黑龙江省台风特征及影响分析

付雯,王楠,孙含笑

（黑龙江省气象服务中心，黑龙江哈尔滨150001）

黑龙江省台风特征及影响分析

付雯,王楠,孙含笑

（黑龙江省气象服务中心，黑龙江哈尔滨150001）

使用2001-2016年黑龙江省83个站历史日值资料，应用MESIS历史查询系统和天气业务内网平台，按照台风越过38.92°N（辽宁最南端）、黑龙江日降雨量≥25 mm的站点数不少于5个的标准，统计出近16 a给黑龙江带来较大风雨的台风个例，对其进行分类研究，结果表明：2001-2010年越过38.92°N（辽宁省最南端）的台风路径整体位于日本及日本海附近，2011-2016年路径整体向西移动，导致黑龙江受台风影响增多，灾害严重；台风所致的暴雨频发区域并不出现在离海最近的地方，而是黑龙江中部的两个小区域；从单次台风过程看，风大的地方并不意味着雨也大，大风和暴雨站点的重合率极低；台风沿副高西侧的偏南气流一路向北推进，与西风带的冷空气相遇，形成“东暖西冷”的半暖温压场结构，极易触发暴雨和大风。此外，从台风强度、数量和路径多个角度的印证表明，黑龙江正处于台风北上活动的活跃期，尤其是近两年台风路径在高纬地区发生了罕见西折，更需深入研究。

黑龙江;台风活跃期;路径西折

1 引言

黑龙江省是我国最北端的内陆省份，受台风直接影响的情况较少，多为台风登陆后变性为温带气旋致使黑龙江产生暴雨或大雨。例如2012年8月28-29日台风“布拉万”从海上携带充足水汽北上，配合高空槽诱发暴雨，全省27个站点的日降雨量达到暴雨以上量级，27万人受灾，转移安置614人，耕地受灾面积10.7万公顷［1］。

研究发现，与2001-2010年相比，影响黑龙江省的台风在近6 a的时间里明显增多增强，并且台风路径整体向西移动，尤其是近2 a的台风路径还发生了罕见西折，因此，总结台风规律并把台风所致的风雨影响进行数据量化、解构、分类，能为降雨和大风预报提供参考依据。

2 资料和个例的选择

本文日降水量运用MESIS软件查询，采用2001-2016年黑龙江省83站的日降水资料（日降水量是指前一天20时-当日20时），最大风速运用天气业务内网平台查询，由于2015和2016年资料缺失，改用黑龙江气候软件查询。台风路径资料来源于中央气象台台风网，台风的选取标准为：2001-2016年越过38.92°N（辽宁省最南端），且黑龙江日降雨量≥25 mm的站点数不少于5个。暴雨标准为日降雨量≥50 mm，大雨标准为日降雨量≥25 mm，大风标准为日最大风速≥6级（10.8 m/s）；暴雨、大雨及大风的频次统计，如单次台风个例中连续两天同一站点出现同一量级数据，按一个频次计算。

3 黑龙江省的台风特征

依年际划分，2001-2016年16 a间对黑龙江造成影响的台风共17次，平均每年1.06个，受影响的年份有11 a，年内发生次数最多为3个。统计发现，一年中有2或3个台风的年份往往相邻，如2002年和2004年、2011年和2012年，且5 a以上才有一个周期；依月际划分，台风出现在7月份共计6次，8月份9次，9月份2次，其中8月份最多，占53%；依台风强度划分，越过38.92°N时台风减弱为热带低压的有8个，减弱为热带风暴的4个、减弱为强热带风暴5个。3.1台风路径整体向西移动

如图1所示，2001-2010年越过38.92°N的台风路径主要集中在日本及日本海附近，位置大多偏东，既使在西侧登陆，台风路径也很短，在辽宁省内减弱消失；2011-2016年台风路径整体向西移动，如图2所示，主要集中在东北三省，直接深入内陆，这也是近年来黑龙江台风增多增强的原因。

图12001 -2010年台风分布图

图22011 -2016年台风分布图

3.2 黑龙江省受台风的影响

2001-2016年，西太平洋海域生成的台风平均每年27个，其中2004年和2013年属于偏多年份，分别为34个和35个，但总体数量偏多并不意味着黑龙江受其影响也多，二者并无明显的正相关关系，黑龙江省在西太平洋海域总体生成台风数量越多的年份里，受其影响反而越小，甚至没有影响。与此相反，在西太平洋生成台风数量偏少的年份中，如2010年18个，黑龙江也未受台风影响。由此可见，无论西太平洋海域生成的台风数量偏多或偏少，黑龙江受台风的影响均较小。

