1640—1949年影响江浙沪地区超强台风序列的重建

张 森 杨煜达

(复旦大学历史地理研究中心,上海 200433)

一、 引 言

台风作为一种严重的自然灾害,其登陆前后带来的强风、暴雨和风暴潮是致灾的主要原因(1)陈联寿、丁一汇: 《西太平洋台风概论》,科学出版社1979年版,第1页。,其中尤以超强台风(底层中心附近最大平均风速≥51.0米/秒,也即16级或以上(2)《热带气旋等级》国家标准GB/T 19201—2006。)所造成的影响最为剧烈。据统计,全世界每年平均生成80个以上的台风,其中西北太平洋每年有28.2个,能发展成超强台风的有2—3个,常常造成非常严重的损失。(3)郑文荣、李江南、蔡建春等: 《西北太平洋超强台风时空分布特征及其成因》,《海洋预报》2009年第4期。如2006年0608号超强台风“桑美”(Saomai)和2019年1909号超强台风“利奇马”(Lekima),均给我国造成了数百亿的直接经济损失。(4)中国气象局编: 《热带气旋年鉴2006》,气象出版社2008年版,第99页;中国气象局编: 《热带气旋年鉴2019》,气象出版社2021年版,第79—80页。研究超强台风的活动规律,对于沿海地区防灾减灾有重要意义。

20世纪70年代以来,全球陆海表温度持续升高,引起了人们越来越多的关注。台风与全球气候变化密切相关,超强台风频数及强度的长期变化也越发成为研究的重点。(5)IPCC, Climate change 2013: The physical science basis, Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2013, p.1535. James P. Kossin, Kenneth R. Knapp, Timothy L. Olander, et al., Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, PNAS, 2020, Vol.117, No.22, pp.11975-11980. 马丽萍、陈联寿、徐祥德: 《全球热带气旋活动与全球气候变化相关特征》,《热带气象学报》2006年第2期;廖淦标、范代读: 《全球变暖是否导致台风增强: 古风暴学研究进展与启示》,《科学通报》2008年第13期;雷小途、徐明、任福民: 《全球变暖对台风活动影响的研究进展》,《气象学报》2009年第5期;张娇艳、吴立广、张强: 《全球变暖背景下我国热带气旋灾害趋势分析》2011年第4期。有发现认为超强台风的活动规律与一般台风存在较大差异,甚至完全相反(6)Emanuel Kerry, Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years, Nature, 2005, Vol.436, No.7051, pp.686-688. P. J. Webster, J. G. Holland, J. A. Curry, et al., Changes in tropical cyclone number, duration, and intensity in a warming environment, Science, 2005, Vol.309, No.5742, pp.1844-1846. IPCC, Climate change 2007: Synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2007, p.104.袁金南、林爱兰、刘春霞: 《60年来西北太平洋上不同强度热带气旋的变化特征》,《气象学报》2008年第2期等。;当然,也有学者持有异议(7)Liguang Wu, Bin Wang, Shuqin Geng, Growing typhoon influence on east Asia, Geophysical Research Letters, 2005, Vol.32, Issue 18. Johnny C. L. Chan, Comment on “changes in tropical cyclone number, duration, and intensity in a warming environment”, Science, 2006, Vol.311, Issue 5768, p.1713. John A. Knaff, Charles R.Sampson, Reanalysis of West Pacific tropical cyclone maximum intensity 1966-1987, 27th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology,Monterey, 2006, Vol.5;曹楚、彭加毅、余锦华: 《全球气候变暖背景下登陆我国台风特征的分析》,《南京气象学院学报》2006年第4期;王小玲、任福民: 《1957—2004年影响我国的强热带气旋频数和强度变化》,《气候变化研究进展》2007年第3期等。。在全球变暖、极端天气气候事件频发的背景下(8)IPCC, Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2021.,探讨台风,尤其是影响最大的超强台风的活动变化规律,对更有效防范和应对台风灾害意义重大。

