2018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全.pdf

2018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全郭天保张飞成792018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全郭天保1张飞成？（1.北京鑫裕盛船舶管理有限公司北京10 0 0 0 7；2.大连海洋大学航海与船舶工程学院辽宁大连116 0 2 3）基金项目：2 0 2 2 年辽宁省教育厅项目，电子海图的无人船路径规划研究，项目编号：2 0 2 2 0 0 6 7摘要：文章利用中国气象局发布的热带气旋最佳路径数据集、海洋气象资料和美国国家环境预报中心（NC EP/NC A R）风场再分析数据对2 0 18 年西北太平洋海域热带气旋活动特征进行了总结，并从多方面分析其成因，希望为该海域航行和停泊的船舶提供预防和避离热带气旋重要的参考依据。关键词：热带气旋副热带高压季风槽厄尔尼诺避离台风0引言西北太平洋是全球热带气旋（TropicalCyclone，TC）生成的主要区域之一，平均每年在此海域生成的TC约有2 7 个，约占全球TC生成总频数的1/3。由于受高空引导气流的影响，平均每年约有7 8个TC在我国东南沿海登陆!。热带气旋带来的狂风巨浪会引起船舶缆绳断裂、货物移动、船体受损、主机降速、船舶操纵困难等，给在港和海上航行船舶造成极大的影响和危害2。因此研究该区域生成和登陆的 TC 特征，对于认识 TC 的发生、发展和活动规律有着重要的意义。1概况及特征1.1生成总数偏多且强度大2018年西北太平洋(包括中国南海，下同)共生成TC（不包括热带低压，下同）2 9 个，较常年平均（19 49 2 0 17 年，平均2 6.9 5个）多约2 个（见表1)，是自19 9 5年以来生成TC次多的年份（2 0 13月份12018年11949-20170.42年平均1.2生成源地明显偏东以形成热带低压的位置定义为生成源地（不适用则以开始命名位置），统计表明,全年南海及巴士海峡收稿日期：2 0 2 3-0 6-10作者简介：郭天保（19 8 1），男，山西省人，甲类船长，现从事船舶驾驶及管理工作。通信作者：张飞成（19 8 2-），男，江西省人，副教授、船长，研究方向：航海气象与船舶安全评估。年，31个），其中台风13个、强热带风暴9 个、热带风暴7 个。13个台风中有7 个超强台风、4个强台风，强台风及以上等级的台风占台风总数的8 4.6%、是有记录以来占比最大的。值得一提的是，18 2 6 号超强台风“玉兔”中心气压8 9 5hPa，最大风速达到72m/s，是2 0 18 年最强台风。全年TC生成时段主要集中在6 一11月份，共有2 6 个，占全年总数的8 9.7%；6一8 月份,生成台风较常年异常偏多，达到18 个，比常年同期均值多约6.5个，占全年生成总数的6 2.1%。上述数据表明，2 0 18 年TC生成个数偏多、强度偏强、生成源地偏东，登陆我国的TC个数多、比例大、时间集中、路径多西行至西北行、生成和登陆位置异常偏北。2 0 18 年6 一9 月份，西北太平洋副热带高压偏强、脊线位置异常偏北、西伸脊偏西，季风槽偏强、槽位置偏东偏北，赤道太平洋地区的海温、垂直风切变的这些因素直接影响着该海域台风的生成及移动路径。表12 0 18 年各月生成的TC分布与历史各月平均生成的TC个数23110.230.400.731.071.744.125.694.983.832.47 1.2726.95附近生成6 个TC、菲律宾以东至关岛以西洋面生成6个、关岛附近及以东生成17 个（占总数的58.6%），也就是说有一半以上的TC 都生成在140 以东洋面，较常年平均生成位置相比，明显偏东3。1.3登陆我国时间偏早且集中，地点偏北1804号热带风暴“艾云尼”是2 0 18 年首个登陆我国的TC，较常年首个登陆时间（6 月2 7 日）偏早2 1天（但相比2 0 0 8 年0 8 0 1号台风“浣熊”405064758994101113120合计2980于2 0 0 8 年4月18 日在海南文昌登陆来看，“艾云尼”登陆时间尚属正常），且登陆时间全部集中在6一9 月份。