陳雯超，宋麗莉，王丙蘭，劉愛君

(1.廣東省氣候中心，廣州 510080；2.中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081；3.北京玖天氣象科技有限公司，北京 100081)

0 引 言

臺風(fēng)是人類面臨的主要自然災(zāi)害之一[1]。臺風(fēng)災(zāi)害的致災(zāi)程度是強(qiáng)風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮等致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體防御能力的綜合結(jié)果。臺風(fēng)帶來的大風(fēng)是其中自然災(zāi)害中最為嚴(yán)重的，往往直接摧毀構(gòu)筑物和建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致交通、電力等城鎮(zhèn)生命線癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，特別是導(dǎo)致低矮房屋倒塌，往往造成大量人員傷亡[2]。

顧明等[3]指出，臺風(fēng)作用下建筑結(jié)構(gòu)特別是低層建筑的破壞是風(fēng)災(zāi)損失的主要因素，是目前結(jié)構(gòu)風(fēng)災(zāi)評估的研究重點(diǎn)。牛海燕等[4]從臺風(fēng)大風(fēng)、暴雨和風(fēng)暴潮3個方面選取指標(biāo)，構(gòu)建臺風(fēng)致災(zāi)因子危險性評價指標(biāo)體系和模型。鞏在武等[5]基于浙江省的臺風(fēng)災(zāi)情數(shù)據(jù)及臺風(fēng)資料，分析發(fā)現(xiàn)與倒塌房屋數(shù)有顯著相關(guān)的影響因子有登陸時中心氣壓、登陸時最大風(fēng)速、人口密度等。陳海燕等[6]指出致災(zāi)因子的危險性和承災(zāi)體的脆弱性評估是風(fēng)險評估非常重要的環(huán)節(jié)，其中致災(zāi)因子的危險性評估在臺風(fēng)災(zāi)害評估的初級階段具有非常重要的意義。

臺風(fēng)強(qiáng)風(fēng)具有強(qiáng)大的致災(zāi)破壞力，其近地邊界層渦旋式強(qiáng)風(fēng)特性與常態(tài)大風(fēng)具有顯著差異[7-9]，從而其工程結(jié)構(gòu)的致災(zāi)特征也很突出?；谂_風(fēng)近地邊界層的大量精細(xì)風(fēng)觀測數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，具有渦旋特征的臺風(fēng)三維風(fēng)況在臺風(fēng)系統(tǒng)的不同位置（眼區(qū)、眼壁強(qiáng)風(fēng)區(qū)、外圍大風(fēng)區(qū)）的平均風(fēng)和脈動風(fēng)特征都有顯著差異[10-12]。Song等[13-14]基于多個臺風(fēng)的觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)臺風(fēng)眼壁區(qū)具有湍流動能顯著增大、風(fēng)攻角增大以及在相同下墊面條件下陣風(fēng)系數(shù)、湍流強(qiáng)度和風(fēng)廓線指數(shù)增大的現(xiàn)象，尤其當(dāng)具有渦旋特征的臺風(fēng)眼壁強(qiáng)風(fēng)經(jīng)過復(fù)雜山地時，上述脈動參數(shù)更顯著增大，從而導(dǎo)致其工程致災(zāi)機(jī)理更為復(fù)雜，其破壞能力也更強(qiáng)[15-19]。

本文擬在近20年來建立的更為密集的氣象觀測站網(wǎng)獲取的逐時觀測資料以及近年來較為規(guī)范的災(zāi)情記錄基礎(chǔ)上，從2000年以來登陸廣東的熱帶氣旋中，選出達(dá)到強(qiáng)臺風(fēng)（14級）等級的全部個例（9個）強(qiáng)臺風(fēng)，梳理統(tǒng)計強(qiáng)臺風(fēng)登陸過程中致災(zāi)大風(fēng)的時空演變過程、分布特征以及成因分析?；谂_風(fēng)大風(fēng)致災(zāi)特征分析，進(jìn)行臺風(fēng)大風(fēng)致災(zāi)參數(shù)與房屋倒塌災(zāi)情數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，為登陸臺風(fēng)不同階段大風(fēng)的精準(zhǔn)防控策略制定、應(yīng)急防范重點(diǎn)等提供依據(jù)和參考，揭示倒塌房屋與臺風(fēng)大風(fēng)時空特征分布的關(guān)鍵特征參數(shù)的關(guān)系，為工程領(lǐng)域優(yōu)化設(shè)計和氣象災(zāi)害精準(zhǔn)預(yù)警模型研制提供參考。