由于技术限制,气象卫星出现后台风数据资料才逐渐完备,因此目前的研究局限在数十年时间尺度,且不同研究对于超强台风演变趋势的结论差异颇大。(9)任福民、吴国雄、王小铃等: 《近60年影响中国之热带气旋》,气象出版社2011年版,第129—134页。要想探讨更长时间段的超强台风活动规律,分析其与一般台风之间是否存在显著差别,需要借助其他代用资料,历史文献即是其中之一。中国传统文献中保留有大量相关信息,利用其进行历史时期的台风研究已取得一系列重要成果。陈仲良(Johnny C. L. Chan)(10)Johnny C. L. Chan, Jiu-En Shi, Frequency of typhoon landfall over Guangdong Province of China during the period 1470-1931, International Journal of Climatology, 2000, Vol.20, Issue 2, pp.183-190.、廖淦标(Kam-biu Liu)(11)Kam-biu Liu, Caiming Shen, Kin-sheun Louie, A 1 000-year history of typhoon landfalls in Guangdong, Southern China, reconstructed from Chinese historical documentary records, Annals of the Association of American Geographers, 2001, Vol.91, No.3, pp.453-464.、梁有叶(12)梁有叶、张德二: 《最近一千年来我国的登陆台风及其与ENSO的关系》,《气候变化研究进展》2007年第2期。较早利用历史文献建立了长时段台风序列,但在资料的发掘与处理上尚有进一步深化的空间。王美苏(13)王美苏: 《清代入境中国东部沿海台风事件初步重建》,复旦大学硕士学位论文,2010年。、潘威(14)潘威、王美苏、满志敏: 《清代江浙沿海台风影响时间特征重建及分析》,《灾害学》2011年第1期;潘威、王美苏、满志敏等: 《1644—1911年影响华东沿海的台风发生频率重建》,《长江流域资源与环境》2012年第2期;潘威、满志敏、刘大伟等: 《1644—1911年中国华东与华南沿海台风入境频率》,《地理研究》2014年第11期;潘威、王一帆、白江涛等: 《1650—1900年代华东、日本入境台风路径变化及社会影响》,《第四纪研究》2021年第2期。、刘大伟(15)刘大伟: 《清代入境中国南部沿海台风事件初步重建》,复旦大学硕士学位论文,2013年。、张向萍(16)张向萍: 《基于方志资料重建长江三角洲地区1644—1949年台风历史》,北京师范大学硕士学位论文,2011年;张向萍、叶瑜、方修琦: 《公元1644—1949年长江三角洲地区历史台风频次序列重建》,《古地理学报》2013年第2期。、魏学琼(17)魏学琼、张向萍、叶瑜: 《长江三角洲地区1644—1949年重大台风灾害年辨识与重建》,《陕西师范大学学报(自然科学版)》2013年第4期。、孙力(18)孙力、毕硕本、潘威等: 《明清时期东南沿海地区的台风重建及影响因素分析》,《华南师范大学学报(自然科学版)》2019年第6期。等利用地方志为主的多种历史文献制定台风识别标准,实现了较长时段内台风的均一识别。郑微微等(19)郑微微、唐晶、杨煜达: 《1815—1869年影响浙北地区台风序列重建与路径分析》,《地球环境学报》2014年第6期;郑微微: 《古代日记在历史台风研究中的利用方法探析》,《中国历史地理论丛》2018年第3辑。利用高分辨率的清代日记资料重建了1815—1869年间浙北地区的台风序列,进一步提高了识别的准确性,并与现代台风序列实现了有效对接。在序列重建之外,历史时期典型台风个案的研究也有诸多进展。(20)如叶瑜、方修琦、张向萍: 《1883年长江三角洲地区台风灾害事件重建》,《古地理学报》2010年第6期;颜停霞、毕硕本、魏军等: 《清代长江三角洲地区重大台风的对比分析》,《热带地理》2014年第3期;[日] 小林雄河、潘威: 《基于历史文献资料的17世纪以来东北亚台风信息挖掘》,《地理研究》2016年第7期;满志敏、刘大伟: 《清代登陆海南岛台风对西南地区的影响》,《云南大学学报(社会科学版)》2017年第4期;郑微微、唐晶、成赛男: 《1895年华东一次远距离台风降水事件分析》,《历史地理》第37辑,上海人民出版社2018年版,第41—50页。

总体来看,目前学界在历史时期台风的识别及百年—多百年际演变规律等问题上已取得较大进展,但对超强台风的重建尚付阙如。难点在于现代超强台风是根据台风眼附近平均最大风力判定的,而历史时期的记载很难准确识别台风眼位置。即使在有器测资料的近现代,在分辨率较高、监测范围较大的气象通信卫星出现前这也是一个难题。更难的是历史文献记载一定强度以上的风力所用词汇和描述差别不大,无法区分特定强度以上不同大小的风力,也就无法进行台风的分类识别。要识别历史时期的超强台风,需要寻找其他指标体系来实现。所以,本文试图探索一种基于历史文献的历史时期超强台风识别方法,重建1640—1949年影响我国江浙沪地区的超强台风序列,并通过与现代器测数据结果的对比,验证其可靠性。

