尹跃虎 张日佳 姜 盈 朱建钢 叶传伟
(富阳市气象局,浙江富阳311400)
富阳位于浙江省西北部,沪杭甬“金三角”交汇点,属杭州市辖县级市,台风是影响富阳最严重的自然灾害之一。随着全球气候变暖等影响,台风灾害频发,损失越来越严重,已经成为制约富阳经济发展和社会稳定的一个“瓶颈”因素。近年来,随着中尺度自动气象站的相继建立,全市境内,不同地形分布的观测网已初步形成,对研究不同路径、不同环境条件下台风影响的风、雨分布已有可能。而台风气候研究是开展台风研究和提高预报服务水平的重要基础性工作,近年来受到越来越广泛的重视。许多学者[1-4]对全国、全省等大范围的台风气候特征进行了分析研究,取得了一些重要成果,而对于小范围的台风气候研究却较少涉及。本文针对富阳这个小范围区域,对影响富阳台风气候特征进行分析,为提高当地台风短期气候预测准确率,为政府开展防灾减灾工作提供一定的参考依据。
本文将底层近中心最大风力≥8级的热带气旋统称为台风。定义由台风单独或与其它天气系统共同作用造成富阳极大风速≥17.2 m·s-1(8级)或过程降雨量≥30 mm,为影响富阳的台风;定义由台风单独或与其它天气系统共同作用造成富阳极大风速≥17.2 m·s-1(8级)且过程降雨量≥100 mm,或过程降雨量﹤100 mm但极大风速≥24.5 m·s-1(10级)为影响富阳的灾害台风,列入统计。
使用的资料为中国气象局1955—2010年西北太平洋热带气旋年鉴资料和历年富阳人工观测站以及近几年富阳市自动气象站的雨量、大风资料。
1955—2010年富阳共有73个影响台风,平均每年1.3个。其中过程雨量≥50 mm的台风45次,最大风力≥8级有31次,过程雨量≥50 mm且最大风力≥8级的有22次。从年代分布分析,20世纪50年代年均2.0次,60年代1.7次,70年代1.5 次,80 年代 1.1 次,90 年代 0.9次,2000年以后年均1.1次。由此可见,70年代以前为台风影响高峰期;80年代以后为台风影响低发期。
在56 a中出现影响台风的年份有39 a,占69.6%;没有出现影响台风的年份有17 a,为30.4%,因此约有3/10的年份不会出现影响台风。影响台风达4次的为最多影响台风年份,共有1 a,占1.8%,出现3次的年份有9 a,占16.1%,出现2次的年份有10 a,占17.9%,出现1次的年份有19 a,占33.9%。出现3次以上影响台风的年份并不多,共有 10 a,占17.9%,而且大多出现在台风影响高峰期的70年代以前(见图1)。
图1 影响富阳台风年际变化
统计分析发现,富阳影响台风出现在5—10月(按出现最大日雨量的日期为准),其他月份无影响台风发生。5,6和10月发生次数极少,56 a中分别出现1,3和4次,占全部影响台风的1.4%,4.1%和5.5%,5和 6月的 4次台风登陆地点在广东、福建或台湾,位置偏南,仅出现一般性暴雨天气,10月份影响的4次台风中有2次出现暴雨和大暴雨,且出现8级以上大风;高发月份依次为8,9和7月,分别出现31,22和12次,占全部影响台风的42.5%,30.1%和16.4%,3个月合计出现65次,占全部影响台风的89.0%(见图2)。因此,富阳市6月份以前影响的台风由于位置偏南,影响并不明显;进入7月份,台风影响趋于频繁,且影响严重,7,8和9月为防台的关键时期。
图2 影响富阳台风月际变化
影响台风中出现日雨量≥50 mm暴雨的次数为34次,出现次数最多的是8月份,有14次,其次是9月份,有10次;日雨量≥100 mm大暴雨的次数为11次,出现次数最多的仍是8月份,有6次,其次是9月份,有3次;日雨量≥200mm特大暴雨的次数为3次,出现在8和9月,分别为2次和1次。从降水强度看,不但8,9月出现的影响台风最多,而且大暴雨和特大暴雨也大部分出现在这两个月中,由于降水集中,特别容易引发台涝灾害。