1 資料簡介

本文采用的基礎(chǔ)資料及來源如下：

1）逐小時記錄的臺風(fēng)中心經(jīng)度、緯度及臺風(fēng)中心氣壓值（來自臺風(fēng)業(yè)務(wù)實(shí)時定位信息）。

2）逐時平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、極大風(fēng)速及對應(yīng)的風(fēng)向等觀測資料（來自廣東省86個國家氣象站及區(qū)域氣象站約2 500個記錄）。

3）倒塌房屋數(shù)據(jù)（來自廣東省氣象災(zāi)害損失查詢數(shù)據(jù)庫）。

為明晰臺風(fēng)強(qiáng)風(fēng)對房屋致災(zāi)的典型特征，并考慮氣象臺站觀測密度和災(zāi)情資料的完整可靠性，本文檢索并選取了2000年以來登陸廣東的達(dá)到了強(qiáng)臺風(fēng)（14級）等級（登陸時中心附近最大風(fēng)速≥41.5 m/s）的全部9個強(qiáng)臺風(fēng)。各個強(qiáng)臺風(fēng)過程的路徑、強(qiáng)度以及登陸點(diǎn)位置等見圖1和表1。

圖1 9個強(qiáng)臺風(fēng)路徑Fig.1 Tracks of nine strong typhoons

表1 9個強(qiáng)臺風(fēng)個例基本信息表Table 1 Basic information of nine strong typhoons

2 登陸強(qiáng)臺風(fēng)過程的大風(fēng)特征分析

2.1 逐時次記錄的最大風(fēng)速的空間分布特征

臺風(fēng)帶來的風(fēng)災(zāi)往往在臺風(fēng)登陸之前就已經(jīng)出現(xiàn)了。從大量的災(zāi)情記錄分析可以看出，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和防災(zāi)能力的提升，近20年來，在廣東地區(qū)，臺風(fēng)最大風(fēng)速達(dá)10級以上時才出現(xiàn)較嚴(yán)重的房屋損壞和城鎮(zhèn)設(shè)施的破壞。因此，本文選取的導(dǎo)致房屋損壞的致災(zāi)大風(fēng)等級指標(biāo)為：10 min平均風(fēng)速大于等于 24.5 m/s（10 級）。

為了細(xì)致刻畫強(qiáng)臺風(fēng)在登陸過程中的不同特征，劃分了臺風(fēng)登陸前、登陸后兩個階段。以強(qiáng)臺風(fēng)過程影響的第一個氣象觀測站點(diǎn)（以下簡稱站點(diǎn)）記錄到10級以上風(fēng)速至臺風(fēng)中心登陸時刻為登陸前時段，臺風(fēng)中心登陸時刻至最后一個站點(diǎn)記錄到10級以上風(fēng)速的時段為登陸后時段。兩個時段合計為強(qiáng)臺風(fēng)影響過程。

鑒于臺風(fēng)的移動、旋轉(zhuǎn)特征以及其結(jié)構(gòu)的顯著不對稱性，為便于刻畫和分析臺風(fēng)大風(fēng)的空間特征，以臺風(fēng)中心為原點(diǎn)勾畫一個4象限的直角坐標(biāo)系（見圖2a），該坐標(biāo)系跟隨臺風(fēng)移動，以氣象站逐時觀測資料，繪制各臺風(fēng)過程記錄到逐時最大風(fēng)速（以風(fēng)速大于等于10級為統(tǒng)計對象）的氣象站相對臺風(fēng)中心的位置。圖2中的橫向、縱向坐標(biāo)值表示測得最大風(fēng)速的站點(diǎn)離臺風(fēng)中心的距離，單位為km。為方便表達(dá)，在此定義北和東向為正，南和西向為負(fù)。

