近70年不同路徑的南海熱帶氣旋的統(tǒng)計(jì)特征

江文，王東海，張春燕，曾智琳，李國平

(1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，四川 成都610225；2.中山大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院/廣東省氣候變化與自然災(zāi)害研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室，廣東珠海519082；3.澳門海岸帶生態(tài)環(huán)境國家野外科學(xué)觀測研究站/澳門環(huán)境研究院/澳門科技大學(xué)，澳門999078)

1 引 言

熱帶氣旋(Tropical Cyclone，TC)是世界上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，它在給廣大地區(qū)帶來了充足雨水的同時(shí)，也具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大的特點(diǎn)。南海地區(qū)是熱帶氣旋的多發(fā)地，在南海及其周邊海域(105～120°E，5～25°N)生成的TC為南海熱帶氣旋(South China Sea Tropical Cyclone，SCSTC)，俗稱“南海土臺風(fēng)”，因南海海域范圍較小且緊鄰大陸，同時(shí)受到西南季風(fēng)、西太平洋副熱帶高壓等天氣系統(tǒng)以及復(fù)雜的近海地形的影響，南海熱帶氣旋具有穩(wěn)定性差、發(fā)展速度快、預(yù)測難度大等特點(diǎn)，因此對SCSTC的研究具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來，關(guān)于SCSTC的活動規(guī)律，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，并取得了豐碩的研究成果[1-4]。白莉娜等[5]、Andy等[6]對SCSTC頻數(shù)和登陸SCSTC頻數(shù)的年際變化特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)SCSTC頻數(shù)的年際和年代際變化特征明顯，存在明顯的活躍期，登陸頻數(shù)與SCSTC成正比。李英等[7]、魏娜等[8]對登陸我國的TC的強(qiáng)度、登陸、衰減特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)登陸我國的熱帶氣旋數(shù)約占總登陸數(shù)的71%，衰減程度與登陸時(shí)強(qiáng)度呈反比。文獻(xiàn)[9-12]從SCSTC的強(qiáng)度入手，根據(jù)SCSTC的強(qiáng)度變化進(jìn)行分類，并從不同季節(jié)不同路徑等角度研究了SCSTC的強(qiáng)度變化規(guī)律。李春暉等[13]分析了近50年SCSTC源地的時(shí)空分布特征及其海洋影響因子進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在SCSTC源地分布有明顯的季節(jié)性，海洋因子對SCSTC的源地位置有一定的影響。文獻(xiàn)[14-16]對西北太平洋及SCSTC的活動進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)ENSO與TC頻數(shù)的年際變化、路徑走向等都有一定的影響，El Ni?o年生成的TC數(shù)一般偏少，La Ni?a年生成的TC一般高于多年平均值。黃小燕等[17]從南海ITCZ年際和年代際異常變化特征及其對SCSTC活動的可能影響來嘗試揭示SCSTC的活動規(guī)律，結(jié)果表明：在年際和年代際時(shí)間尺度上，南海ITCZ強(qiáng)度指數(shù)與SCSTC的生成頻數(shù)存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。孫秀榮等[18]發(fā)現(xiàn)東亞夏季風(fēng)環(huán)流的強(qiáng)弱年際變化與TC頻數(shù)的多寡關(guān)系密切。文獻(xiàn)[19-20]采用了K-means、有限混合模型(FMM)等不同的聚類算法對西北太平洋的TC以及登陸我國的TC路徑進(jìn)行了分類研究。

