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摘要 利用水文站1960—2018年雨量观测资料和台风资料,分析了影响新昌台风的降雨时空变化特征。结果表明,近58年来影响新昌台风个数呈增加趋势,从1960—1969年15个增加到2010—2018年26个;在5—10月均有台风影响新昌,7、8、9月是台风影响新昌的主要月份,分别达22、49、32个;新昌东南部是台风影响过程降雨最严重的地区,台风影响过程最大降雨量可达500 mm以上;在福建北部到浙江南部登陆的台风出现过程雨量200 mm以上的大暴雨概率最大,东部地区可达35%以上。该研究可为提高防灾减灾精细化管理提供技术支撑。
关键词 台风;暴雨;概率;变化特征
浙江省新昌县地处我国东部沿海,台风是影响该县最严重的自然灾害之一。每年7—10月受台风影响,暴雨袭击频繁,期间降雨量占全年的28.9%。新昌县境内大部分地区地势峻陡,河源短,河道狭窄,汇流时间短,下泄流速大,极易导致山洪骤发和局部性洪灾发生,给农业生产造成严重损失。
台风暴雨作为台风的主要致灾因子[1-2],相关时空变化研究已引起了国内外学者的关注,但现有研究以国家气象站观测资料为基础、县级区域作为基本单元分析台风暴雨特征[3-5],为从宏观层面做好台风暴雨防御工作提供了技术支撑。随着社会经济发展,社会公众对自然灾害管理提出了更高要求,开展台风暴雨灾害的精细化研究,有利于进一步提高自然灾害管理水平、夯实防灾减灾基础[6]。笔者分析新昌县台风的时空分布特征,一方面可以在台风灾害影响前及时明确重点防灾区域;另一方面为因地制宜采取工程性措施降低灾害风险,并为防灾工程的设计标准提供科学依据,以防御台风灾害。
1资料与方法
1.1资料来源
台风资料来自浙江省气象网络中心台风数据库。1960—2018年新昌县35个水文站雨量观测资料来自新昌水文站。以台风影响期间,新昌县35个水文站中至少有1个水文站观测到过程雨量在30 mm以上为标准定义为影响新昌县台风,1960—2018年共有122个影响新昌县台风。
1.2研究方法
利用广义极值分布(Generalized Extreme Value)[7]计算台风影响过程各水文站过程雨量100、200、300、400 mm出现概率,3、6、12、24 h不同等级最大降雨量的出现概率,利用ArcGIS和DEM数据绘制空间分布图。
2结果与分析
2.1影响新昌台风时间变化特征
分别统计1960—1969年、1970—1979年、1980—1989年、1990—1999年、2000—2009年、2010—2018年影响新昌县的台风数量(图1)。从1960—1969年到2010—2018年,各年代影响新昌县的台风数量在显著增加,线性增加率为2.7个/10年。在20世纪60年代,每年平均影响台风1.5个,2000年以来增加到每年平均影响台风2.6个。
影响新昌最早的台风是2006年第1号热带风暴(珍珠)。该台风于2006年5月18日在广东省饶平至澄海间沿海登陆,受其影响新昌县5月17—18日全县平均降雨量为60.4 mm。影响新昌最迟的台风是2017年第20号台风“卡努”。该台风于2007年10月16日在广东湛江徐闻沿海登陆,受其影响,10月14—17日,全县面雨量59.9 mm。
从图2可以看出,8月是影响新昌县台风数量最多的月份,达49个,其次是9月,有32个,5月最少,仅2个。
2.2影响新昌县台风路径
影响新昌的台风路径可分为4类(图3):A类是在浙江中北部登陆,这类台风对新昌影响最大,经常给新昌带来全县范围的大风、暴雨;B类是在浙江南部到福建北部一带登陆,这类台风对新昌影响仅次于A类,经常给新昌东部和南部带来暴雨;C类是在福建中部及以南一带登陆,这类台风北上后和冷空气结合,会给新昌带来大雨甚至暴雨;D类在浙江沿海北上,给新昌带来的风雨与离沿海距离有关。122个台风中A类路径22个,B类路径23个,C类路径34个,D类路径43个。
2.3各地历年台风影响过程降雨量的空间分布特征
影响新昌县台风过程降雨量空间分布呈现明显的区域性变化特征:从东南部向西北部递减。新昌县东南部地区台风影响过程最大降雨量可达500 mm以上,西北部在250 mm以下(图4a)。新昌县东南部部分地区台风影响过程最大降雨量在100、200、300 mm以上的概率分别达50%、20%、8%以上(图4b~d)。
2.4各地历年台风影响过程不同累积时间最大降雨量的空间分布特征
新昌县台风影响过程6、12和24 h最大降雨量自东向西递减,东部地区6、12和24 h最大降雨量分别可达200、300、350 mm以上,3 h最大降雨量东部和北部可达100 mm以上(图5)。新昌县东部为天台山余脉,北部为四明山,台风降水云系易受地形作用加强而形成短时强降水。
