張煒月 林 昕 鄭凌琳

(1.閩侯縣氣象局，福建 福州 350100； 2.福州農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，福建 福州 350011)

0 引言

福建是遭受臺風(fēng)災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一。臺風(fēng)帶來的大風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮和巨浪等災(zāi)害，常常造成重大人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1-2]。福州地區(qū)位于閩江下游，屬于典型的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，因臺風(fēng)造成的暴雨、洪澇災(zāi)害尤為嚴(yán)重。2013年“譚美”、2015年“蘇迪羅”、2016年“尼伯特”等臺風(fēng)帶來的強(qiáng)降雨都引發(fā)了嚴(yán)重的山洪暴發(fā)、城區(qū)內(nèi)澇等，造成房屋、道路、橋梁、農(nóng)田被沖毀，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。福州地區(qū)每年都有不同程度的臺風(fēng)災(zāi)害發(fā)生，僅2013—2016年，登陸和嚴(yán)重影響福州地區(qū)的臺風(fēng)就有8場，平均每年2場，直接經(jīng)濟(jì)總損失達(dá)146.67億元。而福州地區(qū)屬于河口盆地，四周群山環(huán)抱，鷲峰山、戴云山脈斜貫?zāi)媳?，境?nèi)河流密布，臺風(fēng)對不同地區(qū)的風(fēng)雨影響又有明顯差異。

近年來不少氣象學(xué)者對影響福建的臺風(fēng)進(jìn)行研究，包括降雨量和大風(fēng)的時空分布特征、臺風(fēng)路徑特征、臺風(fēng)個例研究等[3～5]。但是以往的研究多基于基本站的觀測資料，目前隨著氣象現(xiàn)代化水平提高，福州地區(qū)自動氣象觀測站點(diǎn)遍布各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、災(zāi)害易發(fā)點(diǎn)，本文利用近20年臺風(fēng)歷史資料和近10年區(qū)域自動站數(shù)據(jù)，分析影響福州地區(qū)的臺風(fēng)頻次、時空分布特征及強(qiáng)降雨落區(qū)等，以期提高臺風(fēng)降雨預(yù)報(bào)的精細(xì)化和可用性，更好地為地方政府組織防臺抗臺提供氣象保障服務(wù)。

1 影響標(biāo)準(zhǔn)和資料

根據(jù)福州市氣象局“關(guān)于下發(fā)《災(zāi)害性天氣及預(yù)報(bào)用語標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》的通知”規(guī)定，(1)受臺風(fēng)影響,沿海任一代表站陣風(fēng)≥8級；(2)受臺風(fēng)影響，任有一站日雨量≥25mm 或過程雨量≥50mm；兩條中出現(xiàn)任一情況，則定為對福州地區(qū)有影響臺風(fēng)[6]。本文定義的臺風(fēng)降水是受臺風(fēng)的影響，在福州地區(qū)的國家基準(zhǔn)氣候站、國家基本氣象站和國家一般氣象站中任一站有降水的過程。臺風(fēng)影響過程雨量是從臺風(fēng)進(jìn)入福建48小時警戒區(qū)開始到臺風(fēng)影響結(jié)束時福州地區(qū)的基準(zhǔn)站、基本站和一般站的最大累積雨量。臺風(fēng)暴雨則是臺風(fēng)影響過程雨量≥50mm的臺風(fēng)降水[7]。

選取2000—2019年影響福州地區(qū)的臺風(fēng)進(jìn)行臺風(fēng)的時間分布、臺風(fēng)暴雨的時間特征分析。近10年來福州地區(qū)區(qū)域自動站迅速增加，由于各區(qū)域站建站時間長短不一，考慮資料的完整性，主要選取2010—2019年145個區(qū)域自動站雨量分析臺風(fēng)降雨的空間分布特征。

2 臺風(fēng)的時間和登陸地點(diǎn)分布特征

2.1 年際分布

按照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，2000—2019年間影響福州地區(qū)的臺風(fēng)有100個，平均每年5.0個。每年受臺風(fēng)影響的次數(shù)分布不均，最多年為2008年(有8個)，2013年和2017年次之，有7個，而2000年、2003年、2014年和2015年最少，只有3個(圖1)。