全年登陆我国的TC南北跨度较大，平均生成纬度为18.7 N，较多年平均值（15N）偏北，登陆的平均纬度(2 4.8 N)也较多年平均(2 1N)编号中文名1804艾云尼1806格美1808玛莉亚1809山神1810安比1812云雀1814摩羯1816贝碧嘉1818温比亚1822山竹1823百里嘉1.4登陆个数多、比例大且登陆路径多西至西北行全年登陆我国的TC为11个（见表3），是自1949年以来登陆个数并列第二多的年份（19 7 1年12个）。登陆个数占总生成数的百分比（37.9%）比常年平均（19 49 一2 0 17 年，平均2 5.9%）大。从TC登陆的路径来看，西至西北行占7 2.7%(8 个）、北行至东北行占18.2%(2 个)、1个为路径复杂型，如图 1 所示。2影响2 0 18 年TC活动原因分析和探讨TC的生成和活动机理是非常复杂的，目前一致的观点认为，影响TC的生成和活动的主要环境因素有海温、副热带高压、水汽条件、纬度条件、垂直风切变、西北太平洋季风槽的强弱和位置等，这些环境因素又相互影响和制约5。以下就对其中某些影响2 0 18 年西北太平洋TC的环境因素进行分析。2.1海温从图2 可以看出，在2 0 18 年赤道西北太平洋地区海温都在2 8 以上，中心区域超过30，并表322018年4一12 月份，TC登陆我国个数与各月平均登陆个数的比较月份42018年019492017年平均0.02天津航海2023年第3期偏北4。特别是全年有3个TC在上海登陆，在一年中出现了3个在30 以北地区登陆的TC（历史平均每3年一个登陆30 N地区），这在历史上是及其少见的。2 0 18 年登陆我国TC的特征情况,表2所示。表2 22018年登陆我国的TC源地位置登陆时间11.5N 111.3E2018-06-0621.4N 118.1E2018-06-1512.4N 146.2E2018-07-1119.4N 118.4E2018-07-1818.9N 129.2E2018-07-2220.3N 136.6E2018-08-0319.4N 132.9E2018-08-1221.1N 112.2E2018-08-1527.4N 127.1E2018-08-1712.9N 165.3E2018-09-1620.8N 118.5E2018-09-1356020.140.74登陆强度等级气压（hPa)风速（m/s)TS995TS992STY960TS983STS980TS985STS980TS990STS982STY955STS990且海温都处于正距平，受到海气相互作用的影响，对流活动也相应更强，从而造成全年TC生成总数偏多。另外，西北太平洋145E以东大部分区域的海温都正距平0.5以上，东部海温比西部偏高，更有利于热带扰动的生成和发展，导致TC生成源地较往年偏东。从厄尔尼诺南方涛动(ENSO)事件影响来看，2017年9 月份，开始赤道东太平洋海温逐渐下降，下降幅度超过0.5，直到2 0 18 年9 月份，随着赤道中东太平洋地区（Nino3、Ni n o 4区）的表层海水逐渐升温，大范围的海水温度偏高状态形成，意味着太平洋上已进入厄尔尼诺状态（图略），2 0 18 年年初的拉尼娜彻底消失。ENSO对西北太平洋的热带气旋生成关系密切，相关学者研究表明厄尔尼诺年西北太平洋台风生成偏少6 8。由于此次厄尔尼诺形成较晚（9 月后）且强度中等偏弱，使得9 12月份生成个数（8 个）比常年同期均值（12.6 个）少约5个，但对全年生成个数影响不大。