高詩妍，張容焱*，王曉雪，陳 思，潘 航，黎彥佐

（1.福建省氣候中心，福州 350001；2.黑龍江省氣象臺，哈爾濱 150030；3.南寧市氣象臺，南寧 530029）

引言

自20 世紀(jì)50 年代以來，人為排放的溫室氣體使得地球不斷變暖，而氣候變暖也導(dǎo)致全球出現(xiàn)了過去未觀測到的極端天氣氣候事件。除此之外，大氣和海洋的升溫、雪量和冰量的減少、海平面已經(jīng)出現(xiàn)的上升，也都表明近百年來人類活動對于氣候變化的影響迅速反饋到了自然界［1］，體現(xiàn)在更加頻繁和加劇的極端天氣氣候事件的發(fā)生［2］，以及由極端災(zāi)害造成的損失越來越大［3－4］，同時也進(jìn)一步對城市生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)、能源供應(yīng)及居民健康等產(chǎn)生影響［5－6］。盧瑩等［7］研究1984—2017 年影響中國熱帶氣旋，發(fā)現(xiàn)西行和西北行的熱帶氣旋登陸中國的數(shù)目多、范圍廣、災(zāi)害重，其中西北行熱帶氣旋主要影響廣東、福建和浙江。福建作為沿海省份，經(jīng)濟發(fā)展迅速，登陸影響福建的熱帶氣旋有頻次高、影響范圍廣、突發(fā)性強、承載強度大等特征，是福建最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一［8－10］。登陸福建的熱帶氣旋以夏季為最多，常致沿海丘陵山區(qū)突發(fā)強降水，導(dǎo)致山洪爆發(fā)［11］。因此，在氣候變暖的大背景下，開展福建熱帶氣旋氣候?qū)W特征的研究，對于熱帶氣旋預(yù)測預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)提供理論依據(jù)尤為重要。

2014 年6 月5 日起，福建省實施了“登陸和影響福建熱帶氣旋的地方標(biāo)準(zhǔn)”（DB35／T 1413—2014，以下簡稱地標(biāo)）。地標(biāo)和原標(biāo)準(zhǔn)存在的最大差異在于登陸影響熱帶氣旋的定義不同，原標(biāo)準(zhǔn)著重于區(qū)域來劃分登陸和影響，特別對登粵入閩的熱帶氣旋計入了登陸熱帶氣旋中；而地標(biāo)關(guān)注風(fēng)和雨的影響［12］，同時擴大了登陸影響熱帶氣旋的警戒區(qū)（圖1 黑色梯形細(xì)實線區(qū)域），且不將登粵入閩的熱帶氣旋算入登陸熱帶氣旋，兩者的不同導(dǎo)致登陸影響熱帶氣旋存在統(tǒng)計差異。為此，本文嚴(yán)格按照地標(biāo)規(guī)定，統(tǒng)計分析和總結(jié)1961—2020 年福建熱帶氣旋的氣候?qū)W基本特征，并對比先前的研究成果，為登陸影響福建熱帶氣旋的評估工作提供氣候背景參考。

1 資料和方法

1.1 資料

（1）1961—2020 年上海臺風(fēng)研究所編制的《臺風(fēng)年鑒》、《熱帶氣旋年鑒》、《中國氣象災(zāi)害大典·福建卷》。

（2）福建省國家常規(guī)66 個氣象站1961—2020年風(fēng)雨資料。

1.2 登陸和影響福建熱帶氣旋地方標(biāo)準(zhǔn)

2014 年以前，福建省將杭州灣至珠江口距海岸三個緯距所包圍的海域作為警戒區(qū)來確定登陸和影響熱帶氣旋（以下簡稱原標(biāo)準(zhǔn)，圖1 黑色弧狀虛線和沿岸組成的區(qū)域）。

