1949—2020年影响青岛的热带气旋气候特征.pdf

68生态环境保护治理ECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION19492020 年影响青岛的热带气旋气候特征 文/马艳 郭丽娜 郝燕基金项目：青岛沿海地区大风预报预警技术研究与应用（2019qdqxz01）。作者简介：马艳，青岛市气象台台长，研究员，主要从事天气预报技术研究。摘要：利用19492020年中国台风年鉴和热带气旋资料，结合青岛地面气象观测记录，从热带气旋频数、周期、强度以及给青岛地区带来的降水等方面分析了影响青岛的热带气旋气候特征。分析表明：1）19492020年影响青岛的热带气旋个数整体呈现为减少的特点，热带气旋个数多呈现出了24a的显著变化周期。2）登陆转向和登陆北上类路径占8类影响青岛的热带气旋路径的47.9%，7月份影响青岛的热带气旋以登陆北上类型为主，9月份的以登陆转向类型为主。3）影响青岛的热带气旋强度整体呈现为减弱的特点，年代际变化特征明显。4）不同路径热带气旋带给青岛地区强降水具有空间差异性，登陆北上类热带气旋带给青岛地区最强的日降水量和过程降水量，近海转向类和远海影响类带来降水较小。关键词：热带气旋；青岛；气候特征Abstract:The climate characteristics of tropical cyclones affecting Qingdao during 1949-2020 were analyzed in the aspect of num-bers,period,intensity and precipitation caused by tropical cyclones by using Typhoon Yearbook,tropical cyclone data as well as surface observations in the region of Qingdao.The results show the numbers of tropical cyclone affecting Qingdao tended to decrease and took on the feature of 2 to 4a period mostly.The percentage of tracks of making landfall and then changing directions and making landfall then moving northward on 8 tropical cyclone tracks was 47.9%,the track of making landfall then moving northward was dominant in July and landing steering track mainly in September.The intensity of tropical cyclone affecting Qingdao took on weaken tendency and had clear decadal feature.During the period of tropical cyclone affecting Qingdao,the variation of the tropical cyclone strength was not obvious.There was clear spatial difference on heavy precipitation area for different tracks,the tropical cyclones with the track of making landfall then moving northward caused the strongest daily and process precipitation in the region of Qingdao.On the other hand,tropical cyclones with the track of offshore steering and the track at the ocean have less influence on the rainfall.Key words:Tropical cyclone;Qingdao;Climate characteristics69Protection and governance of ecological environment ECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION在全球气候正经历着一场以变暖为主要特征的变化过程中，热带气旋潜在破坏力、超强台风比例有明显增强和增多的趋势1，沿海和近海地区受到台风活动影响所带来的损失呈现为上升的趋势2。