綜上分析可看出，已有一些學(xué)者從不同角度對SCSTC的特征進(jìn)行了分析，但是也可發(fā)現(xiàn)大多數(shù)文獻(xiàn)關(guān)于SCSTC的基本特征的統(tǒng)計(jì)不夠詳盡，統(tǒng)計(jì)的時(shí)間長度不夠，沒有系統(tǒng)全面地表現(xiàn)出SCSTC的特點(diǎn)，同時(shí)部分關(guān)于SCSTC的文獻(xiàn)研究對象不是純粹的南海本地生成的TC，而是將從西北太平洋移入南海的TC和南海本地產(chǎn)生的TC這兩類當(dāng)作了一個(gè)整體去分析，其表現(xiàn)的特征并不能完全代表南海海域生成的SCSTC的活動規(guī)律，同時(shí)關(guān)于從移動路徑這個(gè)角度出發(fā)對TC進(jìn)行分類的文獻(xiàn)多是針對西北太平洋生成的TC，而以SCSTC的移動路徑為對象進(jìn)行分類的研究相對較少，值得更加深入的探討。本文將通過分析1949—2019年(71年)的SCSTC的統(tǒng)計(jì)特征，對SCSTC的頻數(shù)、源地、強(qiáng)度、登陸等特征進(jìn)行分析，同時(shí)將根據(jù)不同SCSTC的路徑走向?qū)CSTC分為西/西北向和東北向兩類進(jìn)行對比分析，掌握不同路徑走向的SCSTC的時(shí)空演變特征。

2 資料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用的熱帶氣旋資料是由中國氣象局上海臺風(fēng)研究所(CMA-ATI)整編的“熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”，該數(shù)據(jù)資料記錄了1949年以來西北太平洋(含南海，赤道以北，東經(jīng)180°以西)海域熱帶氣旋每日4個(gè)時(shí)次(世界時(shí)00時(shí)、06時(shí)、12時(shí)和18時(shí))的臺風(fēng)中心位置經(jīng)緯度、近中心位置的最低氣壓和最大風(fēng)速；同時(shí)還使用了國家氣候中心提供的74項(xiàng)環(huán)流特征量中的西太平洋副高脊線(110～150°E)的數(shù)據(jù)資料。

2.2 方 法

本文所用到的統(tǒng)計(jì)方法主要有線性傾向估計(jì)、Morlet小波分析、合成分析和t檢驗(yàn)等[21-24]。其中線性傾向估計(jì)主要是指建立SCSTC頻數(shù)與時(shí)間的一元線性回歸方程，而后通過對回歸系數(shù)的值判斷頻數(shù)變化的傾向趨勢；在分析SCSTC頻數(shù)的振蕩周期特征時(shí)，選用了Morlet母小波對其進(jìn)行小波分析，把信號在時(shí)間和頻率上進(jìn)行展開，得出時(shí)間序列的顯著波動模式，即周期性動態(tài)；合成分析參考了李英等[25]提出的動態(tài)合成分析法，選取氣壓最低點(diǎn)為中心，對前后固定的時(shí)間長度內(nèi)的N個(gè)SCSTC的氣壓求平均，從而得到各等級SCSTC強(qiáng)度的平均值，同時(shí)，本文使用了t檢驗(yàn)對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)。

2.3 分類標(biāo)準(zhǔn)

Gaffney等[26]使用不同的聚類方法對TC的移動路徑進(jìn)行了分析，但由于聚類分析對TC路徑的長度、形狀等都有一定的要求，且得到的路徑類別數(shù)目過多，不便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征分析，因此本文根據(jù)生成源地、活動范圍、主要影響區(qū)域以及移動路徑等對SCSTC進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)71年來的所有SCSTC可分為向西/西北方向移動類與向東北方向移動類(圖1，見下頁)。為詳細(xì)劃分，本文將生成于南海及其周邊海域(105～120°E，5～25°N)、生命史中70%的時(shí)間都在120°E以西并向西/西北方向移動、主要向西影響華南、中南半島等地的SCSTC定義為西/西北走向的SCSTC(圖1a)；將生成于南海及其周邊海域(105～120°E，5～25°N)、生命史中70%的時(shí)間都在120°E以東并向東北方向移動，主要影響我國東部沿海以及日韓等地區(qū)的SCSTC，定義為東北走向的SCSTC(圖1b)。