圖2 臺風(fēng)過程逐時次觀測的最大風(fēng)速站點(diǎn)空間分布Fig.2 The spatial distribution of hourly maximum wind speeds before and after landing

統(tǒng)計9個強(qiáng)臺風(fēng)登陸前后測得的逐時最大風(fēng)速定位信息，分析發(fā)現(xiàn)：9個強(qiáng)臺風(fēng)在登陸前的各時次最大風(fēng)速全部出現(xiàn)在第一和第二象限（圖中藍(lán)色點(diǎn)）；登陸前記錄的大于10級風(fēng)的64個時次的觀測樣本中，最大風(fēng)速出現(xiàn)在第一象限的占53.1%，第二象限占46.9%；臺風(fēng)登陸后記錄的大于10級風(fēng)的觀測樣本共67個時次（圖中紅色點(diǎn)）；臺風(fēng)登陸后各時刻最大風(fēng)速出現(xiàn)在第四象限的頻率最高，為53.7%，其次為第一象限為23.9%；若以臺風(fēng)左右半圓區(qū)分，則在右半圓（第一、四象限）的出現(xiàn)頻率為77.6%，最大風(fēng)速出現(xiàn)在第三象限的頻率最低，為9.0%。

從下墊面影響的角度來分析臺風(fēng)登陸前、后各時次的最大風(fēng)速分布特征的原因，認(rèn)為：廣東海岸線為東北偏東—西南偏西走向，臺風(fēng)登陸前在接近陸地過程中，位于其右半圓的強(qiáng)風(fēng)帶是從海洋光滑下墊面經(jīng)過，下墊面摩擦作用損失的動能較小，強(qiáng)風(fēng)風(fēng)速較易保持；臺風(fēng)登陸后，逆時針旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)風(fēng)帶經(jīng)過第一、二象限的陸地下墊面摩擦作用，到達(dá)第二、三象限時風(fēng)速已有所減小，因此處在第二、三象限的氣象站記錄的各時刻最大風(fēng)速頻率最低；大風(fēng)經(jīng)過第三、四象限時，部分下墊面重新轉(zhuǎn)為平滑海面，強(qiáng)風(fēng)帶經(jīng)過平滑海面后有所增大，因此第四象限的氣象站記錄的各時刻最大風(fēng)速頻率最高；此外登陸臺風(fēng)移動方向主要以西北向為主，隨著臺風(fēng)的移動沿海氣象站多位于臺風(fēng)的第四象限。當(dāng)然，臺風(fēng)登陸過程的強(qiáng)度變化以及其大氣環(huán)流影響機(jī)制等十分復(fù)雜，均可能影響臺風(fēng)過程的大風(fēng)特性，這些不屬本文討論的主題。

圖2還展示了臺風(fēng)影響過程的各時次測得最大風(fēng)速的站點(diǎn)離臺風(fēng)中心距離的遠(yuǎn)近分布?？梢园l(fā)現(xiàn)，登陸前測得最大風(fēng)速的站點(diǎn)離臺風(fēng)中心距離都超過了100 km，“山竹”臺風(fēng)最遠(yuǎn)達(dá)337 km；登陸后9個臺風(fēng)個例之間的差異較大，有5個臺風(fēng)各時次測得最大風(fēng)速站點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離在50 km以內(nèi)，但“山竹”臺風(fēng)登陸后的多個時次的最大風(fēng)速出現(xiàn)在離中心超過300 km的地方，最遠(yuǎn)達(dá)349 km。

分析10級以上致災(zāi)性大風(fēng)出現(xiàn)在離臺風(fēng)中心最遠(yuǎn)的距離特征，為臺風(fēng)大風(fēng)的重點(diǎn)防控范圍提供了比較精準(zhǔn)的有效依據(jù)。