中国毗邻西北太平洋，自南向北、从春到夏均有热带气旋登陆影响中国沿海地区。亚太台风委员会（ESCAP/WMO）认为西北太平洋热带气旋和台风的年频数有减少，登陆中国大陆的热带气旋频数呈减少趋势，登陆中国的热带气旋的平均强度没有明显的变化趋势，但登陆热带气旋的最大强度呈减弱的趋势3。雷小途等4指出影响和登陆中国的热带气旋频数呈弱的减少趋势、但达到台风等级的登陆气旋频数变化不明显或有所增加。应明等5指出中国影响东北地区的热带气旋频发的年份显著减少，其他区域的影响频数及其分布均未有显著的变化；热带气旋活动频次在南海西北部、广东省一带和山东半岛一带显著减少。登陆中国的热带气旋向北移动可越过 50N 地区，约有 2.1%的热带气旋北上登陆山东地区6。对于北上台风，中纬转向、高纬转向和直接北上路径是造成北方强烈降水和大风的主要路径7。针对影响山东地区的热带气旋气候特征，丛春华等8指出登陆山东地区的台风主要分布在鲁东南和山东半岛南部沿海地区，其所带来的暴雨区主要集中出现在鲁东南、山东半岛南部和东部地区。高晓梅等9指出 19492015 年间影响山东台风以沿海北上类最多，登陆填塞类最少。以上文献所开展的热带气旋气候特征多是面向影响中国的热带气旋，由于中国幅员辽阔，热带气旋影响的区域差异性又非常大，具有全国范围的总体特征与分区特征的差异。青岛地处山东半岛东南部，三面濒海，也是台风北上影响的地区之一。本文利用 19492020年的热带气旋资料对 72 a 来影响青岛的热带气旋的频数、路径、强度以及造成的降水进行统计分析，研究影响青岛的热带气旋活动规律及气候特征，以期能对影响青岛的热带气旋预报和服务、海上活动和安全生产提供支撑。一、资料与方法一、资料与方法利用中国气象局整编的台风年鉴和热带气旋年鉴，结合青岛地面观测资料，从 19492020 年共 72 a 的台风过程中选取对青岛造成影响的 76 个热带气旋作为研究对象。选取标准如下：该气旋影响青岛出现了 5 个观测站以上的降水且在 5 mm 以上，或者引起青岛 5 个测站以上出现平均风力 6 级及以上或阵风 8 级。热带气旋等级采用热带气旋等级(GB/T192012006)进行等级划分。其中，影响青岛的热带气旋强度定义为热带气旋从源地生成到取消编号期间的最强级别。二、结果分析二、结果分析（一）热带气旋频数特征19492020 年期间平均每年有 1.06 个热带气旋影响青岛；19491973 年是热带气旋影响青岛的高频期，25 年中有 40 个热带气旋影响青岛，年平均达到了 1.6 个，尤其是 19591963 年，有 12 个热带气旋影响，年平均 2.4 个，其后开始明显减少，即使在上世纪 90 年代前期热带气旋的影响存在略有增多的现象。19952020 年共 26 年只有 17 个热带气旋影响，年平均 0.7 个，明显少于平均值。总的来看，上世纪 50、60 年代到 70 年代前期热带气旋影响频繁，80 年代和本世纪的热带气旋影响明显减少；19492020 年影响1816107979024681012141618201949-1959 1960-1969 1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2009 2010-2020个数年份-2-10123419491959196919791989199920092019个数年份距平3年移动平均（个数）线性(距平)图 1 19492020 年影响青岛的热带气旋个数序列a.每 10 年变化b.距平逐年变化70生态环境保护治理ECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION图 2 影响青岛的热带气旋 8 类路径示意图青岛的热带气旋个数整体呈现为减少的特点（图 1）。采用 Morlet 小波功率谱分析和交叉小波分析方法，分析影响青岛的热带气旋个数的周期变化。影响青岛地区的热带气旋个数在 1949 年至上世纪 70 年代初、上世纪 80 年代至上世纪末，以及本世纪初至今有显著的24 a 周期。（二）热带气旋路径特征影响青岛的热带气旋路径依据其运动轨迹划分为登陆转向、登陆北上、高纬西进、黄海西折、近海转向、近海北上、登陆填塞和远海影响 8 类，如图 2 所示。对青岛造成影响的热带气旋中，以登陆转向和登陆北上的热带气旋最多，共占 47.9%。登陆北上类的 56%出现在 7 月，38%出现在 8 月；登陆转向类的 61%出现在 9 月，其他月份出现较少；高纬西进类的热带气旋全部出现在 78 月；近海北上类的 80%出现在 8 月；近海转向类的 86%出现在 8 月。