圖1 不同路徑的SCSTC a.西/西北走向；b.東北走向。

3 不同路徑SCSTC的頻數(shù)、強(qiáng)度、源地的時(shí)空演變

3.1 SCSTC頻數(shù)特征

3.1.1 年際變化特征

1949—2019年共有404個(gè)SCSTC生成，根據(jù)上述分類標(biāo)準(zhǔn)將所有的SCSTC分為東北走向和西/西北走向兩類后，進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，東北走向的SCSTC有98個(gè)，西/西北走向的SCSTC有306個(gè)，同時(shí)根據(jù)TC等級劃分的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 19201—2006)，按中心附近地面最大風(fēng)速可將TC劃分為六個(gè)等級：熱帶低壓(TD)、熱帶風(fēng)暴(TS)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴(STS)、臺風(fēng)(TY)、強(qiáng)臺風(fēng)(STY)和超級臺風(fēng)(Super TY)，但在南海，除Super TY外，東北走向和西/西北走向的SCSTC各個(gè)等級TC均有生成，且主要以TD、TS、STS為主(表1)。

表1 不同路徑不同等級的SCSTC頻數(shù)分布

圖2為1949—2019年SCSTC總頻數(shù)和兩種移動路徑的SCSTC頻數(shù)的年際變化曲線，SCSTC頻數(shù)整體上呈現(xiàn)下降的趨勢，每十年減少0.4個(gè)SCSTC。在這71年中每年的SCSTC頻數(shù)差異較大，平均每年約有5.7個(gè)SCSTC生成，其中最少的為1964年、1966年和1970年，全年都沒有SCSTC生成，最多的為1956年，全年SCSTC頻數(shù)高達(dá)12個(gè)。同時(shí)可看出不同路徑走向的SCSTC頻數(shù)年際變化也有明顯差異，東北走向的SCSTC整體頻數(shù)變化比較平穩(wěn)，呈現(xiàn)略微下降的趨勢但下降趨勢并不顯著，年均約有2個(gè)SCSTC產(chǎn)生；西/西北走向的SCSTC頻數(shù)明顯較多，與總頻數(shù)的變化趨勢基本一致，呈現(xiàn)明顯下降的趨勢，每十年約減少0.34個(gè)SCSTC，且每年約有5個(gè)西/西北走向的SCSTC產(chǎn)生。

圖2 1949—2019年總SCSTC和不同路徑的SCSTC頻數(shù)的年際變化 黑色實(shí)線為總SCSTC，紅色實(shí)線為西/西北走向的SCSTC，藍(lán)色實(shí)線為東北走向的SCSTC，**表示通過了0.01的顯著性t檢驗(yàn)。

同時(shí)從圖2可發(fā)現(xiàn)，SCSTC的頻數(shù)變化有一定的年代際特征，如1960年代中期之前，SCSTC處在高頻期，進(jìn)入21世紀(jì)以來至2010年代，SCSTC處在低頻期。為進(jìn)一步檢驗(yàn)SCSTC的年代際變化特征，選用了Morlet母小波函數(shù)對不同路徑的SCSTC頻數(shù)進(jìn)行了小波分析(圖3)。西/西北走向的SCSTC頻數(shù)振蕩周期顯著，整體呈現(xiàn)2～5 a的周期變化，尤其是在1950年中期—1990年中期，2～5 a的周期更顯著；而2000年代中期—2010年代中期則呈現(xiàn)2～3 a的周期，此外，1950年代中期—1990年代中期還存在一個(gè)5～8 a的長周期，東北走向的SCSTC整體比較活躍，呈現(xiàn)明顯的2～3 a振蕩周期變化，但不存在長周期變化的特征。

圖3 1949—2019年不同路徑下SCSTC發(fā)生頻次的Morlet小波能量譜(a，c)及其平均功率譜曲線(b，d) 灰色實(shí)線以外的部分為頭部影響區(qū)，黑色實(shí)線以內(nèi)的部分表示通過了0.05的顯著性t檢驗(yàn)，藍(lán)色實(shí)線為功率譜的值，紅色虛線為0.05顯著性檢驗(yàn)曲線，紅色虛線超過藍(lán)色實(shí)線的部分代表通過了0.05顯著性t檢驗(yàn)。

圖4為1949—2019年各強(qiáng)度等級的SCSTC頻數(shù)的年際變化，雖然SCSTC的整體頻數(shù)變化呈下降趨勢，但不同等級的SCSTC的年際變化趨勢各有不同，TD、STS以及TY等級的SCSTC頻數(shù)都呈下降趨勢，其中TD的下降趨勢最明顯，從年均4個(gè)下降到了年均1個(gè)，TS頻數(shù)呈上升趨勢，從年均1個(gè)TS提高到了年均約2個(gè)，STS的頻數(shù)變化則比較平緩，而STY等級的SCSTC由于樣本量少，看不出其頻數(shù)變化趨勢。

