董加斌 黄新晴
(浙江省气象台,浙江 杭州 310017)
我国是受台风影响最严重的国家之一,年均遭受9.3个台风袭击,居世界首位[1-2]。浙江地处我国东南沿海地区,易受台风正面袭击,由于没有大型岛屿阻挡,登陆浙江的台风强度较强,是台风灾害最严重的省份之一。台风的灾害主要由台风大风、台风暴雨和风暴潮造成,台风暴雨灾害是上述3种灾害中发生最为频繁的一种灾害[3]。如2004年14号台风“云娜”在温岭石塘镇登陆,浙江沿海的部分地区出现特大暴雨,导致164人死亡,直接经济损失达180多亿元[4]。因此,对台风暴雨的准确预报在减少人员死亡和经济损失方面具有十分重要的作用。
暴雨预报主要关注其强度和落区,影响台风暴雨落区的因子主要有台风内部结构、大气环流背景、台风下垫面强迫作用[5]。近年来对登陆浙江的台风有不少研究[6-9],数值模拟指出了冷空气入侵、地形、台风外围暖湿的东南风急流、中高纬西风槽等在浙江省台风暴雨中的作用;统计表明登陆浙江台风最大暴雨中心出现在浙江东南部地区的频率最高。由于陆地山脉地形的作用,当台风靠近海岸及登陆后,其结构会变得更不对称,导致降水分布的不对称;向岸气流与地形辐合使台风暴雨增长,雨区范围扩大。这种作用将使华东登陆台风中心北侧雨量增强,并使大范围雨区主要出现在台风中心北侧[10]。可见,台风的登陆位置和路径对暴雨分布有重要影响;准确预测台风登陆地点和路径趋势对暴雨落区预报有重要作用。本文对1949年以来台风进入东海时的路径,着重对登陆浙江省台风路径进行分类,并对其产生的暴雨作了一些分析,希望对实际预报有所帮助。
台风(各级别的热带气旋在本文中统称为台风)路径和有关登陆信息来自《台风年鉴》、《热带气旋年鉴》;浙江省68个常规气象站12 h间隔雨量资料(由于1970年以前气象站数量逐年变化较大,不利于比较,本文只分析1971年以来有关台风暴雨的分布和强度);欧洲中心(ECMWF)0.5°×0.5°分辨率ERA-Interim再分析资料。
1949—2018年的70 a中,共有43个台风登陆浙江,平均0.61个/a;最多为2004年,有3个台风登陆浙江。1962—1971年,连续10 a无台风登陆浙江;2002—2007年每年都有台风登陆浙江,6 a共有10个台风登陆浙江,接近历史平均的3倍。2008年以来,登陆浙江的台风明显偏少,11 a只有3个台风登陆浙江,不到历史平均值的一半(图1)。
图1 登陆浙江的台风个数年变化
1961年04号台风5月26日23—24时在台湾台东-花莲登陆,5月27日21—22时在浙江乐清登陆,为登陆浙江最早的台风;登陆浙江时为热带低压(近中心最大风力7级),转向入海后又加强为台风,逐渐变性为温带气旋。2007年16号台风10月6日22时30分在台湾宜兰北部登陆,10月7日15时30分在浙闽交界处登陆(近中心最大风力12级),为登陆浙江最迟的台风。有40个台风集中在7、8、9月份登陆浙江,分别为12个、19个和9个;还有一个台风(6126号)在10月4日登陆浙江,6月份没有登陆浙江省的台风。
1971—2018年共有35个台风登陆浙江,其中1974年10号台风7月19日14—15时登陆台湾宜兰,20日02—03时登陆浙江温岭(强热带风暴级)后北上在长江口附近减弱为低压,该台风仅在浙江沿海产生20 mm以下降水,其它34个台风都给浙江省带来不同程度的暴雨。
对1949年以来台风进入东海时的移动方向进行分析表明,台风向偏西、西北、偏北方向移动进入东海时,才有可能登陆浙江;台风在登陆浙江前,其路径趋势和进入东海时相似,可分为3类:西行登陆浙江、西北行登陆浙江、北上登陆浙江。
1949—2018年,以偏西方向移动而进入东海的台风有23个,其中在冲绳岛以南(约26°N)进入东海的有11个,经过冲绳岛及以北进入东海的有12个。在这23个台风中,有6个登陆浙江,都是从冲绳岛及以北进入东海;即从冲绳岛及以北区域偏西行进入东海的台风有50%登陆浙江,在冲绳岛以南区域偏西行进入东海的台风没有登陆浙江的(图2)。
图2 西行登陆浙江的台风路径示意图(a)和500hPa平均高度(b)
这类台风继续西行登陆浙江后,一般在内陆减弱消亡,但1974年13号台风登陆后减弱的低压环流在浙江省经过多次分裂合并后在东海又加强发展为一个台风[1]。1949年以来共有6个这类台风,只占登陆浙江台风的14%。一般在三门湾及以北登陆,只有200216号台风在苍南登陆。
