近中心气压风速和强度等级等。

本文所用大气环流资料来自NCEP-DOE Reanalysis再分析数据，分辨率为2.5°×2.5°，在垂直方向上一共有17层，包括标准等压面上的风场、高度场、温度场、相对湿度场等。

2.2 研究方法

根据国家标准《热带气旋等级》(GBT19201—2016)，按照其中心附近地面的最大风速对热带气旋进行分类:热带低压(简称TD，风速低于17.2m/s)、热带风暴(简称TS，风速区间为17.2～24.4m/s)、强热带风暴(简称STS，风速区间为24.5～32.6m/s)、台风(简称TY，风速区间为32.7～41.4m/s)、强台风(简称STY，风速区间为41.5～50.9m/s)和超强台风(简称SuperTY，风速高于51m/s)。

对登陆福建热带气旋的一次登陆、二次登陆的强度频数及其所占比例进行统计。其中，热带气旋登陆福建时刻的强度(热带气旋移动中跨过海岸线前最后一次记录轨迹点强度)均为达到热带风暴以上的热带气旋，共排除6个登陆福建热带气旋(如2003年09号热带风暴莫拉克)。

本文将6—8月登陆福建的热带气旋作为夏季登陆，9—11月作为秋季登陆。对于8月生成但是9月消亡的热带气旋，其登陆福建的时刻均为9月，将这些热带气旋归为秋季登陆福建的热带气旋，共4个，例如 2010年07号强热带风暴狮子山。

他汀类药物对经皮冠状动脉介入治疗患者术后短期肾功能及炎性指标的影响………………………… 李新峰 张领 蔡华 等（1）78

统计1979—2017年登陆福建热带气旋个数并通过线性拟合得出趋势。对一次登陆和二次登陆、夏季与秋季登陆福建热带气旋的生成源地进行分类研究。其中，一次登陆福建热带气旋是指直接在福建进行登陆的热带气旋，如2001年02号台风“飞燕”；二次登陆热带气旋指先登陆其他区域再登陆福建的热带气旋。本文所研究时间段内二次登陆福建的热带气旋，先登陆的区域均为台湾，如2005年05号超强台风“海棠”。路径统计分析中，均剔除2分钟平均近中心气压最大风速低于17.2m/s的时刻。

夏季与秋季登陆福建的热带气旋的生成及路径差异，主要通过850 hPa、500 hPa和200 hPa的纬向风(月数据)和经向风(月数据)及600 hPa的相对湿度(月数据)，对风场、相对涡度、相对湿度、散度进行合成分析。1979—2017年，58个登陆福建热带气旋的平均风场，分别使用850 hPa、500 hPa和200 hPa高度层的纬向风和经向风(一日4次)数据，且仅取登陆前24小时至登陆时的前4个时刻平均值，登陆福建热带气旋的时刻取最靠近登陆福建的点。

3 结果分析

3.1 登陆福建热带气旋时空特征

3.1.1 年际变化特征

1979—2017年，登陆福建热的带气旋共58个，平均每年约为1.5个，且每年呈增加趋势。一次登陆福建的热带气旋20个，占总数的34.5% ；二次登陆38个，占总数的65.5%，二次登陆个数多于一次登陆个数，在登陆福建的热带气旋的路径中，从台湾方向登陆福建的热带气旋个数最多。对逐年数据进行统计发现，2010年登陆福建的热带气旋数量达到最高值，为5个，1990年和2013年各有4个；而1979年、1982年、1986年、1988年、1991年、1993年、1995年、2002年，均无热带气旋登陆福建。以1998年作为分界点，将两段对比研究分析得出，一年内登陆福建热带气旋的个数达到4个及以上的年份占后半段较多，而全年无热带气旋登陆福建的年份前段较多，符合通过线性拟合得出登陆福建的热带气旋个数呈增长趋势的结论(见图1)。

图1 1979—2017年登陆福建的热带气旋次数(红线表示线性趋势)

3.1.2 季节分布特征

登陆福建的热带气旋主要集中在夏季和秋季，春季和冬季均无热带气旋在福建登陆。夏季登陆福建的热带气旋数量为41，占总数的71%，秋季登陆福建的热带气旋数量为17，占总数的29%。无论是夏季或秋季，二次登陆福建热带气旋均多于一次登陆热带气旋。其中夏季二次登陆热带气旋有29个，占总数的一半，一次登陆仅12个(见图2)。