不同路徑的SCSTC各等級的頻數(shù)變化趨勢也各有特點(diǎn)，從整體上來看兩種路徑每個(gè)等級的頻數(shù)變化的整體趨勢較一致(圖4)，兩種移動路徑的TD、TY均呈現(xiàn)下降的趨勢，其中西/西北走向的TD的下降趨勢最顯著，呈現(xiàn)每十年減少0.37個(gè)的趨勢，東北走向的TD同樣呈現(xiàn)減少的趨勢，每十年約減少0.06個(gè)，其下降趨勢弱于西/西北走向的TD。兩種移動路徑的TS均呈現(xiàn)上升的趨勢，其中西/西北走向的TS呈現(xiàn)每十年增加0.06個(gè)的趨勢，東北走向的TS呈現(xiàn)每十年增加0.05個(gè)的趨勢?？偟膩碚f，西/西北走向的SCSTC在各等級的趨勢變化并不相同，其中TD的下降趨勢最顯著，其他等級呈現(xiàn)一定的變化趨勢，但并不顯著；而東北走向的SCSTC各個(gè)等級的增減差異并不大。

圖4 1949—2019年不同路徑不同等級的SCSTC頻數(shù)的逐年分布 黑色細(xì)實(shí)線為總SCSTC的頻數(shù)變化，紅、藍(lán)柱狀圖分別為西/西北路徑、東北路徑SCSTC的頻數(shù)變化；粗實(shí)線表征線性趨勢擬合結(jié)果，**表示通過了0.01的顯著性t檢驗(yàn)，*表示通過了0.10的顯著性t檢驗(yàn)。

3.1.2 逐月變化特征

圖5為總SCSTC和不同移動路徑的SCSTC的頻數(shù)與西太平洋副熱帶高壓(副高)脊線位置的逐月變化，SCSTC的生成具有明顯的季節(jié)性特征，夏、秋兩季為SCSTC的高發(fā)期，春季和冬季其頻數(shù)明顯減少。同時(shí)不同移動路徑的SCSTC頻數(shù)逐月變化有明顯差異：西/西北走向的SCSTC的整體頻數(shù)較多，主要的生成月份為5—12月，其中峰值出現(xiàn)在8月、9月，東北走向的SCSTC整體頻數(shù)較少，主要的生成月份為5—11月，其中峰值出現(xiàn)在5月、6月，并從6月開始遞減。此外，副高脊線的移動對SCSTC影響較大(圖5)，從5月到8月，副高脊線逐漸向北移動，SCSTC頻數(shù)也隨之增加，而從8月到12月，副高脊線逐漸南撤，SCSTC的頻數(shù)隨之減少。但不同路徑的SCSTC頻數(shù)受副高緯度位置變化的影響不同，西/西北走向的SCSTC的頻數(shù)變化趨勢與西太平洋副熱帶高壓脊線位置的移動趨勢相吻合，從5月開始副高脊線就在持續(xù)北抬，該走向的SCSTC的生成數(shù)也隨之增加，在8月副高脊線北抬至最北28°N時(shí)，西/西北走向的SCSTC頻數(shù)達(dá)到峰值，隨后隨著副高脊線的南移，生成的SCSTC數(shù)也逐漸減少，而東北走向的SCSTC受副高脊線移動的影響不大。

圖5 1949—2019年不同路徑的SCSTC頻數(shù)和副高脊線位置的逐月分布

值得注意的是，東北走向和西/西北走向的SCSTC頻數(shù)都在5月突增，其中東北走向的頻數(shù)增加最明顯，直接達(dá)到了峰值，此時(shí)東北走向的SCSTC頻數(shù)比西/西北走向的SCSTC多出近一半。分析可發(fā)現(xiàn)，5月SCSTC頻數(shù)的突增與西南季風(fēng)和副高有密切關(guān)系(圖略)，從5月開始，西南季風(fēng)開始加強(qiáng)并逐漸北移影響南海地區(qū)，此時(shí)副高脊線北伸至15°N，副高主體位于海上，西南氣流與副高南側(cè)的偏東氣流極易在南海及其周邊海域匯合并形成氣旋性渦旋，同時(shí)生成的SCSTC在東亞大槽槽前偏西南氣流與副高北側(cè)的西南氣流的共同引導(dǎo)下持續(xù)往東北方向移動，從而使得5月為東北走向SCSTC的峰值月份，而后隨著副高的移動，環(huán)流條件的改變，東北走向的SCSTC逐漸減少。