2.2 逐時次記錄的各等級大風(fēng)空間分布特征

分析9個強(qiáng)臺風(fēng)影響過程中記錄到的10級、11級、12級大風(fēng)的氣象站位置，分析其相對臺風(fēng)中心移動路徑的空間分布（見圖3），發(fā)現(xiàn)，大風(fēng)區(qū)域主要分布在臺風(fēng)路徑右側(cè)的沿海地區(qū)，在其登陸時，登陸點(diǎn)附近大風(fēng)站點(diǎn)最集中，登陸過程的60%以上的大風(fēng)站點(diǎn)出現(xiàn)在臺風(fēng)路徑右側(cè)（表2），其中，0814號“黑格比”、1 622號“海馬”和1822號“山竹”的大風(fēng)站點(diǎn)有90%以上出現(xiàn)在臺風(fēng)路徑右側(cè)。

圖3 臺風(fēng)路徑及10、11、12級大風(fēng)站點(diǎn)分布Fig.3 Typhoon tracks and the distribution of gales with force 10, 11, and 12

對測得各臺風(fēng)過程大風(fēng)氣象站的離岸距離統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，測得10級、11級、12級大風(fēng)的氣象站，90%以上分布在離岸50 km、35 km、25 km的區(qū)域內(nèi)。從圖3和表2還可以看出，每個臺風(fēng)過程大風(fēng)深入陸地的距離有所差異：在湛江雷州半島登陸的臺風(fēng)（如1409號“威馬遜”和1522號“彩虹”），10級以上大風(fēng)站點(diǎn)可深入45～70 km左右；在珠江口附近沿海登陸的1713號“天鴿”和1822號“山竹”，10級以上大風(fēng)能一直深入到內(nèi)陸約86～124 km處；其他4個臺風(fēng)大風(fēng)主要出現(xiàn)在沿海一帶。分析其原因，除了對登陸臺風(fēng)影響的背景環(huán)流及臺風(fēng)本身的物理結(jié)構(gòu)特征外，其登陸過程經(jīng)過的地形地貌等下墊面特征也會起到一定的作用。登陸湛江雷州半島的兩個超強(qiáng)臺風(fēng)經(jīng)過的下墊面屬海陸混合，登陸珠江口附近的臺風(fēng)經(jīng)過的區(qū)域?qū)傧鄬ζ骄彽暮泳W(wǎng)下墊面，相對其他5個在粵東和粵西山地海岸登陸的臺風(fēng)，其下墊面動力摩擦作用都較小，能量損耗也較慢，這對10級以上大風(fēng)深入陸地較深遠(yuǎn)提供了有利條件。

表2 臺風(fēng)路徑左、右側(cè)大風(fēng)站點(diǎn)數(shù)量及站點(diǎn)最遠(yuǎn)離岸距離Table 2 Number of strong wind on the left and right of typhoon tracks and the farthest offshore distance

2.3 各等級大風(fēng)的維持時間特征

強(qiáng)風(fēng)持續(xù)時間是風(fēng)致工程破壞的重要因子，因此，進(jìn)一步統(tǒng)計分析10級以上大風(fēng)維持時間特征。以臺風(fēng)登陸過程中第一個測得10級、11級、12級以上大風(fēng)站點(diǎn)記錄的時刻至最后一個測得上述各等級大風(fēng)站點(diǎn)記錄時刻，兩者之間的持續(xù)小時數(shù)為各等級大風(fēng)的持續(xù)時間，結(jié)果見表3。

從表3可見，9個強(qiáng)臺風(fēng)過程的10級以上大風(fēng)持續(xù)時間都超過了10 h，在10～24 h之間，其中1822號“山竹”和1409號“威馬遜”的維持時間超過了20 h；9個強(qiáng)臺風(fēng)過程的12級以上大風(fēng)持續(xù)時間差異較大，有3個臺風(fēng)個例12級以上大風(fēng)持續(xù)時間在1～2 h，有4個個例可達(dá)到8～13 h。

表3 9個臺風(fēng)過程觀測信息及大風(fēng)特征參數(shù)Table 3 Parameters of nine typhoon processes and their associated gales

