溫州機場臺風影響特征分析

陳志平

(民航溫州空中交通管理站,浙江溫州325024)

0 引 言

熱帶氣旋是生成于熱帶或副熱帶洋面上,具有有組織的對流和確定的氣旋性環流的非鋒面性渦旋的統稱,根據其底層中心附近最大平均風速的大小,可將其分為熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風、強臺風和超強臺風。溫州機場地處東海之濱,每年都會受到熱帶氣旋的侵襲,侵襲期間往往會帶來大風、暴雨等災害性天氣,給飛行安全帶來很大的影響。通過對溫州機場歷年地面氣象觀測資料的統計,由熱帶氣旋給機場帶來的大風、暴雨絕大多數是由臺風引起的,故本文只對臺風的影響作統計分析。

1 臺風影響個數及變化特征

根據對溫州機場1990—2008年地面氣象觀測資料的統計,影響溫州機場的臺風(指發生8級以上大風或暴雨時,下同)共有40個,約占期間臺風總數(285個)的14.0%,年平均影響數約2.1個(見表1)。從表1中可以看出,影響溫州機場的臺風個數在近5年有明顯增多的趨勢。

從季節性變化來看,影響溫州機場的臺風發生在4—10月份,臺風影響個數以8月份為最多,共有16個,占臺風影響總數的40.0%;9月份次之,共有11個,占臺風影響總數的27.5%;7月份居第3位,有7個,占臺風影響總數的17.5%(見表2)。可知,影響溫州機場的臺風集中發生在7—9月,共有34個,占臺風影響總數的85.0%。另外,從表2還可看出,出現大風的臺風個數全部發生在6—9月份;出現暴雨的臺風個數集中發生在7—9月份,共有24個,占臺風影響總數的60.0%。

2 臺風天氣

臺風所伴隨的天氣現象主要有大風、暴雨及海上引起的風暴潮,它們往往給飛行安全帶來很大的影響。

2.1 大風

據統計,1990—2008年給溫州機場帶來大風的臺風共有24個,占期間臺風影響總數的60.0%,年平均影響個數為1.3個。從表3可以看出,2004—2008年這5年里有明顯增多的趨勢,共有13個,占19年臺風大風影響總數的54.2%。從表2可知,大風全部發生在6—9月份,尤以8月份為最多,共有13個,占臺風大風影響總數的54.2%,9月份次之有6個,占臺風大風影響總數的25.0%,7月份居第3位,有4個,占臺風大風影響總數的16.7%。從風力大小分布看,給機場帶來8～9級風力的臺風個數有16個,10～11級風力的臺風有3個,12級以上風力的臺風有5個。

表3 溫州機場1990—2008年臺風影響大風個數

出現大風極值時對應的風向分布情況見圖1,可以看出東北風 (40°—50°)和偏南風(170°—190°)為出現最多,各有5次,各占所有風向次數(27 次)的 18.5%;其次是偏東風(80°—100°)和東北偏東風(60°—70°),各有 4次,各占所有風向次數的14.8%;其它風向均沒有超過兩次,其中110°—160°、220°—250°和310°—340°風向范圍均無大風影響。

圖1 出現大風極值時對應的風向分布

另外,臺風的風力有很明顯的陣性特點,有時狂風呼嘯,有時卻風平浪靜。其風速分布也并不均勻,這與臺風周圍的氣壓場分布有關。一般而言,臺風的右前方往往和副熱帶高壓相鄰,水平氣壓梯度最大,最大風速區也出現在這里。臺風登陸后,由于摩擦作用和水汽供應減少,強度就會減弱,風力也隨之減小。盡管如此,臺風登陸后出現12級以上的大風還是經常可見的。如1994年第17號臺風(FRED)、1996年第8號臺風(HERB)、2004年第14號臺風(RANANIM)分別在瑞安、福鼎、臺州登陸,它們在登陸后繼續給溫州機場帶來了12級以上的大風。