（三）热带气旋强度特征19492020 年期间影响青岛的热带气旋共有 30 个（41.5%）达到超强台风级别，13 个（13.5%）为强台风级别，19 个（26.6%）是台风级别。影响青岛的热带气旋多集中在台风以上级别，其中登陆北上类、登陆转向类、登陆填塞类、远海影响类和黄海西折类 5 类路径的热带气旋强度有 60%以上集中在强台风以上级别。热带低压和热带风暴无论什么路径都较难影响到青岛。在台风源地生成后北上影响青岛的热带气旋强度整体呈现为减弱的趋势，平均每 10 a 会降低 0.117 个级别；其年代际变化特征明显，表现为在上世纪 50 年代、90 年代和本世纪 00 年代影响青岛的热带气旋强度是增强的趋势，在上世纪 60 年代、70 年代、80 年代和本世纪 10 年代影响青岛的热带气旋强度是减弱的特征。（四）热带气旋降水特征登陆北上类带来的单站最大过程降水量最大，平均值达到 182.5 mm，近海转向类带来的单站最大过程降水量较小，平均仅有 18.5 mm。青岛地区的单站最大过程降水量有 60%达到暴雨以上量级，其中，登陆北上类、登陆转向类、近海北上类、高纬西进类、黄海西折类这 5 类热带气旋带给青岛地区的单站最大过程降水量有一半以上超过暴雨量级。带来降水最强的是登陆北上类，单站最大过程降水量有 92.9%集中在暴雨以上量图 3 8 类路径热带气各强度出现频数0123456789登陆北上 登陆转向 近海北上 近海转向 登陆填塞 高纬西进 远海影响 黄海西折次数/次热带风暴强热带风暴台风强台风超强台风级，大暴雨以上量级占 71.4%；近海转向类和远海影响类带来降水较小，单站最大过程降水量都在大雨量级以下。就日降水量分析，登陆北上类的气旋对青岛全市及青岛市区都影响最大，其次是登陆转向类、登陆填塞类，近海转向类和远海影响类的影响较小。青岛市辖管 7 个市辖区（市南、市北、李沧、崂山、黄岛、城阳、即墨），代管 3 个县级市（胶州、平度、莱西）。图 5 分析了 4 个登陆青岛的热带气旋对国家基本气象站青岛、崂山、胶南、即墨、胶州、平度和莱西站的平均降水量分布，在胶南站最大，达到了 181.9 mm，其次是平度、即墨、胶州、崂山和青岛站，在莱西站最小。从地理位置来看，青岛、崂山和胶南位于南部沿海地区，易受台风倒槽和低压环流影响；处于北部内陆地区的平度和莱西以及中部的即墨和胶州则更易受到台风倒槽和西风槽的共同影响。对于台风低压环流系统，青岛站所处的主城区近地面层主导风向通常为东风或东北风，胶南位于其下风向71Protection and governance of ecological environment ECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION和迎风面；而对于有冷空气侵入影响的西风槽系统，近地面层主导风向通常为南风或西南风，即墨则位于主城区的下风向和迎风面。研究表明10，随着城市化进程加快，强降水向山前迎风区，主城区及城区下风侧集中；城市下风方的降水远大于上风方的降水；城市热岛的影响是影响降水分布不均的主要原因。三、结论和讨论三、结论和讨论（一）19492020 年共有 76 个热带气旋影响青岛，且影响青岛的热带气旋频数和强度均呈减少特点；频数减小速率为 1.764 个/10 a，热带气旋强度级别平均每 10 a 会降低 0.117 个级别。（二）登陆转向和登陆北上类路径占影响青岛热带气旋 8 类路径的 47.9%，7 月影响青岛的热带气旋以登陆北上类型为主，8 月份以登陆北上、近海转向和高纬西进类居多，9 月影响青岛的热带气旋以登陆转向类型为主。（三）19492020 年影响青岛的热带气旋 81.6%集中在台风以上级别，其中登陆北上类、登陆转向类、登陆填塞类、远海影响类和黄海西折类 5 类路径的热带气旋强度有 60%以上集中在强台风以上级别。（四）19492020 年登陆北上类、登陆转向类、近海北上类、高纬西进类、黄海西折类热带气旋带给青岛地区的单站最大过程降水量 50%以上为暴雨量级，且以登陆北上类带来降水最强。参考文献：1EMANUEL K A.Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 yearsJ.Nature,2005,436:686-688.2WEBSTER P J,HOLLAND G J,CURRY J A,et al.Changes in tropical cyclone number,duration,and 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