78341.961.90初次登陆我国位置20广东湛江雷州市18台湾高雄市42福建福州市连江县23海南万宁市28上海市崇明岛23上海市金山区28浙江温岭市23广东湛江雷州市25上海市浦东新区45广东台山海宴镇25广东省湛江坡头区910201.680.371100.151200.03合计116.992018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全127030E搜索拍蓝，港口Q郭天保张飞成13540E811420n音美注图宝显示水文气做服务购三单+营口北京子春皇岛天津一国牌7030M青岛YabwSan云大丰广南京NorthKdreaSputhKoreaEast-SeipanSaJapan東京EnshNa1818门Tatwan2200oHangMetham150ooda3892.643Nh13351.445E2018ELANE惠ICP证0 7 0 0 0 6 号票IC路110 2 459 3号惠公安量110 2 0 2 2 48 3号-C5C网C加1CCM-We3he心餐科楼下户调|微公号更新日市图12 0 18 年登陆我国TC路径图JUL201730OCT2017JAH2018AFF2018JUL2018OCT2018JAHI2019APF2019120E220301806181640000018231809PhiipplinesUoManila1804200mm29口29140E181218101814293028303030160Ea.Crthem MarianaLslands1808252726282729180160W赤道太平洋海表温度（单位：）+1822CH海图1500E157930E24232727252426140W120W25262527100W80W82JUL2017OCT2017JAH2018AFF2018JUL2018OCT2018JAH2019APF2019120E2.2西北太平洋副热带高压在影响TC 的环境场中，副热带高压是最直接、最主要的大型天气系统之一，西北太平洋副热带高压（简称副高）是夏季东亚大气环流系统中的重要成员。副高的时空尺度大，与TC 地理位置靠近，其强度和位置等的变化对TC 的生成与移动有重要影响。通常，副高越强，西伸脊点越西，脊线位置越南，TC生成和活动越受到抑制；反之，则有利于TC 的生成和发展9；但是也有研究认为，副高强度和面积大小影响的只是TC的强度，而对生成个数则影响不大6。从图3可以看出，2 0 18 年西北太平洋副高面积和强度1一4月份比气候均值偏小，5一12 月份比均值偏大且偏大显著，（7 月份基本持平），面积和强度变化趋势基本一致；副高脊线位置5一9 月份比常年偏北，偏北最明显的月份为7 月和8 月，达到33N，较气候均值偏北约5个纬距。其他月份和气候均值基本一致；西伸脊点1一4月份较常年偏东，5一12 份脊点位置较常年偏西（6 月份基本持平），尤其是9 月份后异常偏西。通过对副高各项指数的对比分析，发现2 0 18年1一4月份，副高强度偏弱、脊线位置和常年均值持平、西伸脊点偏东，有利于TC在西北太平洋的东侧生成（该期间生成3个TC的源地都位于140 E附近）；5一9 月份尽管副高偏强，西升脊点偏西，但是脊线位置偏北，特别7 月和8 月份达到33N，有利于其南侧生成TC（2 2 个，占全年总个数75.9%)，T C 受副高南侧偏东气流及西侧东南气流天津航海2023年第3期0.5-111.50.50.5D.5.50.50.5140E160Eb.足距平时间-经度剖面（单位：）图2 赤赤道太平洋海表温度及距平时间-经度剖面（单位：）图TC生成源地明显偏东。0.50.51180160W影响，TC较容易西行及西北行路径登陆我国，造成该期间登录我国的TC异常偏多、登陆地异常偏北；10 一12 月份副高脊线南撤、脊点偏西、强度持续偏强，受副高下沉气流影响，不利于TC的生成（4个，比常年同期均值少约4个）。2.3垂直风切变弱的垂直风切变是TC 生成的一个有利条件，并且强度增大的TC主要体现为东风切变10。通过分析6 11月份的8 50 hPa和2 0 0 hPa季平均纬向风距平(见图4)可以得知，在西北太平洋纬度20N以南的海域，6 一8 月份低层距平为0 4m/s，高层距平-44m/s（特别是在15S以南地区，基本上都是负距平），上下层垂直风的切变比常年弱，有利于TC的生成，造成6 一8 月份生成18 个TC（占全年生成数的6 2.1%），比常年同期均值多约6.5个；9 一11月份上下层垂直风切变较常年相比没有相关性，但是在15N以南、155E 附近及以东区域垂直风切变比常年偏弱，在这期间生成TC个数(8 个)较常年同期均值（11.3个）少，但是75%的TC（6 个）在15N以南、155E附近及以东区域生成。