吳佳妮，樊 晶，李 勛，邢彩盈

（1.海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?570203; 2.海南省氣象臺(tái)，海口 570203;3.63796 部隊(duì)，海口 571126; 4.海南省氣候中心，海口 570203）

熱帶氣旋（簡稱TC）是強(qiáng)烈的大氣低壓渦旋系統(tǒng)，給所經(jīng)海域及陸地帶來大范圍大風(fēng)、暴雨和狂浪等現(xiàn)象[1]，可導(dǎo)致我國城市低矮建筑損壞[2]、園林樹木倒伏[3]、橡膠種植損壞[4-5]等各類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人員財(cái)產(chǎn)損失。認(rèn)識(shí)掌握影響和登陸我國TC路徑分布及強(qiáng)度頻數(shù)等規(guī)律，對于預(yù)測TC災(zāi)害損失及開展防臺(tái)減災(zāi)工作具有重要現(xiàn)實(shí)意義。西北太平洋（包括中國南海）是全球TC年生成頻數(shù)最多的海域，約占全球總數(shù)的1/3[6]，平均每年約生成30個(gè)TC，其中約9個(gè)登陸我國[7-8]，主要集中于7—9月登陸，其中8月數(shù)量最多[9]。我國沿海各省份均有TC登陸，臺(tái)灣東部沿海, 福建至雷州半島沿海以及海南東部沿海是TC登陸最頻繁的地區(qū)[10]，TC登陸以后向北移動(dòng)最遠(yuǎn)可達(dá)黑龍江省北部，向西可至云南省東部附近[11]。我國幅員遼闊，影響和登陸我國TC因地理位置差異而呈現(xiàn)不同的統(tǒng)計(jì)特征。TC登陸后維持時(shí)長平均31 h，其中登陸廣西的維持時(shí)間最短，為16 h，但從廣西向北至浙江一帶，TC登陸后的維持時(shí)間逐漸增加，浙江的TC陸上維持時(shí)間可達(dá)53 h[11]。當(dāng)TC接近華東近海北上移動(dòng)時(shí)，強(qiáng)度為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的TC逐漸減弱，而強(qiáng)度較弱的TC如強(qiáng)熱帶風(fēng)暴及熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度或維持或略有加強(qiáng)[12]。當(dāng)TC影響華東以北如山東地區(qū)時(shí)則多處于強(qiáng)度衰減期[13]。相對于夏季，秋季TC達(dá)到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的比例相對更高，登陸我國廣東、海南和臺(tái)灣省的比例相對也較高[14]。當(dāng)TC穿過我國臺(tái)灣省或經(jīng)過臺(tái)灣北部海面在我國東南沿海地區(qū)登陸，以及在華南沿海登陸或在近海活動(dòng)時(shí)，常造成我國出現(xiàn)極端降水[15]。受TC盛行路徑影響，登陸中國TC頻數(shù)呈減少趨勢[16-17]，但是登陸我國華南區(qū)域的TC頻數(shù)有不顯著的增加趨勢[18]。

海南省是受TC影響最頻繁、最嚴(yán)重的省份之一[19]，登陸海南的TC頻數(shù)僅次于廣東[8,20]，TC近海生成后在短時(shí)間內(nèi)即可能登陸[21]，登陸時(shí)TC強(qiáng)度大小是影響災(zāi)情的重要因素[22]。因此，有必要針對影響及登陸海南島的TC頻數(shù)、強(qiáng)度和路徑特征進(jìn)行長時(shí)間序列的統(tǒng)計(jì)分析，以期探索影響登陸海南島TC的基本規(guī)律，為TC防災(zāi)減災(zāi)工作的開展及熱帶高效農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供統(tǒng)計(jì)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 TC 資料來自中國氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所的“CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”[23-24]，該數(shù)據(jù)集包含了 1949 年以來年西北太平洋（包含南海，赤道以北，東經(jīng)180°以西）海域的逐6 h間隔TC中心位置和強(qiáng)度信息。此外，本研究還參考了海南省氣象部門歷年汛期服務(wù)和技術(shù)總結(jié)。