為細(xì)化分析SCSTC的逐月變化特征，現(xiàn)對不同路徑不同等級的SCSTC頻數(shù)的逐月變化進(jìn)行分析(圖6)，西/西北走向的SCSTC各強(qiáng)度等級的逐月分布的季節(jié)性特征更加明顯，峰值月份更加集中一點(diǎn)，主要是在8月、9月，各等級的SCSTC主要呈單峰型分布，同時(shí)在6月有一個(gè)小的副峰出現(xiàn)；東北走向的SCSTC各強(qiáng)度等級的逐月分布更加分散，呈現(xiàn)雙峰或多峰型的分布特點(diǎn)，每個(gè)等級的峰值月份都不同，其中強(qiáng)度較低的TD、TS峰值月份更集中在夏季的7月、8月，強(qiáng)度較強(qiáng)的STS、TY和STY峰值月份更集中在夏初的5月、6月。

圖6 1949—2019年不同路徑不同等級SCSTC頻數(shù)的逐月分布

3.2 SCSTC的強(qiáng)度特征

為研究SCSTC強(qiáng)度變化特征，現(xiàn)取強(qiáng)度達(dá)到最大的時(shí)刻為“0”時(shí)刻，可得到所有的SCSTC和不同路徑的SCSTC的最低中心氣壓的變化(包含SCSTC的整個(gè)生命史過程)。圖7a表明，在SCSTC的發(fā)生發(fā)展消亡過程中，最低中心氣壓隨時(shí)間呈“漏斗狀”的高-低-高變化，71年來的SCSTC最低中心氣壓的變化范圍為954～1 010 hPa，所有SCSTC平均后的變化范圍為991～1 004 hPa，且部分生命史較長的SCSTC到達(dá)最低中心氣壓并維持一段時(shí)間后會反彈并出現(xiàn)SCSTC強(qiáng)度再次加強(qiáng)，即中心氣壓再度變低的現(xiàn)象。

圖7b、7c為不同路徑的SCSTC的強(qiáng)度變化，從平均結(jié)果來看，東北走向的SCSTC比西/西北走向的SCSTC強(qiáng)度大，且存在更明顯的二次加強(qiáng)的現(xiàn)象。東北走向的SCSTC平均最低中心氣壓變化范圍為988～1 003 hPa(個(gè)別強(qiáng)度較強(qiáng)的SCSTC最低中心氣壓能降到954 hPa)，在SCSTC強(qiáng)度達(dá)最大值并維持一段時(shí)間后，最低中心氣壓開始回升，后又經(jīng)歷強(qiáng)度再次加強(qiáng)的過程，二次加強(qiáng)的SCSTC，強(qiáng)度遠(yuǎn)小于第一次加強(qiáng)過程(圖7c)。西/西北走向的SCSTC平均最低中心氣壓變化范圍為993～1 005 hPa(個(gè)別強(qiáng)度較強(qiáng)的SCSTC最低中心氣壓能降到960 hPa)，強(qiáng)度變化比較迅速，能在較短時(shí)間內(nèi)氣壓達(dá)到最低值并且回升，部分西/西北走向的SCSTC同樣存在著達(dá)到強(qiáng)度最大值后維持一段時(shí)間的現(xiàn)象，但其比例相對東北走向的SCSTC更低，雖然之后也存在強(qiáng)度二次加強(qiáng)的現(xiàn)象，但兩次強(qiáng)度加強(qiáng)的時(shí)間間隔會相對短一些，且二次加強(qiáng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)小于東北走向的SCSTC(圖7b)。