2.2 暴雨

據統計,1990—2008年給溫州機場帶來暴雨的臺風共有29個,較臺風大風的影響個數多5個,占期間臺風影響總數的72.5%,年平均影響個數為1.5個(見表4)。與大風的規律類似,2004—2008年這5年里暴雨有明顯增多的趨勢,共有13個,占19年臺風暴雨影響總數的44.8%。從表2可知,臺風暴雨全部發生在4—10月份,集中出現在7—9月份,共有 24個,占臺風暴雨影響總數的82.8%。

據有關資料統計,臺風暴雨的強度是各類暴雨系統中最強的。溫州機場也不例外,1990—2008年溫州機場共發生14次100 mm以上的暴雨,其中由臺風引起的暴雨就有11次,占78.6%,最強的一次暴雨發生在2005年7月20日,24 h降水量達198.8 mm,此次暴雨就是由2005年第5號臺風“海棠”登陸福建連江后發生的。影響溫州機場的臺風降水有4類：(1)臺風眼區周圍云墻區降水;(2)臺風眼區外圍螺旋云雨帶降水;(3)臺風和其它系統相互作用產生的降水;(4)與臺風相聯系的熱帶云團的降水。前兩種降水隨臺風一起移動,第三種降水往往出現在臺風移動的前方,最后一種降水出現在熱帶氣旋的后方。登陸后熱帶氣旋暴雨常常會突然增幅,如上述由臺風引起的11次暴雨中,臺風登陸后的雨量明顯多于登陸前的共有7次,這是我們在實際工作中需特別引起注意的現象。臺風暴雨是臺風登陸之后最主要的災害性天氣。從衛星云圖分析的觀點看,產生的暴雨通常位于其密蔽云區、外圍螺旋云帶、熱帶氣旋倒槽云系及它與其它天氣系統云系(如鋒面云系、南支槽云系等)相互作用的地方,降水范圍大小與強對流云區大小比較一致。

表4 溫州機場1990—2008年臺風影響暴雨個數

2.3 風暴潮

風暴潮是由于劇烈的大氣擾動,如強風和氣壓驟變(通常指臺風和溫帶氣旋等災害性天氣系統)導致海水異常升降,使受其影響的海區的潮位大大地超過平常潮位的現象。根據風暴的性質,通常分為由臺風引起的臺風風暴潮和由溫帶氣旋引起的溫帶風暴潮兩大類。臺風風暴潮,多見于夏秋季節,其特點是：來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。

臺風風暴潮能否成災,在很大程度上取決于其最大風暴潮位是否與天文潮高潮相疊,尤其是與天文大潮期的高潮相疊。如果最大風暴潮位恰與天文大潮的高潮相疊,則會導致發生特大潮災,如1994年第17號臺風(FRED),于8月21日22時30分在溫州市瑞安梅頭鎮登陸,登陸時近中心最大瞬時風速已超過測風儀最大量程(50 m/s)范圍,又正值農歷7月15日大潮,形成了狂風、暴雨、大潮“三碰頭”。浙東南沿江多處超過警戒水位,達百年一遇的歷史最高潮位,損失極為慘重。溫州、臺州降雨都在200 mm以上,其中樂清市砩頭站日降雨620 mm。溫州機場由于沿海堤壩決口,海水倒灌,被淹沒在一片汪洋中,被迫關閉半個多月。浙江全省共有10個市地 48個縣市遭受臺風襲擊,受災1392.82萬人,成災人口835.62萬人,有184個城鎮進水,被洪水圍困217萬人,死亡1126人,倒塌民房208306間,受災農田50.21萬hm2,直接經濟損失177.6億元。圖2是1994年第17號臺風移動路徑圖,圖3是1994年第17號臺風登陸前的衛星云圖。