統(tǒng)計9個強(qiáng)臺風(fēng)過程10級、11級、12級以上大風(fēng)在4個象限的平均維持時間（圖4），發(fā)現(xiàn)，大風(fēng)在第一、二象限的維持時間最長，第三象限維持時間最短。這與逐時最大風(fēng)速的空間分布特征很相似。

圖4 9個強(qiáng)臺風(fēng)10級、11級、12級以上大風(fēng)平均維持時間Fig.4 Average durations of gales above force 10, 11 and 12

2.4 各等級大風(fēng)的“站時”特征

臺風(fēng)過程大風(fēng)的致災(zāi)能力是大風(fēng)維持時間、影響范圍以及風(fēng)速大小等多參量的共同作用。為了表達(dá)各等級大風(fēng)影響范圍及其維持時間的綜合影響，以逐時測得10級、11級、12級以上大風(fēng)站點(diǎn)及其記錄的持續(xù)小時數(shù)的所有氣象站的累計，來表達(dá)10級、11級、12級以上大風(fēng)影響范圍及維持時間綜合影響的參量，簡稱“站時”。表3給出了基于全部氣象站（包括國家站和區(qū)域氣象站）和國家氣象站分別計算“站時”。

進(jìn)一步分析全部氣象站的大風(fēng)“站時”在臺風(fēng)登陸前后各時次的出現(xiàn)頻率分布（圖5），發(fā)現(xiàn)，10級、11級、12級以上大風(fēng)的“站時”樣本，分別有56.7%、65.8%、71.8%出現(xiàn)在臺風(fēng)登陸前，其中，登陸前1 h頻率最高，分別為11.9%、13.2%、17.7%，登陸前4 h出現(xiàn)頻率分別為40.1%、47.7%、53.2%。這一特征進(jìn)一步確認(rèn)，對臺風(fēng)登陸前的強(qiáng)風(fēng)防范應(yīng)成為臺風(fēng)防御的重點(diǎn)任務(wù)之一。

圖5 各等級大風(fēng)“站時”的各時次出現(xiàn)頻率分布Fig.5 Occurrence frequency of 'station-hour' of each wind force

3 大風(fēng)的統(tǒng)計特征與倒塌房屋的關(guān)聯(lián)分析

從致災(zāi)成因分析臺風(fēng)大風(fēng)與倒塌房屋的關(guān)系，主要包括致災(zāi)因子（大風(fēng)）和承載體特征（房屋的抗風(fēng)能力）。另外，臺風(fēng)往往伴隨暴雨，暴雨以及暴雨導(dǎo)致的山洪、泥石流也是房屋倒塌的重要致災(zāi)因子。不過隨著人民生活水平提高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋逐步取代了泥磚結(jié)構(gòu)房屋，暴雨對房屋倒塌的致災(zāi)作用正在逐步減小。

由于上述的大風(fēng)維持時間、站點(diǎn)個數(shù)以及大風(fēng)“站時”均與不同地區(qū)的觀測站（主要是區(qū)域氣象站）密度高度相關(guān)，2008年到2018年間，隨著氣象現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，各地區(qū)域氣象站的數(shù)量逐漸增多。

以廣東沿海地市區(qū)域氣象站的平均間距表達(dá)區(qū)域氣象站增加的變化式中，D為平均站間距，S為各地市的行政區(qū)面積，N為該地市的區(qū)域氣象站數(shù)量。

從圖6給出的廣東沿海各地市的區(qū)域氣象站平均站間距逐年變化曲線看，各地市區(qū)域氣象站的平均站間距均逐年減小，但地區(qū)之間存在較明顯差異，位于粵西的湛江、茂名和位于粵東的汕尾的站間距明顯大于位于珠三角附近的珠海、深圳、中山的平均站間距。為此，進(jìn)一步以分布相對均勻（每個縣級行政區(qū)1個國家氣象站）的國家氣象站觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的各大風(fēng)特征參數(shù)為基礎(chǔ)，分析各大風(fēng)特征參數(shù)與房屋倒塌數(shù)量的關(guān)聯(lián)程度。

圖6 9個強(qiáng)臺風(fēng)登陸的廣東省沿海各地市的區(qū)域氣象站平均站間距逐年變化曲線Fig.6 The annual variation of the mean spacing of regional meteorology stations in coastal cities of Guangdong Province