圖1 登陸影響福建熱帶氣旋警戒區(qū)（黑虛線為三個緯距范圍；黑細(xì)實線為地方標(biāo)準(zhǔn)范圍。）

2014 年起實施的地標(biāo)（DB35／T 1413—2014）關(guān)于登陸福建熱帶氣旋，指熱帶風(fēng)暴及以上等級的熱帶氣旋中心自海上直接登陸福建省陸地；影響福建熱帶氣旋則是當(dāng)熱帶風(fēng)暴及以上等級的熱帶氣旋中心位于福建省熱帶氣旋警戒區(qū)內(nèi)，未登陸福建，受其影響，出現(xiàn)下列情況之一者，為影響福建的熱帶氣旋：

a）沿海測站中有一站極大風(fēng)≥8 級；

b）福建省內(nèi)的國家地面氣象觀測站中有一測站日雨量≥50mm。

1.3 雙臺風(fēng)定義

如果2 個以上熱帶氣旋，進(jìn)區(qū)后發(fā)生時間上的重疊，由于他們之間的相互作用，無法明確分離他們的風(fēng)雨影響程度，統(tǒng)一納入登陸影響福建熱帶氣旋序列中，并定義為雙臺風(fēng)，但在熱帶氣旋氣候?qū)W統(tǒng)計時仍然以單個熱帶氣旋統(tǒng)計，并沒有作為一個整體統(tǒng)計頻數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于原標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計的熱帶氣旋氣候特征

據(jù)此規(guī)定［13］，1961—2009 年登陸影響福建的熱帶氣旋共321 個，年均6.6 個／a，其中登陸1.8 個／a，影響4.8 個／a；月季變化上，以7～9 月最為集中，8 月最多；登陸頻數(shù)以6 月下旬至9 月上旬最多，最早登陸福建的熱帶氣旋為5 月中旬由廣東進(jìn)入福建（以下簡稱登粵入閩）的6103 號臺風(fēng)，最晚為10 月登陸廈門的7315 號強臺風(fēng)；登陸影響熱帶氣旋以臺風(fēng)為最多，臺風(fēng)等級以上的合計頻率為67.2%，登陸的熱帶氣旋中以超強臺風(fēng)個數(shù)為最多；而登陸影響熱帶氣旋中有48.6%對福建造成了既有風(fēng)又有雨的天氣影響。

2.2 基于地標(biāo)統(tǒng)計的熱帶氣旋氣候特征

2.2.1 年際變化

1961—2020 年登陸影響福建熱帶氣旋共646個，年均約10.8 個，其中有23a 熱帶氣旋頻數(shù)≥12個，最大值為1967 年和1974 年的18 個，最少的年份是1998 年，僅有5 個（圖2a）。登陸福建的熱帶氣旋共99 個，年均約1.7 個，占登陸影響福建熱帶氣旋總頻數(shù)的15.5%，其中有3a 登陸個數(shù)≥4 個，1990年和2010 年登陸個數(shù)最多，達(dá)5 個；無熱帶氣旋登陸的年份有9a，占總年數(shù)的15%。60a 共547 個影響熱帶氣旋，年均9.1 個，占登陸影響福建熱帶氣旋總頻數(shù)的84.5%；影響頻數(shù)≥13 個的年份有8a，以1974 年的17 個為最多，≤5 個的年份有6a，最少的是2005 年有3 個。

由圖2a 可以看出，60a 登陸影響福建熱帶氣旋的總頻數(shù)是逐漸減少的；但5a 滑動平均曲線顯示，統(tǒng)計時段內(nèi)總頻數(shù)經(jīng)歷了3 個偏多期和3 個偏少期，登陸影響熱帶氣旋總頻數(shù)樣本方差為8.7，年際變化較大。

登陸福建熱帶氣旋的總體趨勢在統(tǒng)計時段內(nèi)未有很大變化，維持在約2 個／a（圖2b）。其年際變化相對較小，樣本方差為1.4。值得注意的是，在登陸影響福建熱帶氣旋總頻數(shù)減少的情況下，登陸熱帶氣旋頻數(shù)自上世紀(jì)80 年代以來有增加的趨勢。

圖2 1961—2020 年登陸影響福建熱帶氣旋個數(shù)年際變化

影響福建的熱帶氣旋變化和總頻數(shù)的變化相似，均為減少趨勢。其年際變化也較大，樣本方差達(dá)8.7。

2.2.2 月際變化

由圖3a 可知，登陸影響熱帶氣旋總頻數(shù)主要集中在7—9 月，占總數(shù)的69.7%；并在8 月達(dá)到峰值，有175 個之多，占總熱帶氣旋數(shù)的27.0%。