圖2 1994年第17號臺風移動路徑圖

圖3 1994年第17號臺風登陸前云圖

3 臺風移動

臺風移動的方向和速度取決于作用于臺風的動力。這種動力分內力和外力兩種,內力是臺風范圍內因地轉偏向力差異引起的向西北方向的合力,外力是臺風外圍環境流場對臺風渦旋的作用力,最明顯的是北半球副熱帶高壓南側偏東氣流的引導作用。內力主要在臺風初生成時起作用,外力則是操縱臺風移動的主導作用力,因而臺風基本上自東向西移動。由于副高的形狀、位置、強度變化以及其它因素的影響,致使臺風移動路徑變得多種多樣。以西北太平洋西部地區臺風的移動路徑為例,其路徑大致分為3條：(1)西移路徑。臺風從菲律賓以東洋面一直向西移動,經過南海,在華南沿海、海南島或越南一帶登陸;(2)西北移路徑。臺風從菲律賓以東洋面向西北偏西方向移動,在我國臺灣、福建一帶登陸;或從菲律賓以東洋面向西北方向移動,穿過琉球群島,在浙江一帶登陸,然后在我國消失;(3)轉向路徑。臺風從菲律賓以東洋面向西北方向移動,到達我國東部海面或在我國沿海地區登陸,然后轉向東北方向移去,路徑呈拋物線狀。臺風移動路徑隨季節而有所不同,夏季多為西北移路徑,其它季節多為西移路徑和轉向路徑。

筆者對1990—2008年影響溫州機場的全部40個臺風的移動路徑進行了統計,結果是西北移路徑最多,共有26個,占總數的65.0%;轉向路徑和西移路徑分別有9個和5個,各占總數的22.5%和12.5%。從登陸情況看,西北移路徑和西移路徑的35個臺風全部登陸,占臺風影響總數的87.5%。

4 臺風對飛行的影響

飛機在臺風中飛行,可遇到嚴重的顛簸、大雨、惡劣的能見度和猛烈的風暴,在進近著陸時近地面有強陣風、強側風等嚴重危及飛行安全的天氣。圖1中偏東風(80°—100°)和東北偏東風(60°—70°)共有8次,占所有風向次數(27次)的29.6%,這樣的風向與跑道磁方位(32°—212°)夾角較大,具有明顯的大風側風。大風側風使飛機的起飛和著陸變得相當復雜,飛機在側風中滑跑時,由于兩翼所受風的作用力不相同,會產生傾斜力矩和轉彎力矩,飛行員必須向側風方向壓桿,以消除傾斜力矩,向側風的反方向蹬舵以消除轉彎力矩,一旦修正不當,就會發生意外或事故,嚴重危及飛機和乘客的安全。所以,因側風太大而關閉機場的事時有發生。據統計,溫州機場自1990年通航以來,因臺風天氣導致機場關閉的現象屢見不鮮,目的就是避免飛機在上述危險天氣條件下飛行,以確保飛行安全。

圖4 飛機側風著陸示意圖

5 結 語

通過以上分析,得出如下結論：

(1)影響溫州機場的臺風個數年平均有2.1個,且在近5年有明顯增多的趨勢,影響時間在4—10月份,且集中發生在7—9月。

(2)給溫州機場帶來大風的臺風個數年平均為1.3個,出現在6—9月份。出現大風時對應的風向分布為東北風和偏南風出現最多,其次是偏東風和東北偏東風。

(3)給溫州機場帶來暴雨的臺風個數年平均為1.5個,發生在4—10月份,且集中出現在7—9月份。

(4)臺風移動的方向和速度取決于作用于臺風的動力。影響溫州機場的臺風移動路徑主要有3種,即西北路徑、轉向路徑和西移路徑,其中尤以西北路徑出現最多,其次分別是轉向路徑和西移路徑。

(5)飛機在臺風中飛行,可遇到嚴重的顛簸、大雨、惡劣的能見度和猛烈的風暴,在進近著陸時近地面有強陣風、強側風等嚴重危及飛行安全的天氣,因此應避免在臺風中飛行。

[1] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學原理和方法.北京：氣象出版社,1992：735-736.

[2] 趙樹海.航空氣象學.北京：氣象出版社,1994：45-46.

[3] 1990-2008年溫州機場地面氣象觀測資料.

[4] 中國災害性天氣數據庫(中國氣象科學研究院網站).

[5] CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數據集(中國臺風網).