因強(qiáng)臺風(fēng)樣本數(shù)據(jù)太少，無法滿足采用回歸等數(shù)值擬合方法對樣本量的可信度要求。不過登陸臺風(fēng)的各大風(fēng)特征參數(shù)與房屋倒塌數(shù)量的相關(guān)系數(shù)，仍可以直觀地量化表達(dá)各大風(fēng)特征參數(shù)與房屋倒塌數(shù)量關(guān)聯(lián)程度的強(qiáng)弱，見表4。

比較表4的相關(guān)系數(shù)可以看出，倒塌房屋數(shù)量與臺風(fēng)登陸時中心氣壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，登陸臺風(fēng)中心氣壓越低表明臺風(fēng)強(qiáng)度越強(qiáng)，臺風(fēng)系統(tǒng)的“風(fēng)壓關(guān)系”也表征氣壓越低風(fēng)速越大[20-21]。倒塌房屋數(shù)量與臺風(fēng)的最大風(fēng)速、影響范圍（以站數(shù)表達(dá)）、維持時間、大風(fēng)“站時”等均有較密切的關(guān)聯(lián)。通過各等級大風(fēng)的特征參數(shù)相關(guān)性比較，與12級以上大風(fēng)的關(guān)聯(lián)度最高。

表4 倒塌房屋與各大風(fēng)特征參數(shù)的相關(guān)系數(shù)表Table 4 The correlation coefficient between collapsed houses and wind parameters

從圖7～圖10給出的9個強(qiáng)臺風(fēng)影響期間倒塌房屋數(shù)量（柱形圖）與登陸時中心氣壓、登陸時中心附近最大風(fēng)速以及與基于國家氣象站記錄的10級、11級、12級以上各等級大風(fēng)維持時間、站點(diǎn)個數(shù)、站時等參數(shù)（曲線）的關(guān)聯(lián)圖，可以看出，12級以上大風(fēng)的特征參數(shù)曲線與倒塌房屋數(shù)量匹配度最高。但其中的“山竹”匹配度最低，這與2008～2018年間房屋的防災(zāi)能力不斷加強(qiáng)，及“山竹”影響的珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和防災(zāi)能力的差異，以及房屋密度較低有關(guān)。

圖7 倒塌房屋數(shù)量與登陸時最大風(fēng)速、中心氣壓的關(guān)聯(lián)比較Fig.7 The correlation between the number of collapsed houses and the maximum wind speed and central pressure at the landfall

圖8 倒塌房屋數(shù)量與國家氣象站記錄的各等級大風(fēng)維持時間的關(guān)聯(lián)比較Fig.8 The correlation between the number of collapsed houses and the gale duration of each force recorded by national weather stations

圖10 倒塌房屋數(shù)量與國家氣象站記錄的各等級大風(fēng)站時參量的關(guān)聯(lián)比較Fig.10 The correlation between the number of collapsed houses and the station-hour of each wind force recorded by national weather stations

進(jìn)一步從承災(zāi)體特征和抗災(zāi)能力等因素影響分析。臺風(fēng)“黑格比”造成倒塌房屋2.93萬間，居9個強(qiáng)臺風(fēng)首位，一方面因“黑格比”發(fā)生年份較早，房屋質(zhì)量總體較差，另一方面，由于廣東省茂名市和湛江市均為鄉(xiāng)鎮(zhèn)戶數(shù)較多的地區(qū)，“黑格比”大風(fēng)影響范圍主要為茂名和湛江兩市，導(dǎo)致大量鄉(xiāng)鎮(zhèn)房屋受災(zāi)。臺風(fēng)“妮妲”、臺風(fēng)“海馬”造成的倒塌房屋數(shù)量最少，分別為0.02萬間、0.1萬間，明顯少于其他臺風(fēng)個例。從“妮妲”和“海馬”的大風(fēng)維持站數(shù)、站時來看也明顯較少?！澳萱А庇绊懫陂g，雖然從區(qū)域氣象站數(shù)據(jù)統(tǒng)計的10～12級強(qiáng)風(fēng)維持時間較久，但由于受粵東蓮花山脈及其附近平行山脈的阻擋影響，其大風(fēng)基本集中在沿海地區(qū)，且臺風(fēng)登陸地點(diǎn)為深圳，鄉(xiāng)鎮(zhèn)戶數(shù)極少，房屋抗風(fēng)能力總體較好，造成的破壞不大。臺風(fēng)“山竹”的大風(fēng)致災(zāi)參數(shù)均較大，但造成的倒塌房屋只有0.14萬間，這與“山竹”的大風(fēng)主要影響珠江三角洲地區(qū)，而這些地區(qū)的房屋抗災(zāi)能力較強(qiáng)有很大關(guān)系。