二、 区 域 与 资 料

(一) 研究区域

江浙沪地区是我国乃至全世界受台风影响最严重的地区之一。如图1所示,该区位于太平洋西岸,总体呈现南高北低的地势特征。其中,北部以平原为主,地势低平,绝大部分海拔在10米以下;南部以中低山地和丘陵为主,地势自西南向东北倾斜,大部分海拔在200—1 000米(21)尤联元、杨景春主编: 《中国地貌》,科学出版社2013年版,第604—610页;徐伟、田玉刚、张勇等: 《综合风险防范: 长江三角洲地区自然致灾因子与风险等级评估》,科学出版社2014年版,第5页。。该地区由于缺少高大山脉阻挡,超强台风来袭时往往能够长驱直入,并伴随大风、暴雨和风暴潮等猛烈天气现象,直接给当地带来严重破坏,故而超强台风是这一区域影响最大的自然灾害之一。(22)秦大河主编: 《中国气候与生态环境演变: 2021》,科学出版社2021年版,第90—91页。此地又是12世纪以降中国经济最发达的区域之一,每一次超强台风袭击都会造成巨额财产损失及人口伤亡,对区域社会稳定发展有严重影响。

(二) 研究资料

本文主要研究资料包括《中国三千年气象记录总集》(23)张德二主编: 《中国三千年气象记录总集》,江苏教育出版社2013年版。、《中国气象灾害大典》有关部分(24)温克刚主编: 《中国气象灾害大典·山东卷》,气象出版社2006年版;《中国气象灾害大典·江苏卷》,气象出版社2008年版;《中国气象灾害大典·上海卷》,气象出版社2006年版;《中国气象灾害大典·浙江卷》,气象出版社2006年版;《中国气象灾害大典·福建卷》,气象出版社2007年版。、《华东地区近五百年气候历史资料》(25)华东地区各省(市)气象局、中央气象局研究所编: 《华东地区近五百年气候历史资料》,1978年。、《中国历代灾害性海潮史料》(26)陆人骥编: 《中国历代灾害性海潮史料》,海洋出版社1984年版。、《长江三角洲自然灾害录》(27)刘昌森、于海英、王锋等编: 《长江三角洲自然灾害录》,同济大学出版社2015年版。以及江浙沿海地区现代气象志及统计资料。《中国三千年气象记录总集》是目前公开出版的收录地方志资料最为齐全的历史气候汇编资料,书中收录了可用于识别历史时期超强台风的基本信息,包括发生的时间、地点及范围。

文献资料在收集整理过程中不可避免地存在遗漏,故在《中国三千年气象记录总集》相关资料之外,本文还采用了其他汇编资料进行校核和补充。《中国气象灾害大典》分省辑录各省有历史记载以来到现代的各种气象灾害,《华东地区近五百年气候历史资料》收集了明、清以来的有关材料,《中国历代灾害性海潮史料》在《中国古代潮汐资料汇编·潮灾》的基础上增加了大量浙江及苏南的方志资料,《长江三角洲自然灾害录》系统收集了长江三角洲地区2 500年间的风暴潮、洪涝、干旱、饥荒等诸方面的灾情概况,此四种资料可与《中国三千年气象记录总集》中的记录互相验证,查缺补漏,主要用于1640—1911年的历史时期超强台风序列重建。而1912—1949年部分,除使用《中国气象灾害大典》中的资料外,还使用《上海气象志》(28)上海气象志编纂委员会编: 《上海气象志》,上海社会科学院出版社1997年版。《浙江省气象志》(29)浙江省气象志编纂委员会编: 《浙江省气象志》,中华书局1999年版。《江苏省志·气象事业志》(30)江苏省地方志编纂委员会编: 《江苏省志·气象事业志》,江苏古籍出版社1997年版。以及部分民国时期报刊(31)《全国报刊索引》数据库,https://www.cnbksy.com/。等补充核验。

此外,本文用到的现代台风数据包括台风路径数据及灾情数据。其中,台风路径数据来源为浙江省水利局台风路径实时发布系统(32)浙江省水利局台风实时路径网,http://typhoon.zjwater.gov.cn/default.aspx。,它提供了1949年以来影响中国台风的实时信息、预报路径和历史信息。台风灾情数据来源于中国气象局中国热带气旋灾害数据集(33)中国气象局: 《中国热带气旋灾害数据集》,http://data.cma.cn/analysis/taifeng.html。,该数据集整理了1954—1999年间影响中国台风的编号、名称、强度、登陆时间、农作物受灾面积、受灾人口、死亡人口、倒塌房屋、直接经济损失等数据,可以为历史时期超强台风识别标准提供重要参考。

