影響淮河流域的臺風(fēng)統(tǒng)計特征分析

梁樹獻 馮志剛 程興無 徐 勝

（淮河水利委員會水文局（信息中心） 蚌埠 233001）

1 引言

中國是世界上受臺風(fēng)影響最嚴(yán)重的國家之一，近年來，在全球氣候變暖的背景下，極端天氣氣候事件的頻發(fā)使我國臺風(fēng)防御形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，隨著我國經(jīng)濟社會的持續(xù)快速發(fā)展，對臺風(fēng)防御工作也提出了更高的要求。

淮河流域地處我國東部，包含山東、江蘇2個沿海省份，每年夏季，受臺風(fēng)影響，在流域內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)臺風(fēng)暴雨，造成山洪爆發(fā)、山體滑坡、泥石流、洪澇泛濫等嚴(yán)重的自然災(zāi)害。影響淮河流域的1975年第3號臺風(fēng)“尼娜”造成河南省板橋水庫等62座水庫潰壩，直接損失超過百億元。2000年8月，受12號臺風(fēng)“派比安”影響，沂沭河中下游出現(xiàn)特大暴雨降水，最大降水響水口站降水828mm，造成江蘇省響水縣城鄉(xiāng)積水深達(dá)1.4m，縣城被洪水圍困72小時，死傷數(shù)十人，縣城經(jīng)濟損失達(dá)9億多元。2005年13號臺風(fēng)“泰利”造成大別山區(qū)特大暴雨降水，最大降水響洪甸683mm，在流域大別山區(qū)造成山洪和泥石流次生災(zāi)害，582萬人受災(zāi)。

因此，統(tǒng)計分析影響淮河流域的臺風(fēng)的主要特征，為防臺風(fēng)決策部門提供參考，以便更有效地做好淮河流域的臺風(fēng)防御工作。

2 資料來源

臺風(fēng)資料來源于中央氣象臺編制的1950～2015年《臺風(fēng)年鑒》，降水資料為淮河流域水情逐日降水資料。

影響流域的臺風(fēng)是指受臺風(fēng)直接或間接影響，在流域范圍內(nèi)產(chǎn)生日面降水量大于或等于3mm或小范圍內(nèi)有5個站出現(xiàn)10mm以上的降水。

根據(jù)《熱帶氣旋等級》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19201-2006），熱帶氣旋分為六個等級：熱帶低壓（中心最大風(fēng)速為10.8～17.1 m/s）、熱帶風(fēng)暴（最大風(fēng)速為 17.2～24.4m/s）、強熱帶風(fēng)暴（最大風(fēng)速為24.5～32.6m/s）和臺風(fēng)（最大風(fēng)速32.7～41.4m/s）、強臺風(fēng)（最大風(fēng)速 41.5～50.9m/s）、超強臺風(fēng)（最大風(fēng)速≥51.0m/s）。為便于描述，除特別說明外，本文都統(tǒng)稱為臺風(fēng)。

3 影響淮河流域臺風(fēng)年際變化

統(tǒng)計1950～2015年影響淮河流域的臺風(fēng)（圖1），共111個臺風(fēng)影響淮河流域，平均每年約1.7個臺風(fēng)影響流域。年影響流域臺風(fēng)個數(shù)最多為4個，相應(yīng)年份為1956年、1985年、1990年、1994年、2000年、2005年。有8年（1955年、1957年、1963年、1979年、1983年、1993年、2003年、2011年）沒有臺風(fēng)影響淮河流域。

圖1 1950～2015年影響淮河流域的臺風(fēng)圖

影響流域的臺風(fēng)主要集中在夏季7～9月份，占全部影響臺風(fēng)數(shù)的93.9%，7～9月份影響流域的臺風(fēng)分別為24、55、28個，占影響流域臺風(fēng)數(shù)據(jù)的24.1%、48.2%和24.6%。5月、6月、10月、11月分別有 1個、3個、3個、1個臺風(fēng)影響流域。1～4月和12月沒有臺風(fēng)影響淮河流域。

按年代統(tǒng)計影響淮河流域的臺風(fēng)個數(shù)，分析各年代影響淮河流域臺風(fēng)頻次的年代際變化。結(jié)果為：20世紀(jì)50年代15個，60年代17個，70年代17個，80年代19個，90年代 19個，2000～2009年 18個，2010～2015年 10個。說明20世紀(jì)50年代影響流域臺風(fēng)數(shù)最少，其他年代際影響流域臺風(fēng)頻次處于相對平穩(wěn)的波動狀態(tài)。特別是近20年來氣候變暖的大背景下，影響流域臺風(fēng)的頻次沒有明顯增加。