2.5不同台风路径降雨量的空间分布特征
从图6可以看出,A、B、C类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率自东南向西北递减。D类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率最大值出现在东北部。4类台风路径中以B类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率最大,其次是A类台风路径,D类台风路径最小。
3结论
利用水文站1960—2018年观测资料和122个影响新昌台风资料,分析了影响新昌台风的降雨时空变化特征。
(1)近58年来影响新昌台风个数呈增加趋势,在20世纪60年代,每年平均影响台风1.5个,2000年以来增加到每年平均影响台风2.6个。在5—10月均有台风影响新昌,其中8月是影响新昌台风数量最多的月份,其次是9月。
(2)新昌东南部是台风影响过程降雨最严重的地区,台风影响过程最大降雨量可达500 mm以上,新昌县台风影响过程3、6、12和24 h最大降雨量分别达100、200、300、350 mm以上。
(3)影响新昌4类路径台风中以B类台风路径出现过程雨量200 mm以上的大暴雨出现概率最大,东部地区可达35%以上;其次是A类台风路径,东部地区可达25%以上;C类台风路径较小,东部地区最大在12%~14%;D类台风路径最小,东部地区最大在5%~6%。
参考文献
[1] 陈海燕,严洌娜,娄伟平,等.热带气旋致灾因子综合影响强度评估指标研究[J].热带气象学报,2011,27(1):139-144.
[2] 娄伟平,陈海燕,邱新法,等.基于粒子群优化神经网络的台风灾情定量评估[J].自然灾害学报,2010,19(4):135-140.
[3] 徐伟,杨晓月,徐菁,等.近60 a上海金山地区暴雨的气候变化特征及暴雨雨量风险评估研究[J]. 暴雨灾害,2019,38(2):83-88.
[4] 陆桂荣,王文,郑美琴,等.海南台风暴雨的时空分布特征[J]. 大气科学学报,2015,38(5):710-715.
[5] 何泽仕,郑巧雅,徐曹越,等.1960—2013年福建省台风暴雨时空特征研究[J].人民珠江,2019(3):1-8,18.
[6] 聶清如.夯实综合减灾基础 筑牢平安樟树根基[J]. 中国减灾,2018(23):54-55.
[7] 司波,余锦华,丁裕国.四川盆地短历时强降水极值分布的研究[J].气象科学,2012,32(4):403-410.
责任编辑:郑丹丹
关键词 台风;暴雨;概率;变化特征
浙江省新昌县地处我国东部沿海,台风是影响该县最严重的自然灾害之一。每年7—10月受台风影响,暴雨袭击频繁,期间降雨量占全年的28.9%。新昌县境内大部分地区地势峻陡,河源短,河道狭窄,汇流时间短,下泄流速大,极易导致山洪骤发和局部性洪灾发生,给农业生产造成严重损失。
台风暴雨作为台风的主要致灾因子[1-2],相关时空变化研究已引起了国内外学者的关注,但现有研究以国家气象站观测资料为基础、县级区域作为基本单元分析台风暴雨特征[3-5],为从宏观层面做好台风暴雨防御工作提供了技术支撑。随着社会经济发展,社会公众对自然灾害管理提出了更高要求,开展台风暴雨灾害的精细化研究,有利于进一步提高自然灾害管理水平、夯实防灾减灾基础[6]。笔者分析新昌县台风的时空分布特征,一方面可以在台风灾害影响前及时明确重点防灾区域;另一方面为因地制宜采取工程性措施降低灾害风险,并为防灾工程的设计标准提供科学依据,以防御台风灾害。
1资料与方法
1.1资料来源
台风资料来自浙江省气象网络中心台风数据库。1960—2018年新昌县35个水文站雨量观测资料来自新昌水文站。以台风影响期间,新昌县35个水文站中至少有1个水文站观测到过程雨量在30 mm以上为标准定义为影响新昌县台风,1960—2018年共有122个影响新昌县台风。
1.2研究方法
利用广义极值分布(Generalized Extreme Value)[7]计算台风影响过程各水文站过程雨量100、200、300、400 mm出现概率,3、6、12、24 h不同等级最大降雨量的出现概率,利用ArcGIS和DEM数据绘制空间分布图。
2结果与分析
2.1影响新昌台风时间变化特征