3.3 藤原效应可能加重黑龙江的台风灾害

早在二十世纪20年代初，日本气象学家Fujiwhara[2-3]发现了双涡旋相互作用的一些现象，这些现象后来被称作“藤原效应”，也称“双台风效应”。Brand[4]发现当两个TC的中心位置小于750海里（1389 km）时，就会产生相互影响。本文研究了对黑龙江产生影响的17个台风个例，其中2次发生了“藤原效应”，分别为2009年的“莫拉克”和“天鹅”、2012年的“布拉万”和“天秤”。

徐洪雄[5]采用耦合模式模拟“质点群”轨迹，结果显示，2009年处于消亡阶段的台风“天鹅”其水汽、能量均向台风“莫拉克”输送，台风“莫拉克”在吃掉“天鹅”之后吸取到更多能量，先后经历四次登陆：首先在台湾登陆给当地带来重创，后又历经三次登陆能量不断衰减，最后登陆日本时已减弱为热带低压，且距离黑龙江省较远，所以并未对黑龙江产生较大影响；与此形成鲜明对比的是，2012年台风“布拉万”给黑龙江省造成重创，朱智慧[6]对台风进行受力分析表明，虽然“布拉万”与“天秤”相比，强度更强、个头更大，但总压力对“布拉万”的移动路径影响显著。此外，“布拉万”从海上长驱直入朝鲜，没有多次登陆的经历，能量衰减缓慢，致使到达黑龙江时依然产生较大降水。由此可见，“藤原效应”下的双台风往往能量更强，破坏力更大，但如果在登陆东北地区之前已有登陆经历，能量势必衰减。

4 台风影响下的黑龙江省风雨特征

4.1 暴雨及大雨落区分布特征

调取全省83站日降水资料发现，台风所致的暴雨和大雨集中分布区域不尽相同。暴雨主要集中在松嫩平原中部和三江平原西部，大雨主要集中在黑龙江省东部和南部形成的狭长地带。其中，七台河的勃利是降雨最频繁的地方，2001年以来台风所致的大雨及以上量级降雨共计9次。研究还发现，强台风（暴雨不少于15个站或大雨不少于25个站）到来时佳木斯必有暴雨。

4.2 大风分布特征

图3 大风分布图

如图3所示，台风所致的大风主要集中在三江平原和牡丹江地区，其中抚远和同江最容易出现大风，风最大的地方出现在鸡西，2006年的台风“艾云尼”曾在当地留下了19.3 m/s（相当于8级风）的记录，其次是抚远和同江，均出现过16.7 m/s（相当于7级风）的记录。此外，研究还发现强台风（大风不少于9个站）到来时同江必有大风。

对比风和雨的落区发现，风大的地方和雨大的地方往往不重合，就单次台风而言，风最大的地方没有一次和雨最大的地方重合，大风很少出现在暴雨区域，甚至和大雨区域重合率也很低，但在台风强（如2012年“布拉万”和2016年“狮子山”）的时候因为出现大风大雨的站点数量特别多，重合率也高，而且重合的区域主要集中在三江平原西部。

5 黑龙江正处于台风北上活动的活跃期

从越过38.92°N的台风强度来看，2001-2016年间依次经历了强热带风暴-热带风暴-热带低压-热带风暴-强热带风暴演变，这个由强到弱，又由弱到强的过程表明，黑龙江正处于台风北上活动的活跃期。

从台风的数量和路径上看，2001-2010年10 a间黑龙江省共受到9个台风影响，但没有一个直击东北地区，都是受台风外围云系影响；而2011-2016年仅6 a时间就已经有8个台风，而且4次直击黑龙江省或吉林省，近6 a台风越过38.92°N后路径整体向西移动，导致黑龙江省遭受台风侵袭的概率大大提高，破坏力增强：2012年台风“布拉万”暴雨站点27个、大风站点10个，紧随其后的台风“三巴”暴雨站点17个，2016年的台风“狮子山”大雨站点29个、大风站点9个，如此大面积的暴雨、大雨和大风，在2001-2010年10 a间从未有过。

放眼全国，2016年台风活跃还受另外一个重要因素影响——拉尼娜。2017年5-6月，在超强厄尔尼诺事件结束后，赤道中东太平洋海温由偏暖转向偏冷，从而进入了拉尼娜状态，使得台风出现“前少后多、登陆偏多、偏强”的特点。

钱传海[7]分析指出，2016上半年，由于厄尔尼诺不断衰减，西北太平洋和南海盛行下沉气流，抑制该地区台风生成，导致整个上半年都没有台风生成。到了下半年，随着厄尔尼诺向拉尼娜转换，西太平洋地区和南海地区海温偏暖，台风生成和发展的条件逐渐有利。如果拉尼娜事件维持较长时间，2017年的台风可能会偏多。根据拉尼娜的特点，台风生成地将偏西偏北，对我国的影响会更大一些，因此，黑龙江省受台风的影响也或将增多增强，但如果从之前分析出的“台风偏多或偏少年份黑龙江受台风影响均较小”规律来看，黑龙江省受台风影响也可能较小，台风的强度、路径、登陆次数和能量衰减情况将直接决定黑龙江的风雨大小。2016年为厄尔尼诺向拉尼娜过渡、转化阶段，所以2017年黑龙江暂无历史数据可供参考推测，但待2017年的实况出来之后就可供2018甚至更远年份做参考依据。