三、 超强台风识别基础

(一) 台风强度与灾害损失之间的关系

现代器测资料对台风分级,最重要的指标是气旋中心的风速等级。历史时期缺乏可以识别风速的资料,故需要从台风活动的其他特征着手,寻求相关替代指标。一般来说,强度越大的台风造成的损失越大,在统计上会有明显差异。根据殷洁等(34)殷洁、戴尔阜、吴绍洪等: 《中国台风强度等级与可能灾害损失标准研究》,《地理研究》2013年第2期。的研究,台风强度等级(以每个台风路径点前2分钟内的平均风速值为准)达到6级(平均风速≥51米/秒,风力≥16级,对应于《热带气旋等级》国家标准中的超强台风)时所造成的灾害损失均值相比强度较低的台风有明显增加,尤其在农作物受灾面积、死亡人口、受伤人口、紧急安置人口和直接经济损失5个方面。且6级强度台风造成的灾害损失率相比其他等级台风均有较明显提升,表现在农作物受灾率、人口受灾率、人口死亡率、人口受伤率、房屋倒塌率等方面(表1)。由此看出,超强台风造成的灾害损失无论是损失均值还是损失率,相比其他等级台风都有明显增加。

表1 不同强度等级台风损失均值与损失率

以上5个方面中,人口死亡尤其需要关注。高建华(35)高建华、朱晓东、余有胜等: 《我国沿海地区台风灾害影响研究》,《灾害学》1999年第2期。统计表明,1949年以来影响我国的20次特大台风灾害当中,有16次死伤人数都接近甚至超过1 000人,有4次接近甚至超过1万人(均为超强台风,表2)。根据中国气象局中国热带气旋灾害数据集(36)中国气象局: 《中国热带气旋灾害数据集》,http://data.cma.cn/analysis/taifeng.html。统计,1949—1999年造成人口死亡数量最多的12次台风中,10次是由强度最高的台风(37)我国自1889年1月1日起使用国际规定的热带气旋名称和等级标准,此前,国际规定的台风(中心风力12级以上),我国称为强台风。2006年实行《热带气旋等级》国家标准(GB/T 19201—2006)之后,才进一步划分了超强台风(底层中心附近最大平均风速≥51.0米/秒,也即16级或以上)。参见刘纪元: 《我国从今年起开始采用国际热带气旋名称和等级标准》,《海洋预报》1989年第1期。造成,占比高达83.3%。可见超强台风所造成的严重的人口死亡后果是其影响最突出的表现形式之一。

表2 1949以来影响我国的20次特大台风灾害灾情统计

随着沿海地区基础设施建设水平的提高以及人们防灾减灾意识的加强,目前超强台风对我国造成的人口死亡数已大大降低。2019年超强台风“利奇马”,其强度在1949年以来所有登陆浙江的台风中排名第三,但造成的人口死亡数已降到65人(38)中国气象局编: 《热带气旋年鉴2019》,气象出版社2021年版,第7、80页。,远低于之前的超强台风。但从亚洲其他发展中国家的情况可看出超强台风仍会给当地造成严重的人口死亡事件。1991年,气旋Gorky(JTWC编号: 02B)以大约70米/秒的速度袭击了孟加拉国东南部的吉大港地区,引发6米多高的风暴潮,造成至少138 866人丧生,多达1 000万人无家可归。(39)A. M. Chowdhury, A. U. Bhuyia, A. Y. Choudhury, et al., The Bangladesh cyclone of 1991: why so many people died, Disasters, 1993, Vol.17, Issue 4, pp.291-304.2008年,气旋Nargis(JTWC编号: 01B)最高风速达到60米/秒,造成缅甸有史以来最严重的自然灾害,官方死亡人数估计超过130 000人(40)Hermann M. Fritz, Christopher D. Blount, Swe Thwin, et al., Cyclone Nargis storm surge in Myanmar, Nature Geoscience, 2009, Vol.2, pp.448-449.,受灾最严重的村庄,峰值死亡率超过80%(41)Hermann M. Fritz, Christopher D. Blount, Swe Thwin, et al., Cyclone Nargis survey in Myanmar’s Ayeyarwady River delta, AGU Fall Meeting Abstracts, 2008.。

