南海“土台风”发生过程对ENSO事件的响应分析

张小龙 韩娇娇 陈泊舟 杨丽 张硕

收稿日期：2024-01-30

作者简介：张小龙（1994—），男，陕西延安人，工程师，主要从事天气预报与台风研究工作。

摘 要：利用1950—2017年近70年中国气象局热带气旋（Tropical cyclone， TC）数据资料，系统分析了南海“土台风”（南海本海域生成的热带气旋俗称）的集中发生地、发生频数、发生时间、最大风速、移动速度等关键要素特征及其与ENSO事件的关系。结果表明，南海“土台风”发生频次为5～6次/年，平均移速主要集中在2.6～4.0 m/s，夏季和秋季在00：00 生成的概率达39%。在ENSO年，南海“土台风”平均每年发生频次为4.7次，且9月频数最高，最大风速集中位于西沙群岛东北部。在正常年，南海“土台风”发生地主要位于12°N以北的吕宋岛西南部。南海夏季的“土台风”，在ENSO年的发生地相较正常年向南偏移3个纬度，相较La Ni?a年向南仅偏移2个纬度。

关键词：“土台风”；ENSO；南海；最大风速；移动速度

中图分类号：P444 文献标识码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-04

南海既是热带气旋（Tropical cyclone，TC）发生地（“土台风”），同时也是西北太平洋TC重要过境地，南海平均每年生成与过境的TC达10个以上[1]。TC引发的大风、暴雨以及风暴潮等海洋灾害，对渔业捕捞、海上交通、海岸带防护等造成了重大经济损失与安全问题，严重影响我国沿海经济与社会稳定。ENSO是厄尔尼诺（El Ni?o）与南方涛动（Southern Oscillation）的合称，也是热带海洋与大气中的异常现象，存在明显的年际循环特征[2]。ENSO既可影响TC的生成与发展，还会诱导全球气候异常变化，使得世界大部分地区会发生重大冷冻或旱涝天气。因此，分析研究南海TC的发生过程对ENSO事件的响应，可以为我国TC预报与防灾减灾工作提供一定的科学基础，同时为海洋渔业养殖、捕捞、航运等提供安全支撑。

关于南海TC的发生时间、地点及其与ENSO的关系问题，已有不少的相关研究。吴迪生等[3]分析表明南海TC一般维持在4～7 d之间。郝赛等[4]指出南海TC在6—9月生于南海的北部，11月至次年4月反之。李崇银[5]指出拉尼娜（La Ni?a）年台风频数均偏多，而厄尔尼诺年台风频数均偏少，南海台风年平均的频数异常（8—11月）主要取决于厄尔尼诺。白莉娜等[6]研究表明南海是TC低强度发生的重要来源地，且南海TC频次有2～7年的波动周期，这与ENSO现象存在一定的关系。上述研究表明，南海台风在发生地、发生时间、发生频数等要素与ENSO事件有着明显的关系。据此，利用近70年的台风资料，就南海“土台风”集中发生地、发生频数等关键要素进行分析，探讨了其在不同年份与关键要素间的关系。

1 数据与方法

采用中国气象局热带气旋资料中心提供的热带气旋数据。ENSO事件取自中国国家气候中心。根据国家热带气旋等级标准，将热带气旋划分为六个等级：热带低压（10.8～17.1 m/s，TD）、热带风暴（17.2～

24.4 m/s，TS）、强热带风暴（24.5～32.6 m/s，STS）、台风（32.7～41.4 m/s，TY）、强台风（41.5～50.9 m/s，STY）及超强台风（≥51.0 m/s， Super TY）。文中所指的“土台风”为热带低压及以上，南海研究区域为5°～23°N，105°～123°E（图1）。

TC距离d（km）：指TC在研究范围内通过的距离。而个别特殊TC通过的路径，则分段计算，然后再把各段之和视为台风实际通过的距离[7]，计算公式为：

d=R×arccos（cosβ1cosβ2cos（α1-α2）+sinβ1sinβ2）（1）

式（1）中，R为地球半径，R值是6 378.14 km，（α1，β1）为其中一点的经度和纬度，（α2，β2）为另一点的经度和纬度，这两点均是弧度。

TC时间t（h）：指TC在研究范围内通过的时间，也叫滞留时间，其值为TC离开研究范围的时间和TC进入研究范围的差值，单位是h。TC速度Ut（m/s）：指TC在研究范围内通过的速度，即通过的距离与通过的时间之比，其表示TC在研究范围内平均移速的快慢。计算公式为[7]：