图2 1979—2017年登陆福建热带气旋季节分布特征

3.1.3 路径特征

热带气旋生成后的路径可分为一次登陆和二次登陆(见图3)。一次登陆的特点是登陆时强度大，造成的危害更加直接和剧烈，如2016年16号超强台风“莫兰蒂”、2013年25号强台风“菲特”及1985年16号强台风“Nelson”，都是一次登陆，给福建带来了巨大的灾害；二次登陆是登陆福建热带气旋路径中情况最多的一类，这一类的热带气旋经过台湾海峡的阻挡及地形的摩擦之后，在一定程度上减弱了热带气旋的强度，减小了热带气旋对于福建的危害，如2016年1号超强台风“尼伯特”，在台湾登陆时强度为超强台风，而在福建登陆时强度已经变弱，成为热带风暴。热带气旋登陆福建后，一部分是东北走向，其特点是持续时间长且强度大，另一部分是西北走向，其特点是持续时间短且强度小，登陆福建后迅速衰弱，在福建区域内消散。

图3 1979—2017年登陆福建的热带气旋路径

3.1.4 生成源地

1979—2017年，登陆福建的热带气旋生成源地基本位于 5°N～30°N，110°E～160°E 之间(见图4)，生成源地频数最多区域为台湾岛东南方向，菲律宾群岛以东的洋面上 (15°N～20°N，125°E～130°E)，最高频数达5个。其余登陆福建的热带气旋生成源地主要为北马里亚纳群岛、南海北部及琉球群岛附近海域。

一次登陆、二次登陆、夏季登陆、秋季登陆福建的热带气旋生成源地分析结果表明，一次登陆生成源地频数最多区域为台湾岛东南方向，菲律宾群岛东北面的洋面(10°N～20°N，125°E～135°E)；二次登陆生成源地频数最多区域为台湾岛东南方向，菲律宾群岛以东的洋面上 (15°N～20°N，125°E～130°E)；夏季登陆生成源地频数最多区域为台湾岛东南方向，菲律宾群岛以东的洋面上 (15°N～20°N，125°E～130°E)；秋季登陆生成源地频数最多区域为菲律宾群岛以东的洋面上 (15°N～20°N，130°E～145°E)。

(a)总数

(e)秋季登陆图4 生成源地频数图

3.2 登陆福建热带气旋的强度

1979—2017年，在登陆福建的58个热带气旋中，强度达到台风等级的热带气旋个数最多，共20个，占总数的34.5%，强热带风暴强度共19个，占总数的32.8%。一次登陆为台风强度的热带气旋个数最多，占总数的13.8%，二次登陆达到热带风暴强度的热带气旋个数最多，占总数的27.6%。对一次登陆福建的热带气旋强度与二次登陆福建的热带气旋强度进行分析比较发现，强度等级分别为热带风暴、强热带风暴和台风的热带气旋中，二次登陆福建的热带气旋数量更多；而在强度等级为强台风和超强台风的热带气旋中，一次登陆福建的热带气旋个数更多(表1)。二次登陆福建热带气旋经过台湾海峡的阻挡以及地形的摩擦之后，会在一定程度上对热带气旋的强度有减弱，就比如2016年的1号超强台风“尼伯特”在台湾登陆时的强度等级是超强台风，但是当它福建登陆时，强度已经减弱成热带风暴。由此可以推断出一次登陆福建的热带气旋强度更大，所以热带气旋的危害程度、防灾减灾的难度也随之加大。

对于登陆福建的强台风及超强台风进一步研究发现，强台风和超强台风在秋季登陆的次数占了2/3，2016年16号超强台风“莫兰蒂”、2013年25号强台风“菲特”及1980年23号超强台风“Percy”均在秋季登陆福建，只有1985年16号强台风“Nelson”在8月登陆福建，所以秋季登陆福建的热带气旋与夏季登陆的热带气旋相比，会有更多强度比较大的热带气旋，因此，当秋季有热带气旋登陆福建时，要加强防御工作。

表1 1979—2017年登陆福建热带气旋的强度分布

3.3 影响登陆福建热带气旋的夏季与秋季大尺度环境场分析

3.3.1 对生成发展的影响

分析1979—2017年夏季平均大尺度环境场数据可得(图5)，在850 hPa高度层上，台湾岛东南方向及菲律宾群岛以东洋面上有较明显的季风槽，且正相对涡度强的区域沿着季风槽的分布边缘，为热带气旋的生成提供了一定的动力条件。在500 hPa的高度层上，从600 hPa的高度层的相对湿度来看，夏季气温高，洋面相对湿度较高，蕴藏着较多热量，这种暖且湿的特征为热带气旋生成创造了热力条件。200 hPa的高度层上，菲律宾群岛以东的洋面受南亚高压控制，且高层辐散有利于上升运动，释放潜热能量，为热带气旋生成提供了动力条件，因此菲律宾群岛以东的西北太平洋海域是夏季生成登陆福建热带气旋频数最多的区域。