对2004年以后10个影响台风的雨量地理分布进行统计分析,发现大雨量中心有3个:一是沿富春江东南部的龙门、灵桥、渔山一线;二是西部的洞桥和渌渚一带;三是北部的高桥附近(见图3)。
图3 富阳影响台风雨量地理分布(单位:mm)
影响台风中出现极大风速≥8级的次数为31次,出现次数最多的是8月份,有17次,其次是9月份,有10次;极大风速≥10级的次数为7次,出现次数最多的仍是8月份,有5次,其次是7和9月份,各有1次。
风力地理中心主要有2个:一是北部的高桥镇千家村、受降镇、春建乡、东洲街道富阳、里山镇以及富春街道一带;二是南部的上官乡、常安镇和常绿镇等地。而西部的万市镇和东部的大源镇风力较小(图4)。由此可见,北部地区为台风大风防范重点。
图4 富阳影响台风大风地理分布(单位:m/s)
另外,日雨量≥100 mm且极大风速≥8级的次数8,9和10月分别出现6,3和1次,经过分析发现,出现100 mm以上大暴雨的影响台风基本上会出现8级以上大风,11次中只有1次没有出现大风,出现在7月份。因此,日雨量只要出现大暴雨,洪涝灾害和大风灾害往往同时出现,造成重大财产或人员损失。
将台风源地分为4个区域:Ⅰ区为菲律宾以东洋面生成区,范围为 5°N ~20°N,122°E ~140°E;Ⅱ区为关岛附近及以东洋面生成区,范围为5°N ~20°N,140°E ~165°E;Ⅲ区为南海生成区;Ⅳ区为琉球群岛附近的近海生成区(见图5)。
图5 富阳影响台风源地分布
富阳影响台风以菲律宾附近及以东洋面的Ⅰ区(35个)为最多,其次为关岛附近及以东洋面的Ⅱ区(31个)。Ⅰ区和Ⅱ区分别占总影响台风数的47.9%和42.5%,两区平均每年有1.2个影响台风。Ⅲ区和Ⅳ区均较少,分别只有2个和5个,仅占全部影响台风的2.7%和6.8%。另外,重点对16个产生重大台风灾害的影响台风源地进行分析发现,16个台风的发生源地均为Ⅰ区和Ⅱ区,其中Ⅱ区9个,Ⅰ区7个,2000年以前灾害台风源地主要为Ⅱ区,2004年以后源地为Ⅰ区的灾害台风明显增多,5个灾害台风的源地均为Ⅰ区,因此,对这两个区域生成的台风应引起高度重视,加强监测、预报预警和灾害防范工作。
富阳影响台风,根据其移动路径分为4类,分别是东路、西路、中路和其它路径。
1)由Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ区域入关键区,且必须在Ⅰ,Ⅳ区域出海或北上;2)由Ⅰ区入区,但在Ⅱ区出界北上的(见图6a)。
根据对73个富阳影响台风路径进行分析,属于东路台风的有25个,占全部台风的34.2%,平均每年0.4个,其中9次台风出现8级以上大风,8次台风过程雨量在100 mm以上,特别是5次台风风力8级以上且雨量在100 mm以上,产生重大台风灾害。从16个灾害台风分析,有6个台风属于东路台风。因此,东路台风对富阳影响较大,25次台风中有6次产生重大灾害,占全部东路影响台风24%。
图6 影响富阳台风路径(a:东路,b:西路,c:中路)
另外,对自动站雨量分析发现,东路台风雨量分布特点为东北部向西南部依次减小。图7a为2009年8号“莫拉克”台风降水分布,高桥、灵桥、龙门、永昌、万市在250 mm以上;渌渚、胥口、场口等地在200 mm以下。因此,东路台风影响时,富阳市东部和北部地区的降水是防范重点。
图7 a 东路影响台风雨量分布(单位:mm)