同样在历史时期,江浙沪地区由于捍海堤、防潮堤相对落后,加上人们居住房屋和交通船只大多为木质结构,抗风能力薄弱,一旦遭遇超强台风带来的极强风、雨袭击,往往会造成十分惨烈的人口死亡。如乾隆十二年(1747)农历七月十四,一次台风造成仅上海县、南汇县就“溺死二万余人”(42)嘉庆《松江府志》卷八〇《祥异》,《中国地方志集成·上海府县志辑》第2册,上海书店出版社2010年版,第870—871页。;咸丰四年(1854)农历七月初三,一次台风袭击浙江温岭,当地“水如山立,倏忽之间,陆地成海。淹死男妇五六万计,积尸遍野,庐舍无存”(43)〔清〕 丁虞: 《甲寅海溢记》,光绪《黄岩县志》卷三八《变异》,《中国地方志集成·浙江府县志辑》第51册,上海书店出版社1993年版,第747页。。由此可知,历史时期由于技术水平的限制,台风往往导致严重的人口死亡事件。超强台风作为台风中等级最高、破坏力最强的一种,造成的人口死亡势必更多,死亡人数是识别历史时期超强台风最有效的指标之一。

历史文献中提及台风活动,主要是从灾害损失的角度来记载,一般会有较多的人口和财产损失内容。灾害损失的多少,实际可以成为识别历史时期超强台风标准的重要依据。综合利用灾害损失程度反映台风等级,是识别历史时期超强台风的可资之法。

(二) 台风影响范围与时间

现代研究表明在台风中经常出现局地性强烈天气,它们在一定范围内带来狂风骤雨,酿成灾害,范围一般在200—300千米。(44)陈联寿、丁一汇: 《西太平洋台风概论》,科学出版社1979年版,第462页。位于中国东部和北部海域的台风最大风速半径概率密度分布峰值在100千米附近,且台风最大风速半径与台风强度存在一定相关性。(45)向纯怡、吴立广、田伟等: 《多平台热带气旋表面风场资料在台风结构分析中的应用》,《气象》2016年第11期。经计算,清代江苏、浙江相邻两府治间的直线距离大部分在50—150千米(表3)。因此,当相邻府在特定时间内都出现相关记载时,可以认为是受同一次超强台风事件影响。

表3 清代华东地区部分相邻府间直线距离

影响时间上,徐明等(46)徐明、杨秋珍、应明等: 《影响华东台风500年历史资料重建方法》,《中国气象学会2007年年会气候变化分会场论文集》,2007年。将两地受台风影响时间间隔不超过2天作为判断台风发生次数的标准之一。有学者统计了7—8月登陆我国的热带气旋陆上维持时间与登陆时的强度关系,表明热带气旋登陆维持时间与登陆时的风速成正比,较弱的热带气旋维持时间短,越强的热带气旋维持时间越长。故此,将一次超强台风的影响时间间隔定为“不超过3天”。(47)李英、陈联寿、张胜军: 《登陆我国热带气旋的统计特征》,《热带气象学报》2004年第1期。

要之,可将3天内相邻府内出现相关记载的视为受同一次超强台风影响。当然,也存在个别影响时间超过3天的超强台风,需要具体分析,一般根据记载的时间和地点变化判断是否为同一次。

综上,根据历史文献的记载特征,结合现代台风研究成果,拟定识别历史时期超强台风的标准与方法,包括台风风力表现、造成人口死亡、社会经济影响以及影响范围四方面。其中,社会经济影响包括房屋损毁、农作物损失、官民赈灾行为。死亡人口和农作物受灾面积作为历史时期社会发展的重要元素,在历史文献中也有较详细记载,可以用来作为识别历史时期超强台风的重要指标。而与现代相比,历史时期江浙沪地区的房屋抗风雨能力严重不足,在超强台风袭击下,大量的房屋损毁也是超强台风影响的重要表现。除此之外,官府或民间是否有赈济行为也是反映一次灾情程度的补充指标,中国古代历代政府在凶荒之后,大都会颁布蠲缓赋役的诏令,这是例行的政策。(48)邓云拓: 《中国救荒史》,商务印书馆2017年版,第300页。

四、 超强台风识别标准

(一) 台风风力表现

历史文献中直接表现风力程度的记载,包括“大风雨”“疾风暴雨”“飓风大作”“大风拔木”等描述。如康熙二十九年(1690)黄岩县“飓风拔木覆庐,县堂坏”(49)光绪《黄岩县志》卷三八《变异》,《中国地方志集成·浙江府县志辑》第51册,上海书店1993年版,第746页。,乾隆十二年(1747)牟平县“七月十五日,烈风暴雨,拔木偃禾”(50)民国《牟平县志》卷一〇《通纪》,《中国地方志集成·山东府县志辑》第55册,凤凰出版社2004年版,第426页。等。