圖7 1949—2019年SCSTC在不同路徑下的強(qiáng)度變化 取SCSTC達(dá)到最大強(qiáng)度的時(shí)間為“0”時(shí)刻，時(shí)間間隔為距離SCSTC最大強(qiáng)度時(shí)刻的時(shí)間，正值為達(dá)到最大強(qiáng)度后的時(shí)間，負(fù)值為在最大強(qiáng)度之前的時(shí)間，細(xì)實(shí)線表示逐個(gè)SCSTC變化，粗實(shí)線表示所有SCSTC的平均值。

為更細(xì)致地分析SCSTC的強(qiáng)度變化，現(xiàn)對比不同等級的SCSTC強(qiáng)度變化特征(圖8)，不同等級的SCSTC的生命史長度見表2。從多個(gè)不同等級的SCSTC的最低中心氣壓平均結(jié)果來看(圖8a、8b)，STY平均中心氣壓可在短時(shí)間內(nèi)從998 hPa降到960 hPa，變化幅度達(dá)38 hPa，平均氣壓變化率在強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)可達(dá)-6 hPa/(6 h)，生命史較長，平均約為9.40 d。TY平均氣壓變化范圍為971～1 003 hPa，平均生命史約為7.08 d。STS平均氣壓變化范圍為986～1 003 hPa，平均生命史約為5.49 d。TS平均氣壓變化范圍為993～1 003 hPa，平均生命史較短，約為4.25 d。TD是五個(gè)等級中頻數(shù)最多的一類，約占SCSTC的38.9%，此類SCSTC生命史較短，平均約為3.29 d，也存在強(qiáng)度二次加強(qiáng)的情況，且部分TD級別的SCSTC二次降壓過程中氣壓的變化幅度大于第一次降壓。

對比不同路徑不同強(qiáng)度等級的SCSTC的生命史和強(qiáng)度變化(圖8c～8f，表2)，可發(fā)現(xiàn)東北走向和西/西北走向各等級的SCSTC的生命史長度和二次加強(qiáng)的強(qiáng)度的差異都很大。從生命史長度的角度來看(表2)，除TD等級外，其余各等級的東北走向的SCSTC的平均生命史均比西/西北走向的SCSTC長，其中TY的生命史長度差距最大，差值約為2.67 d。從強(qiáng)度的角度來看，東北走向的各等級的SCSTC的平均強(qiáng)度均比對應(yīng)等級的西/西北走向的SCSTC要強(qiáng)，同時(shí)可發(fā)現(xiàn)兩種路徑差異最明顯的強(qiáng)度等級就是TY和STY，東北走向的TY的生命史較長，且存在強(qiáng)度二次加強(qiáng)的現(xiàn)象，兩次降壓過程間隔的時(shí)間較長，最低中心氣壓變化緩慢，與西/西北走向的SCSTC相比，第二次降壓幅度更大，平均降壓幅度約為4 hPa，西北走向的TY雖然也存在二次降壓過程，但二次降壓現(xiàn)象并不明顯。同時(shí)也能看出，雖然STY頻數(shù)較少，但不同路徑的STY的區(qū)別也很明顯，且主要也是在降壓過程，東北走向的STY在第一次降壓過程迅速連貫，在氣壓降到最低值后逐漸回升，之后也存在多次降壓的過程，且降壓幅度較大，氣壓變化率大。與東北向STY不同的是，西/西北走向的STY的第一次降壓過程并不迅速，降壓速度較緩慢，且存在在某一氣壓值維持一段時(shí)間再繼續(xù)加強(qiáng)的現(xiàn)象，在強(qiáng)度達(dá)最大，氣壓降到最低值之后，西/西北走向STY的氣壓迅速回升，二次降壓現(xiàn)象并不明顯。

表2 不同強(qiáng)度等級的SCSTC的平均生命史(d)

圖8 1949—2019年不同等級不同路徑的SCSTC的強(qiáng)度變化和強(qiáng)度變化率均值 取SCSTC達(dá)到最大強(qiáng)度時(shí)刻的時(shí)間為“0”時(shí)刻，時(shí)間間隔為距離TC最大強(qiáng)度時(shí)刻的時(shí)間，正值為達(dá)到最大強(qiáng)度后的時(shí)間，負(fù)值為在最大強(qiáng)度之前的時(shí)間。