影響流域最早臺風(fēng)為1961年第4號臺風(fēng)，該臺風(fēng)5月21日8時在菲律賓東部洋面上生成，分別于5月26日23時和27日21時登陸臺灣省、福建省，登陸后減弱向東北向移動，受臺風(fēng)倒槽影響，5月27日，沂沭河出現(xiàn)暴雨降水。影響流域最晚臺風(fēng)為1972年第20號臺風(fēng)，該臺風(fēng)于11月2日20時在太平洋關(guān)島附近洋面生成，11月8日先后登陸海南省、廣東省，登陸后向東北向移動。11月8～9日，受臺風(fēng)外圍環(huán)流影響，沿淮及以南出現(xiàn)大～暴雨。

影響流域的臺風(fēng)中，有5個臺風(fēng)在我國南海生成，分別為1960年第1號臺風(fēng)、1974年第12號臺風(fēng)、1997年第10號臺風(fēng)、2000年第4號臺風(fēng)、2010年第6號臺風(fēng)，其余臺風(fēng)均為西太平洋生成。

4 影響淮河流域臺風(fēng)移動路徑特征

4.1 臺風(fēng)移動路徑分類

陳玉林等在《登陸我國臺風(fēng)研究概述》中，按照臺風(fēng)登陸后相對于登陸前移向的改變，將登陸臺風(fēng)的路徑分為6類，對于影響淮河流域的臺風(fēng)的移動路徑，大致可以分成四大類：Ⅰ類是登陸后西行臺風(fēng)，即臺風(fēng)在我國東南沿海省份登陸后，繼續(xù)向偏西向移動，移動路徑一直處于淮河流域南側(cè)，臺風(fēng)倒槽影響流域產(chǎn)生降水（圖2-a）；Ⅱ類是登陸后移經(jīng)流域臺風(fēng)，即臺風(fēng)登陸后向偏北向移動，臺風(fēng)中心移經(jīng)流域或在流域內(nèi)減弱消失（圖2-b）；Ⅲ類是登陸后轉(zhuǎn)向東北，從長江下游移出，臺風(fēng)外圍環(huán)流影響流域降水（圖2-c）；Ⅳ類是沿海轉(zhuǎn)向臺風(fēng)，即臺風(fēng)不登陸，從我國近海北上或沿海轉(zhuǎn)向，臺風(fēng)外圍環(huán)流流域影響降水（圖2-d）。

圖2 影響淮河流域的臺風(fēng)移動路徑圖

統(tǒng)計分析影響流域的臺風(fēng)移動路徑，I類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類臺風(fēng)分別占影響流域臺風(fēng)的32.1%、37.6%、18.3%、11.9%，移經(jīng)流域的臺風(fēng)數(shù)最多，其次為登陸西行的臺風(fēng)，沿海轉(zhuǎn)向臺風(fēng)數(shù)最少。

4.2 臺風(fēng)登陸區(qū)域統(tǒng)計特征

統(tǒng)計分析表明：登陸臺風(fēng)占全部影響流域臺風(fēng)的82.1%，其中登陸福建省和浙江省影響流域的臺風(fēng)數(shù)最多，占所有影響流域臺風(fēng)的74.1%。其中登陸福建省影響流域的臺風(fēng)數(shù)有52個為最多，占登陸臺風(fēng)數(shù)的52.5%（其中41個首次登陸臺灣、再次登陸福建，11個直接登陸福建），其次為從浙江省登陸的臺風(fēng)為31個，占登陸臺風(fēng)數(shù)的31.3%（其中26個首次登陸臺灣再次登陸浙江，5個直接登陸浙江）。登陸廣東省影響流域臺風(fēng)數(shù)為8個，占登陸臺風(fēng)的8.1%，登陸海南省影響流域降水的臺風(fēng)為1個。登陸上海、江蘇省影響流域臺風(fēng)分別為2個、5個。

從福建省登陸影響流域的臺風(fēng)，I類臺風(fēng)數(shù)最多，占從福建省登陸臺風(fēng)數(shù)的46.2%，其次為II類和Ⅲ類，分別占福建省登陸臺風(fēng)數(shù)36.5%和17.3%。從浙江省登陸的臺風(fēng)，I類、Ⅱ類、Ⅲ類分別占登陸浙江臺風(fēng)數(shù)的29%、48.4%、22.6%。由此說明登陸福建省影響流域的臺風(fēng)，登陸后西行臺風(fēng)數(shù)偏多（I類），登陸浙江省影響流域的臺風(fēng)，移經(jīng)流域的臺風(fēng)數(shù)偏多（II類）（圖 3）。