Ut=（2）

2 南海“土台风”在不同年份的关键要素变化特征

2.1 不同年份南海“土台风”发生地和频数的变化特征

通过统计南海TC发生地的月份空间特征。结果表明，近70年来，在正常年TC从5月开始生成，6—7月持续增多；8月TC的发生地有向西北方向扩散的趋势；9月TC主要位于吕宋岛的西南部。8月TC数目最多，达50个，发生地主要集中于吕宋岛西南部，且平均每年发生的频次为5.9次。在El Ni?o年，5月逐渐有TC生成，数目较少；6月TC数目开始增多，主要生成于吕宋岛西南部；7—8月TC主要集中在南海的中北部；9月TC主要位于吕宋岛的西部和中沙群岛的南部而且分布较密。全年9月TC生成数目最多，达到21个，发生地主要位于中沙群岛南部。南海TC每年平均发生的频次为4.7次，较正常年的5.9个明显减少。在La Ni?a年5月TC主要位于吕宋岛西部；6—9月TC整体向北延伸，并主要位于中沙群岛海域；10—12月TC有向南扩展的趋势，且随着月份的逐渐向南扩展的趋势更加显著。9月TC生成数目最多，达到19个，TC每年平均发生的频次为5.4次，介于正常年与El Ni?o年之间（图略）。

图2分别给出不同年份南海TC发生地全年及各季度的空间分布。在正常年（图2A）夏季是TC的暴发期，发生地主要在南海15°N以北并向吕宋岛靠近；秋季发生TC的频数相比夏季频数少44个，发生地相比夏季有向南扩散的趋势，而且主要在南海15°N以南。从全年TC发生地分布来看，主要位于南海12°N以北的吕宋岛西南部海域。在El Ni?o年（图2B）可以看出夏秋季是TC的暴发阶段，达66个，秋季发生地相对夏季呈现向南扩散的趋势。从全年分布来看，TC发生地主要在南海12°N以北，主要位于吕宋岛西南部的南海中部海域。在La Ni?a年（图2C）可知TC在夏季是暴发阶段，但不是TC出现最多的季节，有32个，TC发生地主要位于中沙群岛东部且分布较密；秋季是TC出现最多的季节，达50个，且发生地相对夏季呈现向南扩散的趋势。

3.2 不同年份南海“土台风”最大风速与等级强度的变化特征

统计分析了南海各月TC的最大风速空间分布。可知，在正常年5—9月TC最大风速最大值集中于海南北部及东北部；其中7—9月最大风速主要集中于广东沿岸及台湾省南部，最大风速达50 m/s。在El Ni?o年5月TC最大风速最大值主要位于台湾省西南部；6—7月TC最大风速最大值主要集中于海南岛东部；8月TC最大风速最大值主要位于越南的东北；TC在9月的最大风速最大值主要位于南沙群岛东北部，达45 m/s；TC在10月的最大风速最大值集中位于南海的15°N附近。在La Ni?a年5月TC最大风速最大值主要集中于台湾省西南部；TC在6—7月的最大风速最大值主要集中于海南岛的东南；8月TC最大风速最大值主要位于海南的西南；TC在9月的最大风速最大值主要位于吕宋岛的西北，达到45 m/s（图略）。

图3为不同年份南海全年和各季度TC的最大风速空间分布。在正常年（图3A）夏季TC的最大风速最大值主要集中于海南的东北部和台湾省的东南部，整体呈现出TC在广东近岸登陆前最大风速达到最大；秋季TC最大风速达到最强的50 m/s，且主要位于台湾省的西南部，全年最大风速值整体集中于南海16°N以北。在El Ni?o年（图3B）可知夏季TC最大风速最大值主要位于海南及其周边地区；秋季TC最大风速最大值主要位于南沙群岛东北部与西部。全年最大风速更集中于南海15°N以北的西沙群岛东北部。在La Ni?a年（图3C）TC在夏季的最大风速最大值主要位于海南东南部；TC在秋季的最大风速最大值主要位于台湾省西南部，达43 m/s，整体呈现出最大风速最大值与最小值都主要集中于东北部；冬季整体集中于南海东南部。从全年最大风速值分布可知，最大值位于台湾省南部。

3.3 不同年份南海“土台风”移动速度、历时长短、初旋和终旋时间的变化特征

图4显示的是不同年份南海TC各月份移动速度。正常年（图4A）10月移速最快。春夏秋冬各季平均移速为3.7、4.2、4.8和 3.9 m/s。秋季移动速度最快，TC高发在夏秋季，平均移速集中在4.1～5.5 m/s间，TC最大移速均在7.1～8.5 m/s的速度段。El Ni?o年（图4B）5—8、10月TC移速主要在2.6～4.0 m/s，5、8、10月TC最大移速段是4.1～5.5 m/s，6—7月TC最大移速段是5.6～7.0 m/s；