6 台风变性为温带气旋触发暴雨和大风

给黑龙江省带来影响的台风大都具有这样的特征：台风沿副热带高压西侧的偏南气流向北方推进，进入到东北地区后，和西风带系统共同作用，减弱变性为温带气旋。

台风本身是暖湿空气，台风中心比周围温度要高，这在台风的中高层更加明显。但如果此时低空有冷空气入侵，中低层的暖心结构会首先遭到破坏，导致其逐步“变性”[8]。冷空气入侵初期，台风的能量会得到最大规模释放，导致风雨最强。即便是热带风暴的强度遇上冷空气，有时制造的风雨不亚于超强台风。

而冷空气继续侵入，其所占比重会逐渐加大，冷暖缠斗中，冷空气优势越来越明显，这时，台风原先的暖湿空气基本都被转化为降水，最终会变成冷心结构，成为温带气旋。暖湿空气消耗殆尽后，风雨天气也会明显减弱。如2012年的“布拉万”、2015年“天鹅”和2016年的“狮子山”都是如此。

7 台风路径西折

从台风的移动路径来看，台风在高纬度地区发生西折极为少见，而2015年的台风“天鹅”和2016年的台风“狮子山”连续两年西折，对它们进行细致的剖析发现了共性特征，它们都先受到过强冷空气的南下打压，后又受到强副热带高压的北抬东阻。

“天鹅”生成于西北太平洋洋面，原本朝西偏北方向移动，而此时我国北部地区有高空低涡活动，并伴随冷空气东移南下，这种作用使得“天鹅”北侧的副热带高压减弱东退南落，如图4所示，同时在“天鹅”和台风“艾莎尼”的南侧向西伸展，与赤道附近北上的赤道缓冲带相连通，这样就在“天鹅”和“艾莎尼”的南侧形成了一个强大的高压带，从而使得引导“天鹅”的环境气流由东南气流转变为西南气流，导致“天鹅”在台湾东南部洋面发生近90°的直角转向[9]。“天鹅”一路北上到达日本海，遇到东北侧强大的副热带高压，维持不崩溃，但此时“天鹅”已变性为温带气旋，带给东北三省的只是雨。

图4 台风“天鹅”和“艾莎尼”

图5 台风“狮子山”和“圆规”

“狮子山”和另一台风“圆规”产生了藤原效应，“圆规”个头比狮子山大，在相互作用中占主导，将“狮子山”推向西南方（图5），而此时高纬度的西风带有强冷空气南下，造成我国中东部大面积降温，“狮子山”受冷空气影响改为向东北方向移动，之后遇到东边强大的副热带高压，迫使其又一次转向，走出了一条罕见的高纬西折之路。

综观两次台风，北部都是先有冷空气大举南下，促使路径发生改变，开始曲折北上，后又遭遇东部副高的强力东阻，台风只能再度转向发生西折。从500 hPa数据来看，往年此时日本以南附近存在一个副高单体，但2016年日本海附近被一个异常槽位代替，这个异常深的槽配合鄂海异常脊位，异常脊位叠加副高，导致副高偏东偏北，迫使台风无法东移或直行，继而发生西折。

[1]隋红艳.黑龙江曾遭受台风打击最严重事件回顾——2012年第15号台风“布拉万”[J/OL],2015-08-27.

[2]FUJIWHARA S.The tendency symmetry of motion and its application as a principle in meteorology[J]. Quart J Roy Met Soc,1921，47:287-293.464.

[3]FUJIWHARA S.On the growth and decay of vorti cal systems[J].Quart J Roy Met Soc,1923，49:75-104.

[4]BRAND S.Interaction of binary tropical cyclones of the western North Pacific Ocean[J].J Appl Meteor, 1970，9:433-441.

[5]徐洪雄,徐祥德，等双台风生消过程涡旋能量、水汽输送相互影响的三维物理图像[J].气象学报,71（5）: 825-838.

[6]朱智慧.双台风“天秤”和“布拉万”相互作用诊断分析[J].气象科技,2015,43,(3):506-511.

[7]钱传海.拉尼娜快速接棒厄尔尼诺“二人转”轮流上演[J/OL].2016-11-04.

[8]孙倩倩.信欣.数据帝：台风跑到大东北变性后果很严重[J/OL].2016-08-30.

[9]许映龙.专家解析台风“天鹅”为何变换路径北上[J/ OL].2015-08-25.

P458.1+24

A

1002－252X（2017）02－0012－03

2017－3－1

付雯（1985-），女，黑龙江省哈尔滨市人，黑龙江大学，本科生，工程师.