圖1 2000—2019年影響福州地區(qū)臺風(fēng)數(shù)量的年際分布

2.2 月際分布

影響福州地區(qū)的臺風(fēng)個數(shù)除了每年分布有差異之外，月際分布也明顯不均(圖2)。

圖2 2000—2019年影響福州地區(qū)臺風(fēng)數(shù)量的年際分布

5～12月均有臺風(fēng)影響福州地區(qū)，以8月為最多，近20年共有31個；9月和7月次之，近20年分別有25個和21個。影響福州地區(qū)最早的臺風(fēng)是0601號強(qiáng)臺風(fēng)“珍珠”，2006年5月18日02時在廣東省饒平到澄海之間沿海一帶登陸，此次臺風(fēng)影響期間，連江縣過程雨量達(dá)145.9mm。影響福州地區(qū)最遲的臺風(fēng)是0623號強(qiáng)臺風(fēng)“尤特”，受其影響，2006年12月13日夜里到14日白天福州地區(qū)普降暴雨。

2.3 臺風(fēng)登陸地點(diǎn)分布

臺風(fēng)的影響程度因其登陸地點(diǎn)不同有明顯差異。近20年影響福州地區(qū)的臺風(fēng)共100個，其中登陸臺風(fēng)89個，把臺風(fēng)按登陸地點(diǎn)分為7類：①浙江及其以北區(qū)域，②寧德區(qū)域，③福州地區(qū)，④莆田到泉州區(qū)域，⑤廈門到漳州區(qū)域，⑥廣東及其以南區(qū)域，⑦登陸臺灣后轉(zhuǎn)向。表1為2000—2019年影響福州地區(qū)臺風(fēng)的登陸地點(diǎn)分布，由表1可見，登陸廣東及其以南區(qū)域的臺風(fēng)個數(shù)最多，為30個，占臺風(fēng)總數(shù)量的33.7%；登陸浙江及其以北區(qū)域、莆田到泉州區(qū)域的臺風(fēng)個數(shù)次之，分別為16個和14個，占臺風(fēng)總數(shù)量的18.0%和15.7%；登陸寧德區(qū)域的臺風(fēng)數(shù)量最少，僅5個。

表1 2000—2019年影響福州地區(qū)臺風(fēng)的登陸地點(diǎn)分布

3 臺風(fēng)暴雨的時間分布特征

2000—2019年間對福州地區(qū)產(chǎn)生降水的臺風(fēng)共99個，占影響臺風(fēng)的99%，其中有65個是臺風(fēng)暴雨，暴雨概率達(dá)65.7%；影響福州地區(qū)的登陸臺風(fēng)有89個，有59個是臺風(fēng)暴雨；登陸福建區(qū)域的臺風(fēng)有36個，有32個是臺風(fēng)暴雨；直接登陸福州地區(qū)的臺風(fēng)有10個，均是臺風(fēng)暴雨(表2)。

表2 2000—2019年影響福州地區(qū)的臺風(fēng)和臺風(fēng)暴雨數(shù)量分布

3.1 臺風(fēng)暴雨的平均發(fā)生頻次和平均降水量的年際變化

2000—2019年福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨年均發(fā)生頻次為2.0次，年均降水量為325.6mm。由圖3可見，福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨的平均發(fā)生頻次和降水量的年際變化較大，暴雨發(fā)生頻次以2006年最多，為3.8次；降水量以2005年最大，為796.2mm；2019年的暴雨發(fā)生頻次和降水量最少，均為0，因?yàn)楫?dāng)年的影響臺風(fēng)都沒有在福州地區(qū)產(chǎn)生暴雨。近20年臺風(fēng)暴雨的平均發(fā)生頻次和降水量均呈減少趨勢，平均分別減少0.03次/年和4.8mm/年。

圖3 2000—2019年福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨年均發(fā)生頻次和降水量的年際變化