台风登陆前24 h左右时刻的500 hPa平均高度场如图2b所示,西风带主槽区在新疆西北部,副热带高压分为两环(但588线没有断裂),西环偏北,脊线在40°N附近,强度在592以上,台风受其引导在较北的位置向偏西方向移动,大部分在浙北沿海登陆。
(a)平均过程雨量;(b)暴雨概率;(c)1211号台风的过程雨量;(d)2012年8月8日20:00的24h雨量图3 西行登陆浙江台风的雨量(单位: mm)和出现暴雨的概率(单位:%)
这类台风对浙江省的影响时长一般在36~48 h,7413号台风及减弱后的低压对浙江省总影响时间达84 h。从平均的过程雨量(图3a)看,台州沿海和宁波南部沿海地区的平均过程雨量超过100 mm,以温岭最大,达148 mm。暴雨概率大值区呈东南—西北走向,从温岭到安吉一线(图3b)。发生暴雨概率较大的区域为台州、宁波、绍兴大部、杭州东部及金华东部;其中台州的大陈、温岭和仙居最易出现暴雨,概率超过80%;天目山区也较易出现暴雨,概率达50%;温州西部、丽水、衢州、杭州西南部出现暴雨的概率在20%以下,遂昌、江山、开化、淳安、建德等地在这类台风登陆过程中,都没有暴雨发生。该类登陆台风在浙江省内没有产生≥250 mm/24 h的特大暴雨过程(指常规气象站,下同),以2012年11号台风“海葵”影响最大。2012年8月8日03时20分“海葵”在宁波象山县鹤浦镇沿海登陆(强台风级),8月8日在台州北部沿海、宁波、舟山、绍兴北部、杭州东部、嘉兴、湖州出现大暴雨,宁波北仑238 mm,湖州安吉197 mm(图3d);最大降水出现在宁波沿海地区、舟山本岛、台州北部沿海地区,过程最大雨量303 mm(北仑站,图3c),另外,安吉的过程雨量也达207 mm。
1949—2018年,向西北方向移动进入东海的台风有109个,其中在冲绳岛及以北进入东海的有33个,在冲绳岛以南进入东海的有76个。
这类台风登陆浙江的有26个,约占24%,都是从冲绳岛以南进入东海的。一般在25°N以南向西北偏西移动,到128°E附近转向西北方向,大都在冲绳到石垣之间进入东海,继续向西北方向移动,登陆浙江,只有0311号“环高”台风和0716号“罗莎”台风在石垣以西进入东海;“罗莎”台风路径最偏西,在台湾以东一度向西南折然后西北折,先登录台湾再登陆浙江。这类台风登陆地点从苍南到普陀都有可能。
这类台风共有26个(约占浙江登陆台风总数的60%),除“罗莎”台风外,其它25个台风都直接登陆浙江;登陆后有15个台风以抛物线路径转向入海,绝大多数进入黄、渤海;11个台风继续西北(少数西北偏西)行内陆减弱消亡。
登陆前1 d左右500 hPa平均高度场见图4b,西风槽从华北延伸到四川东北部,副热带高压脊线呈西北—东南向,588线抵达黄海沿岸,台风受副高西南侧的东南气流引导,向西北方向移动;登陆后台风受西风槽影响,多数转向东北入海。
图4 西北行登陆浙江的台风路径示意图(a)和500 hPa平均高度(b)
这类台风影响时长1~3 d不等,多数在登陆前24 h就有暴雨开始。暴雨主要发生在温州、台州、宁波、绍兴、杭州北部、丽水东部、舟山。温州北部、台州、宁波南部出现暴雨的概率在60%以上,台州最易出现暴雨,温岭、椒江、临海以及宁波南部的宁海出现暴雨的概率在85%以上(图5b);一般对浙中的西部影响较小,出现暴雨的概率在20%以下,衢州的开化出现暴雨的概率仅为5%。
在登陆浙江的台风中,该类路径台风影响最大,温州、台州地区、宁波南部沿海地区的平均过程雨量均超过100 mm,温岭高达199 mm(图5a)。9个台风出现特大暴雨(1971年以来,占比9/21),从24 h雨量≥100 mm和过程雨量≥200 mm的范围看,以0713号“韦帕”台风产生的暴雨最严重。“韦帕”台风于9月19日凌晨02:30在浙江省苍南县霞关镇沿海登陆(强台风级)。18日浙东大部出现大暴雨局部特大暴雨,温州北部和台州地区出现成片200 mm以上强降水,临海站286 mm,温州站276 mm(图5d);温州台州两市大部、丽水东部、宁波部分地区过程雨量超过200 mm,温州站334 mm(图5c)。
1949—2018年,偏北方向移动进入东海的台风有99个,其中冲绳岛及以东进入东海的有20个,冲绳岛以西进入东海的有79个。