根据我国2012年发布的《风力等级》国家标准(51)《风力等级》国家标准GB/T 28591—2012。,当风力达到10级(24.5—28.4米/秒)时,已出现拔起树木等地面物象。而台风风力在12级(32.7—36.9米/秒)及以上,单凭历史文献中“大风拔木”等类似描述就不足以完全区分超强台风和一般台风,必须借助其他标准。

现代研究表明,台风风暴潮大小与台风强度密切相关(52)陈长胜、秦曾灏: 《江浙沿海模型台风暴潮的数值模拟》,《山东海洋学院院报》1985年第1期;端义宏、朱建荣、秦曾灏等: 《一个高分辨率的长江口台风风暴潮数值预报模式及其应用》,《海洋学报(中文版)》2005年第3期;朱军政、徐有成: 《浙江沿海超强台风风暴潮灾害的影响及其对策》,《海洋学研究》2009年第2期。,超强台风无一例外会带来严重的风暴潮,所以历史文献记载中对于潮溢、风暴潮现象的描述可以作为强风力的一种体现,包括“海溢”“潮溢”“海潮大作”“海潮突涨数丈”等。如顺治十一年(1654)嘉定县“六月二十一日,大风雨,海溢,平地水深丈余”(53)康熙《嘉定县志》卷三《祥异》,《中国地方志集成·上海府县志辑》第7册,上海书店出版社2010年版,第490页。,道光十五年(1835)余姚市“七月,大风雨,坏塘堤,没庐舍,溺死沿海人畜无算”(54)民国《余姚六仓志》卷九《灾异》,《中国地方志集成·乡镇志专辑》第25册,上海书店1992年版,第311页。等。

(二) 台风造成的人口死亡

人口死亡情况严重通常表现为达到“数千人”“万计”“无算”“不可胜记”等。如康熙四年(1665)七月三日,东台县“飓风大作,折木拔树,涌起海潮高数丈,漂没亭场庐舍,淹死灶丁男妇老幼几万人,凡三昼夜风始息,草木咸枯死,盖百余年来未有之灾也”(55)康熙《淮南中十场志》卷一《灾眚》,《江苏历代方志全书·小志部·乡镇坊厢》第16册,凤凰出版社2020年版,第356页。;雍正十年(1732)七月十六日,太仓县“未刻,飓风,海潮大溢,漂没庐舍无算,人畜死者不胜计”(56)乾隆《镇洋县志》卷一四《祥异》,《江苏历代方志全书·直隶州(厅)部》第13册,凤凰出版社2018年版,第527页。。

虽然台风造成的人口死亡情况在不同人口密度区域是不一样的,但在1640—1949年间的江浙沪地区,除个别区域人口密度较低,其余相差不大,因此人口密度差异的影响在本研究中基本可以忽略。且历史时期该区各府人口数量基本都在数十万乃至百万以上(57)葛剑雄主编,曹树基著: 《中国人口史》第五卷《清时期》,复旦大学出版社2005年版,第71—113页。,不存在人口过少导致人口死亡数量记载达不到本文所指“严重”标准的情况。下文的房屋损毁以及农作物损失也可类推。

(三) 台风造成的社会经济影响

房屋损毁严重,表现为“坏庐舍无算”“民居漂尽/殆尽”,达到“数千”“万计”“不可胜计”等。如道光十一年(1831)崇明“七月二十八、二十九两日,飓风大雨,海溢,溺死者九千五百余人,沿海民居漂尽”(58)光绪《崇明县志》卷五《祲祥》,《上海府县旧志丛书·崇明县卷(中)》,上海古籍出版社2011年版,第1203页。;乾隆十二年(1747)常熟“七月壬寅,飓风海溢,淹没田禾四千四百余顷,坏庐舍二万二千四百九十余间”(59)光绪《常昭合志稿》卷四七《祥异》,《江苏历代方志全书·苏州府部》第71册,凤凰出版社2016年版,第433页。等。