1.2 處理方法 為了更詳盡地描繪TC移動(dòng)及對海南島的影響，采用文獻(xiàn)[9]中的方法，基于“CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”的逐6 h間隔TC中心位置等數(shù)據(jù)，以1 h為統(tǒng)計(jì)時(shí)長，用線性內(nèi)插的方法對臨近中心位置等信息進(jìn)行時(shí)空維度加密，TC空間分布頻數(shù)根據(jù)0.1°空間分辨率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)TC出現(xiàn)2次登陸情況時(shí),只記錄第1次登陸時(shí)的位置和強(qiáng)度信息。根據(jù)海南省氣候業(yè)務(wù)規(guī)定，當(dāng) TC 中心移入 15°～23°N、106°～114°E區(qū)域或在此區(qū)域生成時(shí)，統(tǒng)計(jì)為對海南島有影響的 TC[25-26]。根據(jù)中國氣象局發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《熱帶氣旋等級》，依照TC底層中心附近最大平均風(fēng)速，將TC強(qiáng)度等級依次劃分為熱帶低壓（TD）、熱帶風(fēng)暴（TS）、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴（STS）、臺(tái)風(fēng)（TY）、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)（STY）和超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)（SuperTY）6個(gè)等級[1,27]，由此進(jìn)行不同強(qiáng)度等級TC頻數(shù)歸類統(tǒng)計(jì)。臺(tái)風(fēng)是廣義上表達(dá)西北太平洋和南海的TC中心持續(xù)風(fēng)速達(dá)到17.2 m·s-1及以上的TC慣用稱呼[28]。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響和登陸海南島熱帶氣旋的頻數(shù)變化 1949—2020年，共有531個(gè)TC影響海南島（圖1），平均每年約7.38個(gè)TC。其中，1971年影響頻數(shù)最多，有 15個(gè)（3個(gè) TD、3個(gè) STS、5個(gè) TY、2個(gè)STY、2個(gè) SuperTY），其次為 1973年，有 13個(gè)（2個(gè) TD、5個(gè) STS、5個(gè) TY、1個(gè) SuperTY）。2004年是1949年以來首個(gè)無TC影響海南島的年份，是唯一的“空臺(tái)”年。共有142個(gè)TC登陸海南島（圖2），平均每年約 1.97個(gè) TC。其中，1971年為年登陸頻數(shù)最多的年份（共6個(gè)TC登陸海南島，分別為2個(gè)TS、3個(gè)STS、1個(gè)TY），與年影響頻數(shù)最多年份一致。登陸海南島的TC頻數(shù)以TY和TD強(qiáng)度等級居多，分別有38個(gè)和37個(gè)，占登陸TC總數(shù)的26.76%和26.06%（表1）。只有3個(gè)STY和2個(gè)SuperTY強(qiáng)度的TC登陸海南島，占登陸TC總數(shù)的2.11%和1.41%。2個(gè)SuperTY分別是1973年9月登陸的7314號臺(tái)風(fēng)“瑪琪”和2014年7月登陸的1409號臺(tái)風(fēng)“威馬遜”。進(jìn)入21世紀(jì)以來，共有3個(gè)STY以上強(qiáng)度的TC登陸海南島，而2000年以前只有2例。共有 7年無 TC登陸海南島，分別是 1959、1969、1982、1997、1999、2004和2012年。