登陸福建的熱帶氣旋最早出現(xiàn)在6 月，為1977年01 號“Ruth”臺風(fēng)，最晚出現(xiàn)于10 月上旬，為直接登陸福建漳浦的1013 號“鲇魚”超強臺風(fēng)。登陸頻數(shù)依舊以7 月—9 月為最多，占登陸總頻數(shù)的90.0%，8 月為最，達(dá)36.3%。

影響福建的臺風(fēng)最早出現(xiàn)于2 月，為1970 年01 號“Nancy”超強臺風(fēng)；最晚的影響熱帶氣旋出現(xiàn)在12 月，為199436 號“Axel”強臺風(fēng)。統(tǒng)計時段內(nèi)3月無影響熱帶氣旋，4 月起影響熱帶氣旋數(shù)量開始增加；與登陸熱帶氣旋統(tǒng)計相似，7—9 月為影響熱帶氣旋的主要出現(xiàn)時段，占影響總數(shù)的66.1%，以8月為最多。

由圖3a 還可以看到，7—10 月上述登陸影響熱帶氣旋中包含了雙臺風(fēng)，并以7—8 月為多，達(dá)75%，此期間正是熱帶氣旋群發(fā)高峰期，歷史上曾經(jīng)同時有3 個熱帶氣旋交錯影響福建，為2010 年的“獅子山”、“圓規(guī)”和“南川”。

圖3 （a）1961—2020 年登陸影響福建熱帶氣旋個數(shù)月季變化；（b）各強度熱帶氣旋月際分布

2.2.3 強度特征

采用國家標(biāo)準(zhǔn)（GB／T 19201－2006）［14］劃分熱帶氣旋強度等級，以進(jìn)入福建警戒區(qū)最大風(fēng)速統(tǒng)計，在646 個登陸和影響福建熱帶氣旋中，強度大多在強熱帶風(fēng)暴等級以上，占86.7%；臺風(fēng)等級以上占比61.8%，其中臺風(fēng)占比最大（28.4%），其次為強熱帶風(fēng)暴（25.0%）。

登陸熱帶氣旋以超強臺風(fēng)占比最多（30.3%），臺風(fēng)次之（26.3%）。在影響熱帶氣旋里（547 個），臺風(fēng)最多，達(dá)28.9%，其次是強熱帶風(fēng)暴，達(dá)26.7%，特點與總頻數(shù)相似。

從圖3b 的熱帶氣旋強度各月分布圖來看，在登陸影響福建熱帶氣旋中，超強臺風(fēng)5—11 月都有出現(xiàn)，主要集中在7—9 月，占超強臺風(fēng)總數(shù)的84.4%，且高峰期的3 個月內(nèi)呈遞增趨勢，9 月為峰值，而10月從9 月36 個突然減少到8 個；強臺風(fēng)主要集中在7—10 月（占比88%），相較超強臺風(fēng)集中出現(xiàn)的日期有所后推，且高峰期內(nèi)各月間頻數(shù)差異小，均在26～31 個之間；臺風(fēng)主要出現(xiàn)在6—10 月，占臺風(fēng)總數(shù)的89.7%，其集中出現(xiàn)的時間段比超強臺風(fēng)和強臺風(fēng)都長，且8 月為峰值，達(dá)47 個之多；強熱帶風(fēng)暴主要出現(xiàn)時間與臺風(fēng)相同，6—10 月頻數(shù)占強熱帶風(fēng)暴總數(shù)的88.3%，8 月為峰值；熱帶風(fēng)暴主要出現(xiàn)在6—8 月，占該強度檔總數(shù)的69.4%。綜上所述，5—11 月各種強度等級的熱帶氣旋都會出現(xiàn)，除了超強臺風(fēng)隨夏季時間推移越來越多外，其他等級的熱帶氣旋基本上都是以8 月最多。

2.2.4 天氣特征

1961—2020 年，熱帶氣旋帶來既有風(fēng)又有雨（簡稱“風(fēng)雨臺風(fēng)”）的天氣占比最大（384 個），占總數(shù)的59.4%；其次為只造成大風(fēng)天氣的熱帶氣旋（33.4%，簡稱“風(fēng)臺風(fēng)”）；單純只帶來降水影響的熱帶氣旋（簡稱“雨臺風(fēng)”）僅有7.3%。