农作物损失严重,表现为“禾苗尽淹”“田亩尽没”,数量达到“千亩”及以上、“无收”、“大饥”等。如康熙九年(1670)湖州“六月,霪雨,飓风陡作,湖水溢决,田禾尽淹,民大饥”(60)康熙《归安县志》卷六《灾祥》,《中国地方志集成补编·浙江府县志辑》第28册,上海书店出版社2021年版,第137页。;宣统三年(1911)如皋县“闰六月十六、十七、十八、十九等日,骤起飓风,昼夜不息,沿江各州县圩岸多遭坍没,县境自张黄港至丝鱼港被冲者一百三十九圩,淹没田地四万余亩”(61)民国《如皋县志》卷四《救荒》,《江苏历代方志全书·直隶州(厅)部》第43册,凤凰出版社2018年版,第490页。。

灾赈情况,当年或次年出现官民赈灾救灾行为,表现为“奉旨赈灾”“蠲免”“缓征”“发帑赈济”“给口粮”等。如康熙四年七月初三日,沭阳县“夜,大风拔木,民无全舍。奉旨赈饥民,蠲本年钱粮十之三”(62)康熙《重修沭阳县志》卷一《灾异》,康熙十三年刊本。;乾隆九年(1744)长兴县“七月初四、初五两日,风雨骤至,天目山水冲溢,太湖水泻不及,长兴田禾受灾独重,本年漕米按分蠲免”(63)同治《长兴县志》卷九《灾祥》,《中国地方志集成·浙江府县志辑》第28册,第195页。。

(四) 台风影响范围

根据上文,以3天内相邻府内相关记载视为受同一次超强台风影响。考虑到台风的移动,超强台风影响的范围也随时间推移而变化。同次超强台风的影响范围可作为辅助识别标准,如光绪三十一年(1905)南通县“八月朔,飓风自海上大七岛来,连五昼夜不绝,潮高逾丈,坏新成诸堤”(64)民国《南通县图志》卷八《垦业图志》,《江苏历代方志全书·直隶州(厅)部》第34册,第437页。;宝山县“秋八月三日申刻,天色昏黄,入夜,大风雨,潮暴涨,各沙灾”(65)民国《宝山县续志》卷一七《祥异》,《中国地方志集成·上海府县志辑》第9册,第640页。;奉化县“八月三日夜,飓风拔木,民庐、塘堤多坏”(66)光绪《奉化县志》卷三九《祥异》,《中国地方志集成·浙江府县志辑》第31册,第496页。。该年八月初一至初三,江苏南通、宝山、浙江奉化分别出现了超强台风的有关记载,而南通至宝山直线距离约90千米,宝山至奉化直线距离约190千米,根据上文的识别标准,可以将此次三地出现的超强台风视为同一个台风事件。

(五) 具体识别标准

综上,本文制定的超强台风识别标准如表4所示。

表4 历史时期超强台风识别标准

以上标准当中,台风风力表现是基础,每一次识别超强台风事件都必须满足。其他标准中,人口死亡优先于房屋损毁、农作物损失和官民赈灾行为,台风影响范围则用以补充。具体可分为:

(1) 强风力/海潮+严重人口死亡;

(2) 强风力/海潮+人口死亡+严重房屋损毁/严重农作物损失/官府民间赈灾行为;

(3) 强风力/海潮+相邻两府及以上严重房屋损毁/严重农作物损失/官府民间赈灾行为。

以上三种情况只需满足其中之一即可识别为一次超强台风事件。

需要指出,由于本方法是利用台风灾害后果的程度高低来识别超强台风,与现代直接利用风力等级判定有所不同,存在一定的不确定性。具体会表现在两个方面: 一是历史文献中会有记载不完全或遗漏的情况。虽然基于一般认识,灾害影响越大的台风更容易在历史文献中留下记载,而超强台风带来的灾害影响往往是最严重的,有更大可能性被记录。利用历史文献重建超强台风,资料本身缺漏的影响在一定程度上偏低,但不可否认它的存在。二是本文的方法无法避免会遗漏一些经过江浙沪地区但未造成严重影响的超强台风(擦边台风(67)雷小途: 《台风“登陆”及“擦边”刍议》,《气象》2012年第6期。),也会包含一些强度未达到超强台风级别但造成了严重灾害的情况,不过这种现象在现代台风灾害统计中同样存在(表2)。这种识别的不确定性是否会影响重建序列的可靠性,下文将通过与现代器测时期统计数据的对比对重建结果进行分析和检验。

五、 结 果 与 检 验

(一) 超强台风频数

利用上述资料和方法,共识别1640—1950年影响江浙沪地区的超强台风事件70例,平均每10年约2.3例,发生频次见图2。从年代上看,17世纪90年代、19世纪30年代、19世纪50年代和20世纪20年代为超强台风高发期,有4次或以上超强台风。其中,19世纪50年代最多,10年间发生了5次。而1810—1820年是300年间唯一未识别到超强台风的时期。