3.3 SCSTC源地特征

從SCSTC源地經(jīng)緯度分布圖來看(圖9)，SCSTC源地的緯度位置有一定的季節(jié)性特征，隨月份的變化會經(jīng)歷一個(gè)先北抬后南撤的過程，與副高脊線的移動規(guī)律一致，同時(shí)由于TC的形成需要一定的地轉(zhuǎn)偏向力的作用使之產(chǎn)生強(qiáng)大的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的水平渦旋，所以赤道地區(qū)大部分的SCSTC都在5°N以北地區(qū)生成。從4月開始，隨著SCSTC頻數(shù)的增多，源地的緯度范圍明顯擴(kuò)大并整體向高緯地區(qū)移動，最北可至25°N附近(即此時(shí)處于南海以北的周邊海域)，7—9月SCSTC源地集中在10～25°N，8月在副高脊線達(dá)最北時(shí)，SCSTC源地緯度范圍達(dá)最大，約占15個(gè)緯距，其中SCSTC的高發(fā)區(qū)主要集中在15～20°N，從10月開始SCSTC源地的集中區(qū)逐漸南撤，SCSTC的頻數(shù)也逐月減少，且源地緯度范圍逐漸變窄。從不同移動路徑的角度來看，東北走向的SCSTC的緯度范圍集中在6～25°N，其中10～21°N是高發(fā)區(qū)，西/西北走向的SCSTC的緯度范圍集中在6～25°N，其中10～19°N是高發(fā)區(qū)，整體而言東北向的SCSTC源地的主要集中區(qū)域的緯度位置比西/西北向的SCSTC更偏北2～3個(gè)緯距，隨季節(jié)變化緯度的變化范圍也更大，同時(shí)結(jié)合圖5副高脊線的逐月變化可發(fā)現(xiàn)，東北走向的SCSTC的源地位置受副高脊線的位置的影響不大，在副高脊線的南北兩側(cè)均有生成，而西/西北走向的SCSTC主要在脊線南側(cè)生成。

圖9 不同路徑的SCSTC源地位置的逐月分布 線框?yàn)樯舷滤姆治?，延長線上的上下邊界分別最大值和最小值，圖中僅為一條“—”的部分代表只有一個(gè)SCSTC生成或者多個(gè)SCSTC的源地的經(jīng)(緯)度的值一樣。

SCSTC源地的經(jīng)度范圍隨季節(jié)的變化也存在小幅度的先東移后西退的變化，4—8月，隨著月份的增加，SCSTC源地的經(jīng)度范圍總體是變大的，SCSTC源地的經(jīng)度位置略微東移，到8月SCSTC頻數(shù)達(dá)峰值的時(shí)候，經(jīng)度范圍達(dá)最大，在108～122°E，跨越14個(gè)經(jīng)距，主要生成區(qū)集中在114～119°E，從9月開始，經(jīng)度范圍總體縮小，源地位置逐漸西移，其中1月SCSTC的經(jīng)緯度位置都偏東、偏北，但考慮到1月的臺風(fēng)數(shù)太少，其特征缺乏典型性。從不同移動路徑的角度來看，東北向SCSTC的經(jīng)度范圍集中在108～122°E，其中112～118°E是高發(fā)區(qū)，在夏初和秋季經(jīng)度跨度較大，占7～9經(jīng)距，盛夏時(shí)節(jié)的源地經(jīng)度范圍較小，僅占3～4個(gè)經(jīng)距；西/西北向SCSTC經(jīng)度范圍集中在108～122°E，其中112～119°E是高發(fā)區(qū)，源地的經(jīng)度范圍隨季節(jié)的變化規(guī)律與東北向SCSTC相反，春秋季經(jīng)度范圍更窄，占3～4個(gè)經(jīng)距，盛夏時(shí)節(jié)經(jīng)度范圍有所擴(kuò)大，占4～5個(gè)經(jīng)距。