从局部来看，6 一8 月份西北太平洋的东部(140E18 0 E)比西部(12 0 E140 E)垂直切变要大些，使得这期间生成源地位置在140 E以东地区的TC个数（8 个）比以西地区（10 个）少,但是由于9 一11月份有6 个TC在15N以南、155E附近及以东区域生成，所以从全年来看，140W120W100W80W2018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全36+ridge line index33-81-10.overagestandard deviation30272421181512JAN2017450+intensity index40081-10.overogestandarddeviotion350300250200150100500JAN201730H20F10HEQ105120Ea.850hPa季平均纬向风距平（6 一8 月份）郭天保张飞成180+area index160-8110.overagestandarddeyiotion140120100806040200APRJULa.APRJULC.副高强度图3西北太平洋副热带高压各项指数的逐月变化图180120Eb.850hPa季平均纬向风距平（9 11月份）83OCTJAN2018副高脊线位置OCTJAN2018APRAPRJULJULOCTOCTJAN2019JAN2019JAN2017180+ridge point index170m81-10.averogestandard deviotion160+15014013012011010090JAN201730H20H10HEQ105APRAPRJULJULd.西伸脊点OCTb.副高面积OCTJAN2018JAN2018APRAPRJULJULOCTOCT180JAN2019JAN20198430H20H10H天津航海2023年第3期30H20H10HEQ10Sc.200Hpa季平均纬向风距平（6 一8 月份）图48 50 hPa、2 0 0 h Pa 季平均纬向风距平（2 0 18 年6 11月份）图2.4季风槽西北太平洋上空大气低层的季风槽，是北半球西南季风和副热带高压脊南侧之偏东信风合成的低压带，它会使西北太平洋上空对流层低层气流辐合加强、对流层高层气流辐散加强、对流层中、下层水汽充足、弱的垂直风切变，这些大尺度环境是利于西北太平洋上TC的生成11。从图5可以看出，6 一7 月份季风槽位于8 N18 N30N-6-7月27N-24N21N18N15N12N9N6N3NEQ7T00EEQ105120E180110E120E120Ed.200Hpa季平均纬向风距平（9 11月份）之间、东至145E；8 一9 月份季风槽不仅明显向北移动到10 N2 5N之间，而且向东伸展到16 0 E附近的西北太平洋东侧上空；到了10一11月份，由于跨赤道气流向南撤退和偏东气流向西扩展，季风槽减弱南移并变成气旋性涡旋直至消失。2 0 18 年东亚副热带夏季风强度指数(张庆云定义)为4.31，较常年同期异常偏强，如图6所示。130E140Ea.2018年6 7 月份180a150E160E170E1802018年WNP热带气旋活动特征分析与航海安全30N一8-9 月27N-24N-21N18N-15N12N9N6N3NEQ7i00E3ON10-11月27N-24N21M18N15N12N9N6N3NEQ1O0E郭天保张飞成110E120E110E120E85130E140Eb.2018年8 9 月份130E140E150E150E160E160E170E170E1801802图52 0 18 年6 11月份平均的西北太平洋上空8 50 hPa风场（阴影为风速等值线m/s）图543210-1-2-3-4-54C.