9月TC最大移速段可达7.1～8.5 m/s。TC在夏季的平均移速最快，为4.1 m/s。La Ni?a年（图4C），TC在4—7、9—10月移速主要在2.6～4.0 m/s；TC在8、11、12月移速主要在4.1～5.5 m/s。从平均速度可知，8月移速最快，4月移速最慢。各月TC移速主要集中在2.6～4.0 m/s。TC在冬季的平均移速最快，达4.4 m/s。

图4分析了不同年份南海TC各月份历时长短。可知在正常年，6—11月TC历时集中在49～96 h，8月TC最长历时达到337～384 h。5月平均历时最长，10月历时最短。在El Ni?o年，6—10月TC历时集中在49～

96 h；9月最长历时达到433～480 h。5月均历时最长，7月历时最短。在La Ni?a年，5—10月TC历时集中在49～96 h，10月TC的最长历时达到241～288 h。10月平均历时最长，11月份历时最短（图略）。

同时，统计了不同年份TC各季度初旋和终旋时间。在正常年，全年TC在00：00生成的最多；春季TC生成最多的时间段是在06：00。夏季和秋季TC消散最多的时间段是在06：00。在El Ni?o年，全年TC在00：00生成的最多。夏季TC消散最多的时间段是在00：00；秋季TC消散最多的时间段是在06：00。在La Ni?a年，全年TC生成最多的时间段是在00：00。夏季与秋季TC消散最多的时间段是在06：00（表略）。

3 南海“土台风”在不同年份关键要素的对比分析

从表1可知正常年，南海土台每年的发生频次是5.9次，8月频数最多，最大风速值通常位于台湾省的西南部，夏季和秋季“土台风”生成时间段在00：00，10月历时最短，秋季移速最快。ENSO年，南海“土台风”每年的发生频次是4.7次，9月频数最多，最大风速值通常位于西沙群岛的东北部，夏季和秋季生成时间段在00：00，7月历时最短，夏季移速最快。La Ni?a年，南海“土台风”每年的发生频次是5.4次，9月TC最多，最大风速值通常位于中国台湾省的南部，夏季和秋季TC生成时间段在00：00，10月历时最长，秋季移速较快。在ENSO年和正常年，“土台风”的发生地在南海12°N以北较集中，在南海12°N以南较分散。南海夏季的“土台风”，在ENSO年的发生地相较正常年向南偏移3个纬度，相较La Ni?a年向南仅偏移2个

纬度。

4 结论

利用1950—2017年中国气象局热带气旋数据、系统性地分析了正常年、ENSO年、La Ni?a年南海“土台风”各类关键要素，其特征如下：

（1）南海“土台风”发生频次为5～6次/年，平均移速主要集中在2.6～4.0 m/s，夏季和秋季在夜间00：00生成的概率达39%。

（2）正常年，“土台风”发生频次为5.9次/年，8月频数最多，最大风速值通常位于台湾省西南部，10月历时最短，秋季移速最快。ENSO年，“土台风”发生频次为4.7次/年，9月频数最多，最大风速值通常位于西沙群岛东北部，7月历时最短，夏季移速最快。La Ni?a年，土台发生频次为5.4次/年，9月频数最多，最大风速值通常位于台湾省南部，10月历时最长，秋季移速较快。

（3）在ENSO年和正常年，“土台风”的发生地在南海12°N以北较集中，集中在吕宋岛的西南，在南海12°N以南较分散。南海夏季的“土台风”，在ENSO年的发生地相较正常年向南偏移3个纬度，相较La Ni?a年向南仅偏移2个纬度。

参考文献

[1] 张小龙. 南海热带气旋生成发展过程对ENSO事件的响应分析[D].湛江：广东海洋大学，2021.

[2] 许武成，马劲松，王文.关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述[J].气象科学，2005（2）：212-220.

[3] 吴迪生，赵雪，冯伟忠，等.南海灾害性“土台风”统计分析[J].热带气象学报，2005，（3）：309-314.

[4] 郝赛，毛江玉.西北太平洋与南海热带气旋活动季节变化的差异及可能原因[J].气候与环境研究，2015，20（4）：380-392.

[5] 李崇银.厄尔尼诺与南海的台风活动[J].热带气象学报， 1986（2）：117-124.

[6] 白莉娜，王元.南海源地热带气旋生成和登陆频数的气候变异[J].南京大学学报（自然科学版），2009，45（6）：757-768.

[7] 付东洋，丁又专，刘大召，等.台风对海洋叶绿素a浓度影响的延迟效应[J].热带海洋学报，2009，28（2）：15-21.