3.2 臺風(fēng)過程和日最大降水量的年際變化

福州地區(qū)臺風(fēng)過程和日最大降水量也有明顯的年際變化(圖4)。過程降水量的最大值出現(xiàn)在2002年，受0212號強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“北冕”外圍云系和減弱后的低壓云系影響，福州地區(qū)普降暴雨，福清市的過程降水量高達(dá)525.5mm，8月7日，福清市的日降水量高達(dá)296.4mm，此次臺風(fēng)過程福州地區(qū)因?yàn)?zāi)死亡3人，失蹤5人，房屋倒塌1763間，受淹城市1個(福清市)，直接經(jīng)濟(jì)損失4.2456億元。日降水量最大值出現(xiàn)在2016年，受1617號超強(qiáng)臺風(fēng)“鲇魚”影響，9月28日晉安區(qū)的日降水量高達(dá)333.4mm，此次臺風(fēng)過程福州地區(qū)普降大暴雨，因?yàn)?zāi)死亡2人，倒塌房屋433間，直接經(jīng)濟(jì)損失7.5713億元。過程最大降水量和日最大降水量最少的年份為2019年，沒有出現(xiàn)暴雨。近20年臺風(fēng)過程最大降水量和日最大降水量也呈減少趨勢，平均分別減少5.3mm/年和0.7mm/年。

圖4 2000—2019年福州地區(qū)臺風(fēng)過程最大降水量和日最大降水量的年際變化

3.3 臺風(fēng)暴雨降水量占全年總降水量的比例年際變化

近20年福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨降水量占全年總降水量的年平均比例為20.1%，年平均最大比例為28.0%。近20年共有6年的平均比例超過25%，其中2005年最高，達(dá)44.9%，2008年次之，達(dá)34.0%；共有11年的最大比例超過30%，其中2005年最高，達(dá)57.4%，2008年次之，達(dá)43.8%?？梢姼Ｖ莸貐^(qū)臺風(fēng)暴雨在全年降水中占有一定的比重，對全年降水起到一定貢獻(xiàn)。近20年臺風(fēng)暴雨降水量占全年總降水量的平均比例和最大比例也呈減少趨勢，平均分別減少0.4%/年和0.6%/年。

福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨平均發(fā)生頻次與降水量相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)為0.896且通過了0.99的信度檢驗(yàn)，說明了福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨降水量的多少取決于臺風(fēng)暴雨的發(fā)生頻次，而福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨頻次的減少是造成臺風(fēng)暴雨降水減少的主要原因。

圖5 2000—2019年福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨降水量占全年總降水量的平均比例和最大比例的年際變化

3.4 不同登陸地點(diǎn)的臺風(fēng)對福州地區(qū)降水的影響

臺風(fēng)對福州地區(qū)降水的影響與其登陸地點(diǎn)密切相關(guān)，一般來說臺風(fēng)產(chǎn)生的降雨分布是不對稱的，暴雨中心常位于臺風(fēng)路徑的右側(cè)，部分位于臺風(fēng)路徑的左側(cè)。按照2.3節(jié)中臺風(fēng)登陸地點(diǎn)的分布，對不同登陸地點(diǎn)的臺風(fēng)產(chǎn)生的降水影響進(jìn)行分析，登陸福州地區(qū)的臺風(fēng)均能使福州地區(qū)發(fā)生暴雨，登陸莆田到泉州區(qū)域的臺風(fēng)產(chǎn)生暴雨的概率次之，有92.9%；但使福州地區(qū)產(chǎn)生大暴雨和特大暴雨的臺風(fēng)卻是登陸莆田到泉州區(qū)域的臺風(fēng)比例最高，分別為92.9%和50.0%，登陸福州地區(qū)產(chǎn)生大暴雨和特大暴雨的臺風(fēng)概率僅為80.0%和40.0%(表3)。

表3 2000—2019年不同登陸地點(diǎn)的臺風(fēng)對福州地區(qū)降水的影響

4 臺風(fēng)降水的空間分布特征

近10年區(qū)域自動站迅速增多，本節(jié)使用2010—2019年福州地區(qū)145個區(qū)域自動站雨量數(shù)據(jù)對臺風(fēng)降雨的空間分布特征進(jìn)行分析。