山19601970图651951一2 0 18 年东亚副热带季风强度指数逐年变化图62018年10 11月份1980199082000201086综上所述，2 0 18 年6 一9 月份季风槽位置整体比常年偏东、偏北，偏强造成该期间TC生成个数多（该期间共生成2 2 个TC，在槽线附近生成18个），源地偏东、偏北，登陆我国位置也随之偏北。这和张翔等11、黄荣辉等12 学者对西北太平洋季风槽季节和年际变化对TC生成的影响机理研究结果是一致的。3结束语对2 0 18 年西北太平洋TC的活动特征情况进行了梳理和总结，并分析了影响TC活动的相关因素，主要结论如下：1）2 0 18 年西北太平洋TC生成个数多、强度偏强、生成源地偏东，登陆我国的TC个数多、比例大、时间集中、路径多西行至西北行、生成和登陆位置异常偏北；2）2 0 18 年赤道西北太平洋地区海温比常年偏高，都在2 8 以上，导致全年TC个数偏多。西北太平洋东部比西部海偏高0.51，更有利于热带扰动的生成和发展，故TC生成源地较往年偏东。另外，随着2 0 18 年9 月份太平洋上中等偏弱的厄尔尼诺发生，对该期间TC的生成有一定影响；3）6 一9 月份受西北太平洋副热带高压强、位置偏北（尤其7 一8 月份）、脊点偏西及季风槽偏强、槽位置偏北偏东的共同影响，造成该期间西北太平洋TC生成多（2 2 个，占总数7 5.9%）、源地偏东，登陆我国的TC较多且全部集中在这时间段，路径多西行至西北行，源地及登陆位置较往年异常偏北；4）西北太平洋垂直风切变较弱也是导致全年TC生成偏多的一个重要因素。另外，TC生成源地偏东，会使得TC能够在海面上得到充分的发展，从而生命期较长，强度较强（全年只有1个超强台风在140 E附近生成，剩下的6 个超强台风、4个强台风都在145E以东生成)；5）西北太平洋季风槽的强弱、位置、及出现的时间对TC的生成时间、个数、位置有重要影响。副热带高压是影响TC移动路径的重要天气系统，500hPa月平均环流形势对热带气旋的长期预报有一定的意义。我国地处西北太平洋的西部，TC对我国的生产生活，特别是对航行的船舶带来严重威胁。TC的生成和活动是非常复杂的，影响因素众多，但也天津航海2023年第3期有规律可循。所以，在TC来临时，船舶驾驶人员（特别是船长）在公司岸基的支持下，不仅要及时接收相关气象信息、参考气象导航公司的建议，而且自身也要充分掌握热带气旋的生成和活动规律，这样才能采取有效地避台决策，以期达到预灾和减灾的目的，保障船舶和货物安全。参考文献1月周群，张润宇.2 0 17 年7 月西北太平洋热带气旋活动特征及其与北极涛动的联系J.海洋预报,2 0 18,35(4):1 72 刘大刚，刘振，张翔，等.台风实时风场资料来源和应用分析J.中国航海，2 0 16,39（1):9 59 83王瑾，柯宗建，江吉喜.2 0 0 8 年西北太平洋热带气旋活动特征分析J.气象，2 0 0 9,35（12）：44504张润宇，李志强.2 0 12 年登陆我国热带气旋的气候特征分析J.海洋预报，2 0 15,32（2)：37 445 PARKM S,KIMM,LEEMI,et al.Detection oftropical cyclone genesis via quantitativesatelliteoceansurfacewindpatternandintensity analyses using decision treesJ.Rem Sens Envir,2016,183:2052146殷明，肖子牛，李崇银等.2 0 15年西北太平洋热带气旋活动特征及强ElNino现象对其影响的初步分析J气象,2 0 16,42(9):10 6 9 10 7 875张宏杰，武亮，黄荣辉.两类El Nino型对西北太平洋季风槽及热带气旋生成的可能影响J.气候与环境研究,2 0 18,2 3(2):150 16 08 Chen G H,Tam C Y.2010.Different impacts of twokinds of Pacific Oceanwarming on 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