这类台风登陆浙江的只有11个,约占11%。一般在20°N以南,巴士海峡附近转向偏北移动,先登陆台湾后进入东海,继续向偏北方向移动登陆浙江。5122号台风从台湾海峡紧靠台湾西部海岸北上登陆浙江玉环,7504号台风经过宫古北上进入东海后转向西北移动登陆浙江温岭,其它9个都先登陆台湾再登陆浙江。大都在温岭以南登陆,只有1416号“凤凰”台风在象山登陆。这类台风登陆后沿浙江东部地区北上,绝大多数在杭州湾到江苏南部转向北北东方向入海。
(a)平均过程雨量;(b)暴雨概率;(c)0713号台风的过程雨量;(d)2007年9月19日08:00的24h雨量图5 西北行登陆浙江台风的雨量(单位: mm)和出现暴雨的概率(单位:%)
登陆前1 d左右500 hPa平均高度场可以看到(图6b),西风槽很深,从我国东北一直延伸到西南地区,副热带高压偏东,588线西伸到东海,西脊点123°E附近。台风受西风槽前和副热带高压西侧偏南气流引导向偏北方向移动。
1974年第10号台风在台湾宜兰登陆后北上再登陆浙江温岭(强热带风暴级),沿宁波东部北上进入杭州湾,仅给浙江省带来20 mm以下降水,在登陆浙江的台风中,是唯一没有产生暴雨的台风。
这类台风影响时长36~48 h,暴雨区主要位于温州、台州、宁波东南部以及丽水东部。出现暴雨概率的大值区在沿海地区,呈西南-东北走向,以温州沿海地区最高,其中平阳、瑞安、温州以及大陈和宁海出现暴雨的概率在85%以上;浙西的大部地区出现暴雨概率在20%以下,衢州的开化和常山没有出现过暴雨,但有50%该类台风在天目山区产生暴雨(图7b)。
过程平均雨量超过50 mm的区域都在沿海地区,其中温州沿海地区、台州南部沿海地区、宁波南部的部分地区平均过程雨量超过100 mm,最大平均过程雨量还是在温岭,为125 mm。这类登陆台风在浙江省内也无特大暴雨发生。1992年19号台风为该类台风中影响最大的台风;9月22日登陆台湾,23日早晨登陆浙江平阳(强热带风暴级)。除衢州西部外,全省其它地区都出现暴雨,沿海大部以及丽水东部、金华东部等出现大暴雨,温州永嘉和宁波宁海的日雨量分别为228 mm和217 mm(图7d);过程最大雨量266 mm,出现在台州温岭(图7c)。
图6 北上登陆浙江的台风路径示意图(a)和500 hPa平均高度(b)
(a)平均过程雨量;(b)暴雨概率;(c)9219号台风的过程雨量;(d)1992年9月23日20:00的24h雨量图7 北上登陆浙江台风的雨量(单位: mm)和出现暴雨的概率(单位:%)
1949—2018年平均0.61个/a台风登陆浙江,最多一年(2004)有3个台风登陆浙江;最早登陆浙江的时间为5月27日(6104号台风);最迟的为0716号台风,10月7日在浙闽交界处登陆;绝大多数登陆浙江的台风集中在7、8、9月份,8月份最多,占44%;6月份无台风登陆浙江。
登陆浙江台风的路径趋势可分为3类:
1)西行登陆浙江。台风在冲绳岛及以北进入东海,偏西行,约50%这类台风会登陆浙江,一般在三门湾及以北登陆浙江后在内陆减弱消亡,占登陆浙江台风14%;而在冲绳岛以南区域偏西行进入东海的台风一般不会登陆浙江。在这类登陆浙江的台风中,台州、宁波、绍兴、以及杭州东部、金华东部等地易出现暴雨,天目山区也较易出暴雨;其中大陈、温岭和仙居最易出现暴雨,概率超过80%。
2)西北行登陆浙江。台风向西北方向移动进入东海,约24%这类台风会登陆浙江,绝大多数在冲绳岛到石垣之间(个别在石垣以西)进入东海;多数在登陆后转向东北入海。登陆浙江的台风有60%为这一类,登陆地从苍南到舟山都有可能。这类台风暴雨影响最为严重,主要发生在温州、台州、宁波、绍兴、以及杭州北部、丽水东部、舟山。温岭、椒江、临海以及宁海出现暴雨的概率在85%以上。
3)北上登陆浙江。台风向偏北方向移动进入东海,约11%这类台风会登陆浙江,绝大多数在石垣以西进入东海,一般先登陆台湾后登陆浙江温岭以南沿海地区,之后在浙江东部北上转向入海。在登陆浙江的台风中占比26%。暴雨区主要位于温州、台州、宁波东南部、丽水东部。平阳、瑞安、温州以及大陈和宁海出现暴雨的概率在85%以上。
以上3类路径登陆台风其平均过程雨量的中心都在温岭,以第2类降水量最大,平均过程雨量中心达199 mm,而且24 h达特大暴雨的都在这类台风中,第1、第3类台风没有出现特大暴雨。