1)由Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ区域入关键区,且必须在Ⅱ,Ⅲ区域出界或北上的;2)由Ⅱ区入区,但在Ⅰ区出海或北上的(见图6b)。
73个影响台风中西路台风最多,达26个,占全部台风的35.6%,平均每年0.5个,其中11次台风出现8级以上大风;2次台风过程雨量在100 mm以上;1次台风风力8级以上且雨量在100 mm以上。由此可见,西路台风容易出现大风,42.3%的西路台风会产生8级以上大风,但出现大暴雨的可能性较小,仅占西路台风的7.7%。从16个灾害台风分析,只有1个台风属于西路台风(2004年14号“云娜”台风)。由此可见,西路台风对富阳影响相对较小,26次台风中只有1次产生重大灾害,仅占全部西路影响台风的3.8%。但由于西路台风出现8级以上大风的几率大,达42.3%,因此,对该类台风的预报服务中防风工作仍应引起高度重视。
西路台风和东路台风相比,雨量明显偏少,分布特点为我市中部和北部偏大,东北部和西南部偏小。图7b为2007年13号“韦帕”台风降水分布,其中鹿山街道、洞桥镇为雨量中心,里山镇、场口镇雨量较小。
图7 b 西路影响台风雨量分布(单位:mm)
规定台风进入 29°N ~ 30.5°N,119°E ~120.5°E区域的为中路(见图6c)。
中路台风12个,占全部影响台风的16.7%,平均每年0.2个,其中8次台风出现8级以上大风(其中10级以上就有5次),8次台风过程雨量在100 mm以上,7次台风风力8级以上且雨量在100 mm以上。由此可见,中路台风对富阳市影响最大,66.7%的中路台风会产生8级以上大风,41.7%的中路台风会产生10级以上大风,66.7%的中路台风过程雨量会达到大暴雨,58.3%的中路台风风力8级以上且雨量在100 mm以上(特别有33.3%的中路台风风力10级以上且雨量在100 mm以上,产生巨大损失)。
从16个灾害台风分析,有9个台风属于中路台风,占16个灾害台风的56.3%。
中路台风降雨强度最大,分布特点也为东部向西部依次减小,湖源为雨量中心,平均雨量在130 mm以上。富阳、场口以东平均在100 mm以上;新登以西的龙羊山区稍小,在80 mm以下。图7c为2007年13号“卡努”台风降水分布。
因此,虽然中路台风数量不算多,但对富阳影响特别巨大,只要台风进入该区域,相当于中心经过富阳,往往产生重大影响,12个中路台风中有9次产生重大灾害,占全部中路影响台风75%,日常工作中对该路台风的预报服务应作为台风防范中的重中之重。
图7 c 中路影响台风雨量分布(单位:mm)
不符合以上3类台风路径但对富阳有影响的台风为其它路径。影响台风中属于其它路径的有10个,占全部台风的13.7%,其中2次台风出现8级以上大风(未出现10级大风),2次台风过程雨量在100 mm以上,未出现风力8级以上且雨量在100 mm以上的台风。从16个灾害台风分析,没有台风属于其它路径台风。因此,该类路径台风对富阳影响不大。
以台风登陆时中心风力和中心气压为影响台风强度分析发现:当台风登陆时中心气压在970 hPa以下,风力在12级以上时,往往会产生较大影响,16个灾害台风中有11个台风登陆时中心气压在970 hPa以下,风力在12级以上,占68.8%。73个影响台风除去8个海上转向台风,有65个登陆台风,其中16个灾害台风登陆时中心气压平均为966.7 hPa,登陆时风速平均为41.2 m·s-1,而其它49个台风登陆时中心气压平均为 965.0 hPa,登陆时风速平均为 43.8 m·s-1,因此,对富阳而言,灾害台风和非灾害台风登陆时中心气压和风力差距不大,致灾与否和登陆地点关系更大。