圖1 影響海南島的不同強(qiáng)度等級熱帶氣旋逐年頻數(shù)（1949—2020年）

圖2 登陸海南島的不同強(qiáng)度等級熱帶氣旋逐年頻數(shù)（1949—2020年）

表1 不同強(qiáng)度等級熱帶氣旋登陸海南島頻數(shù)（1949—2020）

按年代統(tǒng)計(jì)影響和登陸海南島的TC數(shù)量，由圖3-a可見，1990年以前，影響海南島的TC數(shù)量每 10 a可達(dá) 80～90個(gè)，1991年以后，每 10 a的TC數(shù)量為60個(gè)左右，結(jié)果表明，影響海南島的TC數(shù)量下降趨勢明顯，平均每10 a下降4.857個(gè)，通過了信度0.05的顯著性檢驗(yàn)。而登陸海南島的TC數(shù)量下降趨勢不明顯，每10 a的登陸TC數(shù)量為20個(gè)左右，未通過信度0.05的顯著性檢驗(yàn)。進(jìn)一步分析影響海南島的TC數(shù)量下降趨勢主要由哪些強(qiáng)度等級的TC造成。結(jié)果表明，TD及TY強(qiáng)度以上類別的TC下降趨勢最為明顯（圖3-b），而影響海南島的TS數(shù)量呈明顯上升趨勢，平均每10 a 上升 1.642 9 個(gè)。

圖3 影響和登陸海南島的熱帶氣旋總頻數(shù)年代際變化（a）及影響海南島不同強(qiáng)度等級熱帶氣旋頻數(shù)年代際變化（b）

登陸海南島的TC頻數(shù)月際分布如圖4所示。登陸TC最早發(fā)生在 4月(2008-4-18，0801號臺(tái)風(fēng)“浣熊”在文昌市龍樓鎮(zhèn)登陸)，最晚是11月 (1950-11-23，5040號臺(tái)風(fēng)“Delilah”在萬寧市登陸)。每年1—3月和12月尚無 TC登陸，6—10月是TC登陸頻發(fā)期，占全年登陸總個(gè)數(shù)的90.14%, 其中 7—9月尤為集中, 9月達(dá)到峰值，多達(dá)36個(gè)。另外，STY和SuperTY在7月和9月登陸海南島，TD在4—11月均有個(gè)例登陸。

圖4 登陸海南島的熱帶氣旋逐月頻數(shù)（1949—2020 年）

2.2 影響海南島熱帶氣旋的路徑和強(qiáng)度等級的空間分布 圖5為影響海南島TC路徑分布頻數(shù)圖。影響及登陸海南島TC主要途經(jīng)17°～19°N、110°～112°E的矩形區(qū)域接近海南島東南部，穿過海南島南半部以后進(jìn)入北部灣海面。此外，海南島東北角、瓊州海峽和雷州半島一帶也有TC路徑分布高頻區(qū)，表明部分TC在海南文昌市一帶登陸并西北行進(jìn)入瓊州海峽。

影響海南島不同強(qiáng)度等級的TC地理分布頻數(shù)如圖6所示。TD、TS和STS強(qiáng)度等級的TC地理分布較為相似，高頻區(qū)位于海南島東南部至西沙群島，以及北部灣一帶海面（圖6-a、b、c），與影響TC路徑分布頻數(shù)（圖5）相似，說明這 3類TC通常以西北行路徑登陸海南島東南部并穿越，隨后進(jìn)入北部灣TY強(qiáng)度等級的的TC主要分布于南海北部和海南島南部（圖6-d）。STY和SuperTY等級的TC主要活動(dòng)于海南島東部海面至海南島東北部陸地（圖6-e、f），如7314號臺(tái)風(fēng)“瑪琪”和1409號臺(tái)風(fēng)“威馬遜”以SuperTY強(qiáng)度登陸海南島東北半部，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力17級。

圖5 影響海南島的熱帶氣旋路徑頻數(shù)空間分布（1949—2020年）

圖6 影響和登陸海南島的不同等級熱帶氣旋空間分布（1949—2020年）a.熱帶低壓；b.熱帶風(fēng)暴；c.強(qiáng)熱帶風(fēng)暴；d.臺(tái)風(fēng)；e.強(qiáng)臺(tái)風(fēng)；f.超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