經(jīng)統(tǒng)計，60a“風(fēng)雨臺風(fēng)”和“風(fēng)臺風(fēng)”頻數(shù)變化與登陸影響總頻數(shù)的變化相對一致，呈逐漸減少的趨勢（圖4），其中有9a“風(fēng)臺風(fēng)”比“風(fēng)雨臺風(fēng)”數(shù)量多，以2019 年5 個為最多。值得注意的是，上個世紀(jì)60年代到70 年代初期，熱帶氣旋天氣主要以“風(fēng)雨臺風(fēng)”和“風(fēng)臺風(fēng)”為主，幾乎沒有單純的“雨臺風(fēng)”，而2015 年以來，造成“風(fēng)雨臺風(fēng)”數(shù)量明顯減少，以“風(fēng)臺風(fēng)”為主。此外，“雨臺風(fēng)”頻數(shù)有增加趨勢，特別是近10a 增加較明顯。

圖4 登陸和影響福建熱帶氣旋的風(fēng)雨影響及年際變化圖

3 結(jié)論與討論

按照福建地標(biāo)統(tǒng)計1961—2020 年登陸影響福建的熱帶氣旋，其氣候特征分析結(jié)果如下：

（1）1961—2020 年登陸影響福建的熱帶氣旋共有646 個，年平均約10.8 個，方差達(dá)8.7，最多是1967 年和1974 年均為18 個，最少為1998 年5 個；登陸福建熱帶氣旋達(dá)99 個，年平均1.7 個，其中1990年、2010 年登陸數(shù)量最多，達(dá)5 個，有9a 無登陸熱帶氣旋。影響熱帶氣旋年均約9.1 個。在登陸影響熱帶氣旋和影響熱帶氣旋均呈減少趨勢的情況下，登陸熱帶氣旋在上世紀(jì)80 年代至今有增加的趨勢。與原標(biāo)準(zhǔn)相比，登陸和影響熱帶氣旋年均數(shù)增加約4.2個／a，影響熱帶氣旋增加約4.3 個／a，登陸熱帶氣旋的年平均數(shù)基本相同。

（2）7—9 月為登陸影響熱帶氣旋的集中階段，8 月達(dá)峰值，分析結(jié)果與原標(biāo)準(zhǔn)一致。

（3）登陸影響福建的熱帶氣旋，臺風(fēng)等級以上占61.8%，其中臺風(fēng)最多（28.4%）；登陸熱帶氣旋中，以超強臺風(fēng)為最多，占登陸熱帶氣旋總數(shù)30.3%。與原標(biāo)準(zhǔn)相比，登陸影響占比最多的強度均為臺風(fēng)等級，但臺風(fēng)以上強度占比較原標(biāo)準(zhǔn)減少了5.4%，登陸熱帶氣旋與原標(biāo)準(zhǔn)結(jié)論相似。

（4）登陸和影響熱帶氣旋中“風(fēng)雨臺風(fēng)”占比最大，有384 個，達(dá)59.4%；60a 來，造成“風(fēng)雨臺風(fēng)”和“風(fēng)臺風(fēng)”頻數(shù)有減少的趨勢，而“雨臺風(fēng)”頻數(shù)卻是增加趨勢。與原標(biāo)準(zhǔn)相比，“風(fēng)雨臺風(fēng)”比例增加了10.8%，“雨臺風(fēng)”比例減少了29.1%，“風(fēng)臺風(fēng)”比例增加18.4%。

由于早期最大風(fēng)速和極大風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)缺乏，熱帶氣旋影響期間多數(shù)站點最大風(fēng)速采用定時2min 推算或天氣現(xiàn)象判斷。自上世紀(jì)80 年代起，國家氣象觀測站陸續(xù)開展最大風(fēng)速觀測；極大風(fēng)速的觀測更晚，多數(shù)站點始于2005 年，因此地標(biāo)依據(jù)風(fēng)、雨大小確定是否為影響熱帶氣旋存在不確定性。同時，地標(biāo)是業(yè)務(wù)運用中的改良適應(yīng)版本，今后仍有需要改進(jìn)和完善的地方，但由于目前業(yè)務(wù)運作迫切需要氣候背景分析，因此本文結(jié)論具有實際應(yīng)用價值。