圖3 福建和浙江登陸影響淮河流域臺風(fēng)移動路徑圖

圖4 影響流域臺風(fēng)與西風(fēng)槽相互作用比圖

1950～2015年，直接從流域登陸的臺風(fēng)有2個，分別為1984年6號臺風(fēng)和2012年10號臺風(fēng)“達(dá)維”。1984年第6號臺風(fēng)7月31日20時登陸江蘇省如東縣，受該臺風(fēng)登陸影響，流域東部沿海出現(xiàn)中～大雨降水。2012年10號臺風(fēng)“達(dá)維”于8月2日21時登陸江蘇省響水縣，受該臺風(fēng)影響，8月2～3日，流域沂沭河水系出現(xiàn)大～暴雨降水。

5 淮河流域臺風(fēng)降水統(tǒng)計特征

仇永炎按照臺風(fēng)、河套西風(fēng)槽、日本海瀚海高壓、東南風(fēng)急流、弱冷空氣侵入將臺風(fēng)暴雨的天氣型分為相互作用型與非相互作用型。西風(fēng)槽或冷空氣等中緯度天氣系統(tǒng)與臺風(fēng)發(fā)生相互作用，引起其環(huán)流結(jié)構(gòu)的改變甚至變性發(fā)展，從而導(dǎo)致暴雨增幅；邊清河等研究“華北地區(qū)臺風(fēng)暴雨的統(tǒng)計特征分析臺風(fēng)”中指出臺風(fēng)北上過程中，渤海日本海高壓起阻擋作用，在華北南部形成東南或偏南急流，中緯度西風(fēng)槽在東移過程中減速并向南延伸，且不斷有弱冷空氣侵入臺風(fēng)。這就是中低緯系統(tǒng)的相互作用，也正是這種作用，使得系統(tǒng)移動緩慢，降水維持時間長，降雨強度加大，對臺風(fēng)暴雨起到了增幅作用。鈕學(xué)新等在“影響登陸臺風(fēng)降水量的主要因素分析”研究中認(rèn)為：弱冷空氣影響熱帶氣旋北側(cè)及外圍后，其北側(cè)強降水中心區(qū)域內(nèi)雨量變化不大。北側(cè)外圍雨量絕大部分地區(qū)有增加，過程雨量增加近一倍左右或以上。

5.1 臺風(fēng)與中緯度西風(fēng)槽相互作用分析

根據(jù)仇永炎的研究成果，結(jié)合臺風(fēng)影響流域降水期間的500hPa、850hPa地面歷史天氣圖，分析臺風(fēng)中心位置、中緯度西風(fēng)槽、河套—華北高壓脊，東北冷渦、東南（偏南風(fēng)急流）等氣象因子，統(tǒng)計出臺風(fēng)影響流域期間是否與中緯度西風(fēng)槽相互作用比例如圖4所示。由圖4可看出，111次影響流域臺風(fēng)中，非相互作用型70次，相互作用型41次，分別占37%、63%。其中I類臺風(fēng)影響流域降水是否與西風(fēng)槽相互作用的比例各占50%。II類臺風(fēng)非相互作用比例為65%，相互作用比例為35%。III類臺風(fēng)非相互作用比例為79%，遠(yuǎn)高于相互作用的21%的比例，Ⅳ類臺風(fēng)非相互作用比例也2倍于相互作用的臺風(fēng)數(shù)。由此說明，影響流域的臺風(fēng)中，登陸后向偏西向移動的臺風(fēng)，北方更容易有冷空氣南下與臺風(fēng)外圍環(huán)流結(jié)合；登陸后北上或沿海轉(zhuǎn)向臺風(fēng)，河套至華北地區(qū)多為高壓環(huán)流，阻擋了北方冷空氣的南下與臺風(fēng)外圍環(huán)流的結(jié)合。

表1 臺風(fēng)影響淮河流域降水均值統(tǒng)計表

5.2 臺風(fēng)影響流域降水量分析

表1為影響流域臺風(fēng)是否與中緯度西槽相互作用對淮河流域、淮河水系、沂沭泗水系產(chǎn)生的降水均值。由表1可以看出，每個臺風(fēng)影響流域產(chǎn)生的平均降水量為22mm，影響流域降水大的區(qū)域主要位于流域東部和淮南山區(qū)，50mm以上降水區(qū)域位于流域大別山區(qū)。與中緯度西風(fēng)槽相互作用產(chǎn)生的降水為29mm，比非相互作用18mm的降水偏多60%。