当台风在福建中北部到浙江南部登陆时,对富阳市影响较大,特别是在浙江中南部登陆时影响尤其严重,16次灾害台风中有12次在浙江中南部登陆,占75%;3次在福建北部登陆(其中1次在福建和浙江交界处),占18.8%。
副高主体在日本且稳定,588线可西伸到100°E ~110°E,脊线位置在 35°N 附近。西风槽和冷空气主体在110°E以西,两广一带有弱热带低压。台风登陆以福建中北部到浙江沿海为主(如8506号)。流型主角为副高和台风(图略)。
该类流型以台风本身降雨为主。雨区分布在东风急流南侧和台风环流附近,富阳东北部雨量明显大于西南部。
副高主体在日本且稳定,588线西伸到120°E ~125°E,脊线在30°N ~35°N,西风槽和冷空气主体东移到110°E~120°E,槽底位置可到35°N或以南,西环副高面积小。台风在福建、浙江登陆(如7123号和0716“罗莎”台风)。流型主角为西风槽和冷空气(图略)。
降雨分布在台风环流附近和西风槽前。如台风在福建登陆,富阳可能产生槽前暴雨和大暴雨,在浙江登陆,可产生暴雨和大暴雨。
副高主体在日本且稳定,588线西伸到120°E ~125°E 附近,脊线在 30°N ~35°N,西风槽在110°E~120°E 附近,槽底位置在 35°N 以北,西环副高面积大。台风在福建、浙江登陆,台风范围大,强度强。流型主角为台风,次之为西环副高。
降雨出现在台风环流东北侧至倒槽附近,有时有几块雨区分布在台风倒槽上,富阳可产生暴雨到大暴雨(如2005年15号“卡努”台风)(图略)。
7.4.1 中纬度低压流型
流场形势为东部副高较弱,副高北侧有低压系统,588线形态不一。西风槽成阶梯型,河套到华西有一冷性低压系统。台风以福建登陆为主。流型主角为台风和西北部中纬度低压系统(图略)。
降水先受台风东北部东南急流影响产生暴雨,然后冷性低压东移与北上减弱的低压环流合并再影响富阳,造成富阳暴雨到大暴雨。
7.4.2 热带低压流型
副高主体在朝鲜半岛—日本一带,588线可西伸到115°E。西风槽位置在90°E或以西,但河套地区有小槽。广东一带和日本南部有热带低压活动。台风以浙江登陆为主,可与其他低压系统共同构成热带低压带(如8807号台风)。流型主角为台风和热带低压系统(图略)。
此型以共同作用暴雨为主。富阳首先受台风环流降水,可产生暴雨和大暴雨,热带低压环流起到了输送水汽并牵制台风北上的作用,最后台风减弱为低压,并入大低压环流内,又可造成暴雨。
1)影响富阳的台风有明显的年际和月际变化特征,年均影响数1.3个,影响台风主要集中在7—9月。
2)台风风雨灾害主要出现在8和9月,其风力地理分布中心有2个:一是北部的高桥镇千家村、受降镇、春建乡、东洲街道富阳、里山镇以及富春街道一带;二是南部的上官乡、常安镇和常绿镇等地;而西部的万市镇和东部的大源镇风力较小。雨量地理分布受台风不同路径、强度等影响而差距较大,主要雨量中心有3个:一是沿富春江东南部的龙门、灵桥、渔山一线;二是西部的洞桥和渌渚一带;三是北部的高桥附近。
3)影响台风源地主要来自菲律宾以东洋面和关岛附近及以东洋面。
4)影响台风路径主要有东路、西路和中路3类,占了影响总数的86.3%。影响次数按照西路、东路、中路依次递减,但影响程度却是依次递增。东路台风以降雨影响为主,雨量分布特点自东部向西部依次减小;西路台风降雨强度最小,但容易出现大风;中路台风风雨强度最大,是台风防范中的重中之重。
5)灾害台风和非灾害台风登陆时中心气压和风力差距不大,致灾与否和登陆地点关系更大。
6)影响台风流场特征可以概括为四类,即:副高东风流型、西风槽鞍形场流型、台风倒槽鞍形场流型、低压系统流型。
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