2.3 登陸海南島熱帶氣旋歷時(shí)和強(qiáng)度等級變化 不同強(qiáng)度等級TC登陸海南島以后，穿越島嶼所經(jīng)歷的時(shí)間有所區(qū)別。圖7為登陸強(qiáng)度等級的TC穿越海南島歷時(shí)分布圖，結(jié)果表明，較弱的TC，如TD和TS強(qiáng)度的平均歷時(shí)最長，分別為13.1、13.5 h，STS、TY和 STY以上強(qiáng)度的 TC登陸歷時(shí)明顯減少，平均歷時(shí)分別為8.9、7.4、9.7 h，總體平均歷時(shí)10.8 h。其中，2010-10-07凌晨于海南島東方市登陸的一次熱帶低壓在海南島上逗留時(shí)間最長（歷時(shí)達(dá) 72 h），2010-10-10 凌晨從海南島東北部重新入海，引發(fā)海南島大范圍持續(xù)性強(qiáng)降水[29]。其次是以TD等級2次登陸海南島的7619號臺(tái)風(fēng)“艾利斯”和0114號臺(tái)風(fēng)“菲特”，前后歷時(shí)59 h。其中“菲特”為1949年以來影響海南島時(shí)間最長的南海土臺(tái)風(fēng)，2001-08-27在南海生成后即開始影響海南島，2001-08-29 17:00 登陸海南省文昌市，向西北方向移動(dòng)進(jìn)入北部灣，2001-08-31 11:00登陸廣西北海，而后向東移動(dòng)穿越雷州半島，再向南折，繞海南島迴旋運(yùn)動(dòng)，2001-09-10 05:00 再次登陸海南省三亞市，隨后緩慢減弱消亡，2001-09-12結(jié)束，影響時(shí)間長達(dá)16 d。7705號、8415號、8934號、9033號、9612號和0016號等臺(tái)風(fēng)在海南島僅駐留了1～3 h。

圖7 登陸海南島熱帶氣旋歷時(shí)分布（1949—2020 年）

TC登陸后重新入海以前時(shí)次與登陸時(shí)次的強(qiáng)度等級差值見表2。結(jié)果表明，TC登陸時(shí)強(qiáng)度越弱（強(qiáng)），越有可能在穿越海南島時(shí)強(qiáng)度維持（衰減）。TC在穿越海南島出現(xiàn)強(qiáng)度等級衰減時(shí)，TD級別的比率為23%，而TY強(qiáng)度和STY強(qiáng)度的比率為47%和89%，其中，部分TC的強(qiáng)度等級衰減速率較大，如6024號、6313號、7017號、7129號和0320號臺(tái)風(fēng)，登陸前后強(qiáng)度變化值達(dá)到15 m·s-1。該結(jié)果與影響TC強(qiáng)度等級分布（圖6）一致，說明登陸海南島時(shí)強(qiáng)度較弱的TC易于穿越海南島進(jìn)入北部灣海面。

表2 熱帶氣旋登陸海南島后的強(qiáng)度等級變化比率（1949—2020年）

2.4 影響海南島熱帶氣旋的生成源地 圖8-a 為影響海南島TC的生成源地總體分布頻數(shù)圖。結(jié)果表明，源地主要集中在2個(gè)海區(qū)：一是南海東北部海面，高發(fā)中心位于 14°～20°N、112°～119°E區(qū)域之間；二是菲律賓以東至加羅林群島之間洋面，高發(fā)中心位于 10°～14°N、127°～132°E 區(qū)域之間。

圖8 影響海南島熱帶氣旋生成源地總體分布頻數(shù)和總體空間分布（1949—2020）

對TC影響海南島期間所達(dá)到的最大強(qiáng)度等級進(jìn)行類別劃分，分別統(tǒng)計(jì)不同類別TC的生成源地空間分布。結(jié)果表明，影響海南期間強(qiáng)度越弱（強(qiáng)）的TC，其生成源地分布越接近（遠(yuǎn)離）海南島陸地。其中，影響海南的TD和TS強(qiáng)度等級TC主要源于海南島東部至西沙群島之間海域（圖8-b、c），較強(qiáng)的TC往往源自西北太平洋（圖8-d、e）。

3 討 論

已有研究結(jié)果顯示，我國登陸TC頻數(shù)總體呈下降趨勢[9]，影響海南島TC的數(shù)量也在減少[30]，本研究結(jié)果表明，影響海南島的TC數(shù)量有明顯下降趨勢，平均每 10 a下降 4.857個(gè)，其中 TD及TY強(qiáng)度以上類別的TC下降趨勢最明顯，而影響海南島的TS數(shù)量則呈明顯上升趨勢。