Ⅰ類臺風(fēng)影響流域降水均值為27mm，25mm以上降水主要位于流域沿淮及以南和沂沭河水系，其中大別山區(qū)降水量50mm以上。與西風(fēng)槽相互作用的流域降水量為34mm，比非相互作用的23mm偏多48%。Ⅱ類臺風(fēng)影響流域降水均值為29mm，25mm以上降水主要位于流域淮南山區(qū)及蚌埠以東區(qū)域，流域東部沿海及大別山區(qū)局地降水50mm以上。與西風(fēng)槽相互作用的流域降水量32mm，比非相互作用的24mm偏多33%。Ⅲ類臺風(fēng)影響流域降水為7mm，降水主要位于洪澤湖以東區(qū)域，里下河區(qū)降水25mm以上。Ⅲ類臺風(fēng)與西風(fēng)槽相互作用產(chǎn)生平均降水量為13mm，比非相互作用產(chǎn)生產(chǎn)生的降水5mm偏多160%。Ⅳ類臺風(fēng)影響流域降水強度最小為5mm，主要影響流域洪澤湖以東及沂沭河水系。與西風(fēng)槽相互作用產(chǎn)生的降水為10mm，明顯高于非相互作用的4mm的降水量。

Ⅰ類和Ⅲ類臺風(fēng)影響淮河水系產(chǎn)生的降水量高于沂沭泗水系的降水量，Ⅱ類和Ⅳ類臺風(fēng)影響沂沭泗的降水量高于淮河水系的降水量。

5.3 臺風(fēng)影響降水時間

臺風(fēng)緩慢北上或少動．使臺風(fēng)及其倒槽對這些地區(qū)影響時間長，可使雨量增加50%到1倍。

統(tǒng)計臺風(fēng)影響流域降水的起止日期，得出臺風(fēng)影響流域的時間均值為2.6天。Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和Ⅳ類臺風(fēng)影響流域的平均時間為2.7、2.9、2.3、2.1天。由此表明，Ⅱ類臺風(fēng)影響流域時間最長。

影響流域時間最長的臺風(fēng)為1989年第13號臺風(fēng)，影響降水降水時間為1989年8月3～8日，時間長達(dá)6天，該臺風(fēng)造成流域淮河中上游暴雨～大暴雨的降水過程，最大雨量桐柏站出現(xiàn)429mm降水，王家壩以上面雨量129mm。

6 結(jié)論

本文對1950～2015年影響淮河流域的臺風(fēng)統(tǒng)計分析，得出了影響流域臺風(fēng)的年際變化、移動路徑、登陸區(qū)域、降水分布及與中緯度系統(tǒng)的相互作用關(guān)系等特征。

（1）平均每年約1.7個臺風(fēng)影響流域。年影響流域臺風(fēng)個數(shù)最多4個，有8年沒有臺風(fēng)影響淮河流域。7～9月份影響臺風(fēng)占全部影響臺風(fēng)數(shù)的94%。近20年來氣候變暖的大背景下，影響流域臺風(fēng)的頻次沒有明顯增加趨勢。

（2）影響流域的臺風(fēng)路徑可分為4類，登陸后移經(jīng)流域臺風(fēng)數(shù)最多（Ⅱ類），其次為登陸后西行（Ⅰ類）和轉(zhuǎn)向東北臺風(fēng)（Ⅲ類），沿海轉(zhuǎn)向臺風(fēng)數(shù)最少（Ⅳ類）。

（3）登陸福建省、浙江省影響流域的臺風(fēng)數(shù)最多，占影響流域臺風(fēng)數(shù)的74.1%。登陸福建省影響流域的臺風(fēng)，I類臺風(fēng)數(shù)偏多（I類），登陸浙江省影響流域的臺風(fēng)，II類臺風(fēng)數(shù)偏多。

（4）臺風(fēng)影響流域降水均值為22mm。Ⅱ類臺風(fēng)對流域降水影響最大，略高于登陸西行臺風(fēng)，Ⅳ類臺風(fēng)影響流域降水強度最小。

（5）影響流域的臺風(fēng)中與西風(fēng)槽相互作用的比例為37%。影響流域臺風(fēng)與西風(fēng)槽相互作用產(chǎn)生的降水比非相互作用產(chǎn)生的降水偏多60%。Ⅰ類和Ⅲ類臺風(fēng)對影響淮河水系產(chǎn)生的降水量要高于沂沭泗水系的降水量，Ⅱ類和Ⅳ類臺風(fēng)影響沂沭泗水系的降水量高于淮河水系的降水量■