4.1 臺風(fēng)降水的空間分布

近10年間影響福州地區(qū)的臺風(fēng)共48個，產(chǎn)生降水的臺風(fēng)47個，其中登陸臺風(fēng)共42個。臺風(fēng)過程降水的大值區(qū)在福清市西部和羅源縣北部，平均降水量超過100mm；次大值區(qū)在閩侯縣和永泰縣交界處、晉安區(qū)中部以及福清市和長樂區(qū)交界處(圖6d)。

根據(jù)福建省氣象臺的標(biāo)準(zhǔn)，1h雨量≥30mm或2h雨量≥50mm或3h雨量≥100mm為短時強(qiáng)降水。1h雨量≥30mm和2h雨量≥50mm的大值區(qū)與臺風(fēng)過程平均降水量接近一致，只是連江縣西北部有一個較大值區(qū)；3h雨量≥100mm的大值區(qū)略有差異，福清市西部的頻數(shù)略小些(圖6)。

圖6 (a)～(c)為2010—2019年福州地區(qū)

4.2 登陸地點(diǎn)對臺風(fēng)降水落區(qū)的影響

臺風(fēng)降水的空間分布與臺風(fēng)的登陸地點(diǎn)密切相關(guān)，按照2.3節(jié)中登陸地點(diǎn)范圍對近10年影響福州地區(qū)的登陸臺風(fēng)進(jìn)行分類，圖7為不同登陸地點(diǎn)臺風(fēng)過程平均降水量。

(a)登陸地點(diǎn):浙江及其以北區(qū)域

不同登陸地點(diǎn)的臺風(fēng)降水空間分布和量級不同，但大多數(shù)在福清市西部、閩侯縣和永泰縣交界處、晉安區(qū)中部和羅源縣北部都有較大值區(qū)，這可能是與地形有關(guān)，這些地方海拔較高，地形的強(qiáng)迫抬升作用使得降水增強(qiáng)。對福州地區(qū)降水影響最大的臺風(fēng)登陸地點(diǎn)在莆田到泉州區(qū)域，福清市西部、閩侯縣和永泰縣交界處和羅源縣北部的過程雨量可達(dá)250mm以上；其次為登陸到福州地區(qū)的臺風(fēng)，福清市西部、長樂區(qū)南部和羅源縣北部的過程雨量達(dá)200～250mm；登陸寧德區(qū)域、廈門到漳州區(qū)域和登陸臺灣后轉(zhuǎn)向的臺風(fēng)降水稍小，平均過程雨量最大值在100mm左右；登陸廣東及其以南區(qū)域和浙江及其以北區(qū)域的臺風(fēng)對福州地區(qū)降水的影響最小，平均過程雨量最大在50mm以內(nèi)。

5 結(jié)論

(1)福州地區(qū)受臺風(fēng)影響的次數(shù)年際和月際分布不均，平均每年5.0個，8月最多，9月和7月次之。

(2)臺風(fēng)對福州地區(qū)的影響程度因其登陸地點(diǎn)不同有明顯差異，登陸福州地區(qū)的臺風(fēng)均能使福州地區(qū)發(fā)生暴雨，登陸莆田到泉州區(qū)域的臺風(fēng)產(chǎn)生暴雨的概率次之，但使福州地區(qū)產(chǎn)生大暴雨和特大暴雨的臺風(fēng)卻是登陸莆田到泉州區(qū)域的最多。

(3)近20年來福州地區(qū)臺風(fēng)暴雨的年均發(fā)生頻次、降水量、臺風(fēng)過程最大降水量、日最大降水量、臺風(fēng)暴雨降水量占全年總降水量的平均比例和最大比例都呈減少趨勢。

(4)不同地點(diǎn)登陸的臺風(fēng)產(chǎn)生的降水空間分布也不同，但大多數(shù)的大值區(qū)均在福清市西部、閩侯縣和永泰縣交界處、晉安區(qū)中部和羅源縣北部；登陸莆田到泉州區(qū)域的臺風(fēng)對福州地區(qū)降水產(chǎn)生的影響最大，其次為登陸福州地區(qū)的臺風(fēng)。