圖9 倒塌房屋數(shù)量與國家氣象站記錄的各等級大風(fēng)站數(shù)的關(guān)聯(lián)比較Fig.9 The correlation between the number of collapsed houses and the number of gales recorded by national weather stations

4 結(jié) 論

從2000年以來登陸廣東的熱帶氣旋中選取達(dá)到強(qiáng)臺風(fēng)的全部9個個例，基于國家和區(qū)域氣象觀測站網(wǎng)的逐時測風(fēng)資料、臺風(fēng)定位信息和災(zāi)情數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析了各強(qiáng)臺風(fēng)影響過程的10級、11級和12級以上大風(fēng)的時空演變分布特征、成因以及與倒塌房屋數(shù)量的關(guān)聯(lián)等。研究結(jié)果顯示：

1）以各時次的臺風(fēng)中心為原點(diǎn)勾畫一個4象限的直角坐標(biāo)系，刻畫9個強(qiáng)臺風(fēng)過程的逐時次最大風(fēng)速空間分布，發(fā)現(xiàn)，在登陸前，逐時次最大風(fēng)速全部出現(xiàn)在第一和第二象限，而登陸后則有77.6%的時次最大風(fēng)速出現(xiàn)在第四、第一象限。

2）9個強(qiáng)臺風(fēng)過程記錄到10級以上大風(fēng)的氣象站位置，主要分布在臺風(fēng)路徑右側(cè)的沿海地區(qū)；10級以上大風(fēng)持續(xù)時間在10～24 h之間；12級以上大風(fēng)維持時間差異較大，有4個臺風(fēng)維持了8～13 h，另有3個臺風(fēng)持續(xù)時間1～2 h。

3）以臺風(fēng)過程的大風(fēng)范圍和維持時間構(gòu)建了各等級大風(fēng)“站時”參量來綜合表達(dá)大風(fēng)的影響程度，發(fā)現(xiàn)，登陸前大風(fēng)“站時”樣本出現(xiàn)頻率明顯大于登陸后。

4）登陸臺風(fēng)致災(zāi)大風(fēng)的上述特性，與臺風(fēng)登陸后經(jīng)過的下墊面海陸分布以及粗糙度特征緊密相關(guān)，這些參數(shù)顯著影響臺風(fēng)大風(fēng)深入陸地的距離和維持時間。如在水陸交匯地區(qū)或較平緩下墊面的動量損耗較少，可使登陸臺風(fēng)大風(fēng)深入陸地距離較遠(yuǎn)，維持時間較長。

5）倒塌房屋數(shù)量與強(qiáng)臺風(fēng)登陸時的中心氣壓、最大風(fēng)速，以及臺風(fēng)過程的大風(fēng)影響范圍、維持時間、大風(fēng)“站時”等參數(shù)密切關(guān)聯(lián)。其中，與12級以上大風(fēng)特征參數(shù)的相關(guān)系數(shù)最高。

本文的大風(fēng)特征參數(shù)及其與倒塌房屋數(shù)量的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果，顯然受到觀測站網(wǎng)密度、城鄉(xiāng)房屋密度、房屋抗災(zāi)能力的變化、災(zāi)情數(shù)據(jù)的可靠性以及當(dāng)時防御決策等諸多復(fù)雜因素影響，存在一定的不確定性，有待今后進(jìn)一步的深入研究。