登陸海南島TC數(shù)量下降趨勢不顯著，其原因可能是呈2 a振蕩周期的西北太平洋西部熱力狀態(tài)影響了登陸我國的TC生成源地分布，進(jìn)而影響了TC登陸我國的時(shí)空分布；相對而言，南海海表溫度通常較高，未呈現(xiàn)明顯的時(shí)空分布變化，使得登陸海南島TC生成源地分布變化不明顯，因此導(dǎo)致登陸海南島TC數(shù)量下降趨勢不顯著[9,21,31]。6—10月是TC登陸海南島的頻發(fā)期，9月達(dá)到峰值，多達(dá)36個(gè)TC，而我國登陸TC頻數(shù)的峰值月份是8月[9]。上述結(jié)果表明，影響和登陸我國TC存在區(qū)域化特征和規(guī)律。盡管影響海南島的TY強(qiáng)度以上類別TC數(shù)量下降趨勢明顯，但進(jìn)入21世紀(jì)以來，共有3個(gè)STY以上強(qiáng)度的TC登陸海南島，而2000年以前只有2例，該結(jié)果與已有研究結(jié)果指出的登陸我國的高強(qiáng)度TC數(shù)量呈增加趨勢一致[9,32]。

TC登陸海南島后重新入海，總體平均歷時(shí)10.8 h，明顯少于廣西和廣東省的TC陸上維持時(shí)間（16 h 和 26 h），該結(jié)果可能與海南島陸地面積較小且四周環(huán)海有關(guān)。與TC登陸我國時(shí)越強(qiáng)、衰減得越明顯的結(jié)論一致[11]，TC登陸海南島時(shí)強(qiáng)度越弱（強(qiáng)），越有可能在穿越海南島時(shí)強(qiáng)度維持（衰減）。因此，強(qiáng)度較弱的TC常以西北行路徑穿越海南島進(jìn)入北部灣海面。

影響海南的強(qiáng)度較強(qiáng)TC往往源自西北太平洋，說明廣闊的海洋熱力作用對于TC發(fā)展至關(guān)重要[33]。強(qiáng)度較弱的TC主要源于海南島東部至西沙群島之間海域，南?！巴僚_(tái)風(fēng)”生成源地距離陸地較近，較短的生命史不利于其自身強(qiáng)度發(fā)展。

4 結(jié) 論

（1）影響海南島TC的數(shù)量下降趨勢明顯，平均每10 a下降4.857個(gè)，其中TD及TY強(qiáng)度以上類別的TC下降趨勢最為明顯，影響海南島的TS數(shù)量則呈明顯上升趨勢，登陸海南島TC數(shù)量下降趨勢不顯著。

（2）6—10月是TC登陸海南島的頻發(fā)期，占全年登陸總個(gè)數(shù)的 90.14%, 其中 7—9月尤為集中, 9月達(dá)到峰值，多達(dá)36個(gè)TC。

（3）影響及登陸海南島TC主要途經(jīng)17°～19°N、110°～112°E 的矩形區(qū)域接近海南島東南部。另一高頻區(qū)位于海南東北部與瓊州海峽。TD、TS和STS強(qiáng)度等級的TC主要活動(dòng)于海南島東南部至西沙群島一帶海面，TY以上強(qiáng)度的TC主要分布于海南島東部至南海北部一帶海面。

（4）TC登陸海南島后重新入海，總體平均歷時(shí)10.8 h。其中，強(qiáng)度較弱的TC，如TD和TS平均歷時(shí)最長，可達(dá)13 h以上，而STS強(qiáng)度以上的TC平均歷時(shí)為8～9 h。TC登陸海南島時(shí)強(qiáng)度越弱（強(qiáng)），越有可能在穿越海南島時(shí)強(qiáng)度維持（衰減）。

（5）影響海南島的較弱強(qiáng)度TC生成源地主要集中在南海東北部海面，較強(qiáng)TC主要源自菲律賓以東至加羅林群島之間的洋面。