分别统计1960—1969年、1970—1979年、1980—1989年、1990—1999年、2000—2009年、2010—2018年影响新昌县的台风数量(图1)。从1960—1969年到2010—2018年,各年代影响新昌县的台风数量在显著增加,线性增加率为2.7个/10年。在20世纪60年代,每年平均影响台风1.5个,2000年以来增加到每年平均影响台风2.6个。
影响新昌最早的台风是2006年第1号热带风暴(珍珠)。该台风于2006年5月18日在广东省饶平至澄海间沿海登陆,受其影响新昌县5月17—18日全县平均降雨量为60.4 mm。影响新昌最迟的台风是2017年第20号台风“卡努”。该台风于2007年10月16日在广东湛江徐闻沿海登陆,受其影响,10月14—17日,全县面雨量59.9 mm。
从图2可以看出,8月是影响新昌县台风数量最多的月份,达49个,其次是9月,有32个,5月最少,仅2个。
2.2影响新昌县台风路径
影响新昌的台风路径可分为4类(图3):A类是在浙江中北部登陆,这类台风对新昌影响最大,经常给新昌带来全县范围的大风、暴雨;B类是在浙江南部到福建北部一带登陆,这类台风对新昌影响仅次于A类,经常给新昌东部和南部带来暴雨;C类是在福建中部及以南一带登陆,这类台风北上后和冷空气结合,会给新昌带来大雨甚至暴雨;D类在浙江沿海北上,给新昌带来的风雨与离沿海距离有关。122个台风中A类路径22个,B类路径23个,C类路径34个,D类路径43个。
2.3各地历年台风影响过程降雨量的空间分布特征
影响新昌县台风过程降雨量空间分布呈现明显的区域性变化特征:从东南部向西北部递减。新昌县东南部地区台风影响过程最大降雨量可达500 mm以上,西北部在250 mm以下(图4a)。新昌县东南部部分地区台风影响过程最大降雨量在100、200、300 mm以上的概率分别达50%、20%、8%以上(图4b~d)。
2.4各地历年台风影响过程不同累积时间最大降雨量的空间分布特征
新昌县台风影响过程6、12和24 h最大降雨量自东向西递减,东部地区6、12和24 h最大降雨量分别可达200、300、350 mm以上,3 h最大降雨量东部和北部可达100 mm以上(图5)。新昌县东部为天台山余脉,北部为四明山,台风降水云系易受地形作用加强而形成短时强降水。
2.5不同台风路径降雨量的空间分布特征
从图6可以看出,A、B、C类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率自东南向西北递减。D类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率最大值出现在东北部。4类台风路径中以B类台风路径过程雨量200 mm以上的出现概率最大,其次是A类台风路径,D类台风路径最小。
3结论
利用水文站1960—2018年观测资料和122个影响新昌台风资料,分析了影响新昌台风的降雨时空变化特征。
(1)近58年来影响新昌台风个数呈增加趋势,在20世纪60年代,每年平均影响台风1.5个,2000年以来增加到每年平均影响台风2.6个。在5—10月均有台风影响新昌,其中8月是影响新昌台风数量最多的月份,其次是9月。
(2)新昌东南部是台风影响过程降雨最严重的地区,台风影响过程最大降雨量可达500 mm以上,新昌县台风影响过程3、6、12和24 h最大降雨量分别达100、200、300、350 mm以上。
(3)影响新昌4类路径台风中以B类台风路径出现过程雨量200 mm以上的大暴雨出现概率最大,东部地区可达35%以上;其次是A类台风路径,东部地区可达25%以上;C类台风路径较小,东部地区最大在12%~14%;D类台风路径最小,东部地区最大在5%~6%。
参考文献
[1] 陈海燕,严洌娜,娄伟平,等.热带气旋致灾因子综合影响强度评估指标研究[J].热带气象学报,2011,27(1):139-144.
[2] 娄伟平,陈海燕,邱新法,等.基于粒子群优化神经网络的台风灾情定量评估[J].自然灾害学报,2010,19(4):135-140.
[3] 徐伟,杨晓月,徐菁,等.近60 a上海金山地区暴雨的气候变化特征及暴雨雨量风险评估研究[J]. 暴雨灾害,2019,38(2):83-88.
[4] 陆桂荣,王文,郑美琴,等.海南台风暴雨的时空分布特征[J]. 大气科学学报,2015,38(5):710-715.
[5] 何泽仕,郑巧雅,徐曹越,等.1960—2013年福建省台风暴雨时空特征研究[J].人民珠江,2019(3):1-8,18.
[6] 聶清如.夯实综合减灾基础 筑牢平安樟树根基[J]. 中国减灾,2018(23):54-55.
[7] 司波,余锦华,丁裕国.四川盆地短历时强降水极值分布的研究[J].气象科学,2012,32(4):403-410.
责任编辑:郑丹丹