图2 1640—1950年影响我国江浙沪地区的超强台风频次

根据学者统计的1950—2019年影响中国沿海的超强台风(68)陈宏义、赵利刚: 《近六十年来侵袭中国沿海的超强台风》,《第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集》,2010年。论文中统计核查了1950—2009年间保持“超强”进入到距大陆岸线300千米以内或登陆海南及台湾的29例超强台风。陈氏论文只统计到2009年,2010—2019年的超强台风为笔者根据《热带气旋年鉴》及浙江省水利局台风路径数据(zjwater.gov.cn)整理得出。另外,根据浙江省水利局台风路径数据,1950—2009年间补充7209号、8310号、9414号、9417号超强台风。情况,从中列出并增补影响江浙沪地区的部分,分别为: 5310号、5612号、5822号、5904号、6007号、6126号、6615号、7209号、8310号、9414号、9417号、0608号(桑美)、0713号(韦帕)、1509号(灿鸿)、1909号(利奇马),一共15例,每10年约2.1例。利用基于器测数据得到的现代超强台风序列,对重建的历史时期超强台风序列进行统计检验。

(二) 结果检验

首先进行双样本F检验,验证两个序列方差有无显著性差异,其结果如表5所示。

表5 双样本F检验 (α=0.05)

从结果可知,现代序列和历史序列F检验的P值大于0.05,可认为历史时期超强台风序列和现代超强台风序列的方差没有显著差异。

在经过F检验两序列方差齐同的基础上,进一步进行双样本等方差T检验,可以检验两序列的总体均数是否相同。其结果如表6所示。

表6 双样本T检验 (α=0.05)

从结果可知,现代序列和历史序列T检验的P值大于0.05,可认为历史时期超强台风序列和现代超强台风序列的均值齐同。

综上,利用文献重建的历史时期超强台风序列与基于器测数据得到的现代超强台风序列无显著差异,可以视为出自同一个总体的不同样本。也就是说,前述的遗漏及误收的情况可以视为随机误差,对结果不造成显著影响,重建序列总体可靠,可以与现代序列衔接分析。

(三) 与入境台风的对比

前引王美苏重建的清代入境中国东部地区台风序列(69)王美苏: 《清代入境中国东部沿海台风事件初步重建》,复旦大学硕士学位论文,2010年。与本文序列对比发现(图3),1640—1910年间,总的来说二者变化趋势相同,但是在不同时段呈现不同态势。具体来看,超强台风与入境台风表现出相反的变化趋势。1650—1700年、1730—1750年、1760—1770年、1810—1860年、1870—1890年,超强台风与入境台风表现出相同的变化趋势。而1710—1720年、1750—1760年、1780—1800年及1890—1900年,二者呈现相反的变化趋势。其中,17世纪70—90年代超强台风发生频数较高,而入境台风发生频数处在较低水平;1880—1910年入境台风发生频数达到历史最高值,而超强台风发生频数维持在正常水平。这说明近数十年来超强台风和台风活动的不一致性在更长时间尺度也存在。对这一现象的分析与解释,需要后续对台风活动机制开展更进一步的研究。

图3 1640—1910年间超强台风与入境台风对比

六、 结 论

本研究在前人研究的基础上进一步发掘资料的有效信息,将历史时期台风研究对象拓展到超强台风。依托现代台风统计数据和以往研究结论,根据历史文献记载本身的特点建立历史时期影响我国江浙沪地区超强台风的识别标准和方法,重建1640—1949年该地区的超强台风序列。利用并通过现代器测数据进行统计检验,证明本方法能较好识别历史时期的超强台风,这为利用历史文献研究更长时间尺度的超强台风活动规律拓展了路径。

重建结果显示,1640—1949年间共识别江浙沪地区超强台风事件70例,每10年约2.3例。通过与学者重建的清代中国东部地区入境台风序列的对比,发现二者总体变化趋势相同,但是不同时段也有区别,说明超强台风与台风频率不完全一致的现象在多百年时间尺度上仍然存在。

需要指出的是,受限于代用资料本身,利用本方法识别的超强台风序列仍存在一定的不确定性。同时,本方法主要基于研究区域的自然及历史情况而制定,虽然其原理具有一定的普适性,但是不同地区的承灾体特征不同,因此在应用时还需要根据区域具体情况做出相应的调整。