4 結(jié)論與討論

本文利用中國氣象局熱帶氣旋資料中心提供的熱帶氣旋中心最佳路徑數(shù)據(jù)集，選取南海及其周邊海域(105～120°E，5～25°N)作為研究對象，利用1949—2019年共71年南海熱帶氣旋(SCSTC)的各要素?cái)?shù)據(jù)資料對不同路徑的SCSTC從頻數(shù)、源地、強(qiáng)度等角度進(jìn)行分析，得出以下主要結(jié)論。

(1)1949—2019年共71年的SCSTC頻數(shù)整體呈現(xiàn)下降的趨勢，西北走向的SCSTC比東北走向的SCSTC的下降趨勢更顯著；TD的頻數(shù)下降得最明顯，TS頻數(shù)呈現(xiàn)弱上升趨勢。不同路徑走向的SCSTC的頻數(shù)特征有明顯差異，東北走向的SCSTC整體頻數(shù)較少，峰值月份集中在5月、6月，頻數(shù)的逐月變化與副高脊線位置的移動趨勢的關(guān)系并不明顯；西/西北走向的SCSTC的頻數(shù)較多，約占總數(shù)的76%，峰值月份集中在8月、9月，其頻數(shù)變化趨勢與西太平洋副熱帶高壓脊線位置的移動趨勢吻合，從5月開始副高脊線逐漸北抬，西/西北走向的SCSTC的生成數(shù)也隨之增加，并在8月副高脊線北抬至最北28°N時(shí)，西/西北走向的SCSTC頻數(shù)達(dá)到峰值，隨后隨著副高脊線的南移，生成的SCSTC數(shù)也逐漸減少，而東北走向的SCSTC受副高脊線移動的影響不大。

(2)從強(qiáng)度方面來看，東北走向的各等級的SCSTC比西/西北走向的SCSTC平均生命史更長，強(qiáng)度更強(qiáng)，且存在明顯的強(qiáng)度二次加強(qiáng)的現(xiàn)象，兩者的差異最明顯的強(qiáng)度等級就是TY和STY等級，東北走向的TY的生命史較長，且存在強(qiáng)度二次加強(qiáng)的現(xiàn)象，兩次降壓過程間隔的時(shí)間較長，西北走向的TY二次降壓現(xiàn)象并不明顯。東北走向的STY在強(qiáng)度達(dá)最大、中心氣壓降到最低之后，也存在多次降壓的過程，且降壓幅度較大，氣壓變化率大。西/西北走向的STY的第一次降壓過程并不迅速，降壓速度較緩慢，且存在在某一氣壓值維持一段時(shí)間再繼續(xù)加強(qiáng)的現(xiàn)象，在強(qiáng)度達(dá)最大，氣壓降到最低值之后，西/西北走向STY的氣壓迅速回升，且二次降壓現(xiàn)象并不明顯。

(3)不同路徑走向的SCSTC的源地位置也有一定程度的季節(jié)性差異，兩者源地的緯度位置隨著季節(jié)的變化都有一個(gè)先北抬后南撤的過程，與副高脊線的移動規(guī)律相符合，但東北走向SCSTC緯度位置的高發(fā)區(qū)(10～21°N)比西/西北走向SCSTC的高發(fā)區(qū)(10～19°N)更偏北2～3個(gè)緯距，同時(shí)，西/西北走向SCSTC經(jīng)度范圍隨季節(jié)的變化規(guī)律與東北走向的SCSTC相反，春秋季經(jīng)度范圍較窄，占3～4個(gè)經(jīng)距，盛夏時(shí)節(jié)經(jīng)度范圍有所擴(kuò)大，占4～5個(gè)經(jīng)距。

值得注意的是，本文著重對1949—2019年共71年的SCSTC的頻數(shù)、強(qiáng)度、源地、路徑等統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行了分析，總結(jié)出了SCSTC的移動、分布等統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但對其統(tǒng)計(jì)規(guī)律背后的機(jī)理、環(huán)流背景的分析缺乏深入的研究，同時(shí)SCSTC與西北太平洋TC的對比工作也值得進(jìn)一步展開，綜合對比由南海產(chǎn)生的TC與西北太平洋產(chǎn)生的TC兩者在環(huán)流背景、統(tǒng)計(jì)特征方面的異同點(diǎn)，從而有利于更好地了解SCSTC的特殊性。