(a) (b) (c)

分析秋季的平均大尺度环境场数据可得(图6)，850 hPa季风槽西退并逐渐消失，500 hPa副热带高压东移，菲律宾群岛全域受副热带高压底部的东风影响，中低纬的西北太平洋海域均盛行东风，对流减少，不利于产生扰动，导致秋季生成热带气旋个数有所减少。200 hPa的风场和散度，秋季与夏季相似，对登陆福建的热带气旋的生成源地中心区域的影响并不大，但菲律宾群岛周围海域上的相对涡度秋季相较于夏季更强，并且从170°E以西的西太平洋海域相对涡度都有所增强，因此秋季登陆福建的热带气旋强度更强，并且生成源地中心区域比夏季更偏东，与热带气旋生成源地频数图相符。

3.3.2 对登陆福建热带气旋活动路径的影响

分析1979—2017年的平均引导气流数据得出，夏季的引导气流[图7(a)]主要为东南气流，有利于热带气旋登陆福建，秋季的引导气流[图7(b)]在20°N以北的地区呈西风，不利于热带气旋登陆福建，秋季登陆福建的热带气旋频数比夏季少，符合季节分布统计结果。菲律宾群岛以东洋域位于季风槽西南方向，因此生成的热带气旋会受东南风影响，朝福建方向移动；此区域位于副热带高压南部边缘，高压中心位于130°E以东，热带气旋沿着副高南部边缘移动，最终登陆福建。周旭[11]、郑颖青等[12]研究指出，当北太平洋高压脊线呈西北—东南走向时，台风从菲律宾以东洋面向西北方向移动，穿过硫球群岛，横穿台湾海峡在福建登陆。以上结果与夏季引导气流得出的结论一致。秋季季风槽的逐渐消失及副高东移，对活动路径的影响也逐渐变小，此时的热带气旋活动路径主要受20°N以北的西风影响，不利于热带气旋北上，减少热带气旋登陆福建次数，符合秋季引导气流的结论。

3.4 影响登陆福建前24小时热带气旋的合成风场

分析1979—2017年登陆福建前24小时热带气旋的风场可得，850 hPa高度层的风场条件下，福建位于季风槽的北部[图8(a)]，受西北气流的影响，热带气旋将在福建的西南部登陆福建。福建位于副热带高压的西侧，受东南气流的影响，使得风向为东南走向，并推动热带气旋向西北方向移动，从东南部进入福建。500 hPa风场条件下[图8(b)]，低纬度受东风气流控制，中纬度受西风气流控制，副热带高压位于30°N左右的区域，福建全域受副热带高压控制，登陆前24小时福建北部为东南风，南部为西北风，因此进入福建后的热带气旋一部分将西北转向、另一部分将东北转向，与台风路径分析结论相符合。200 hPa风场条件下[图8(c)]，登陆福建热带气旋受南亚高压的影响， 30°N以北区域受西风控制，福建北部受北风影响，不利于热带气旋的活动，但福建南部盛行西南风会将登陆后的热带气旋路径转向西行。

(a)850 hPa (b)500 hPa (c)200 hPa图8 登陆前24小时至登陆时刻平均风场(矢量和阴影，单位：m/s)

4 结论与讨论

①1979—2017年登陆福建热带气旋共58个，平均每年约为1.5个，登陆次数呈增加趋势。其中，一次登陆福建的热带气旋20个(34.5%)，二次登陆38个(65.5%)；登陆个数夏季最多，为41个(71%)。

②强度达到强台风以上的热带气旋中，一次登陆较多，在秋季登陆的个数多于夏季登陆的个数。

③季风槽边缘的正相对涡度，为热带气旋的生成提供动力条件，洋面上暖而湿的空气为热带气旋提供热力条件。夏季引导气流主要为东南气流，有利于热带气旋登陆福建，秋季的引导气流在20°N以北的地区呈西风，不利于热带气旋登陆福建。登陆前24小时至登陆福建时的热带气旋分析结果显示，福建位于季风槽的北部和副热带高压的西侧，受东南风控制，有利于热带气旋登陆福建。

本文尚未对热带气旋登陆福建后路径的走向进行细致讨论，关于环境场的垂直风速切变对热带气旋的生成和活动路径的影响，以及水汽通量对热带气旋生成发展的影响等有待进一步研究。