1640—1949年影響江浙滬地區超強臺風序列的重建

張 森 楊煜達

(復旦大學歷史地理研究中心,上海 200433)

一、 引 言

臺風作為一種嚴重的自然災害,其登陸前后帶來的強風、暴雨和風暴潮是致災的主要原因(1)陳聯壽、丁一匯: 《西太平洋臺風概論》,科學出版社1979年版,第1頁。,其中尤以超強臺風(底層中心附近最大平均風速≥51.0米/秒,也即16級或以上(2)《熱帶氣旋等級》國家標準GB/T 19201—2006。)所造成的影響最為劇烈。據統計,全世界每年平均生成80個以上的臺風,其中西北太平洋每年有28.2個,能發展成超強臺風的有2—3個,常常造成非常嚴重的損失。(3)鄭文榮、李江南、蔡建春等: 《西北太平洋超強臺風時空分布特征及其成因》,《海洋預報》2009年第4期。如2006年0608號超強臺風“桑美”(Saomai)和2019年1909號超強臺風“利奇馬”(Lekima),均給我國造成了數百億的直接經濟損失。(4)中國氣象局編: 《熱帶氣旋年鑒2006》,氣象出版社2008年版,第99頁;中國氣象局編: 《熱帶氣旋年鑒2019》,氣象出版社2021年版,第79—80頁。研究超強臺風的活動規律,對于沿海地區防災減災有重要意義。

20世紀70年代以來,全球陸海表溫度持續升高,引起了人們越來越多的關注。臺風與全球氣候變化密切相關,超強臺風頻數及強度的長期變化也越發成為研究的重點。(5)IPCC, Climate change 2013: The physical science basis, Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2013, p.1535. James P. Kossin, Kenneth R. Knapp, Timothy L. Olander, et al., Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, PNAS, 2020, Vol.117, No.22, pp.11975-11980. 馬麗萍、陳聯壽、徐祥德: 《全球熱帶氣旋活動與全球氣候變化相關特征》,《熱帶氣象學報》2006年第2期;廖淦標、范代讀: 《全球變暖是否導致臺風增強: 古風暴學研究進展與啟示》,《科學通報》2008年第13期;雷小途、徐明、任福民: 《全球變暖對臺風活動影響的研究進展》,《氣象學報》2009年第5期;張嬌艷、吳立廣、張強: 《全球變暖背景下我國熱帶氣旋災害趨勢分析》2011年第4期。有發現認為超強臺風的活動規律與一般臺風存在較大差異,甚至完全相反(6)Emanuel Kerry, Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years, Nature, 2005, Vol.436, No.7051, pp.686-688. P. J. Webster, J. G. Holland, J. A. Curry, et al., Changes in tropical cyclone number, duration, and intensity in a warming environment, Science, 2005, Vol.309, No.5742, pp.1844-1846. IPCC, Climate change 2007: Synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2007, p.104.袁金南、林愛蘭、劉春霞: 《60年來西北太平洋上不同強度熱帶氣旋的變化特征》,《氣象學報》2008年第2期等。;當然,也有學者持有異議(7)Liguang Wu, Bin Wang, Shuqin Geng, Growing typhoon influence on east Asia, Geophysical Research Letters, 2005, Vol.32, Issue 18. Johnny C. L. Chan, Comment on “changes in tropical cyclone number, duration, and intensity in a warming environment”, Science, 2006, Vol.311, Issue 5768, p.1713. John A. Knaff, Charles R.Sampson, Reanalysis of West Pacific tropical cyclone maximum intensity 1966-1987, 27th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology,Monterey, 2006, Vol.5;曹楚、彭加毅、余錦華: 《全球氣候變暖背景下登陸我國臺風特征的分析》,《南京氣象學院學報》2006年第4期;王小玲、任福民: 《1957—2004年影響我國的強熱帶氣旋頻數和強度變化》,《氣候變化研究進展》2007年第3期等。。在全球變暖、極端天氣氣候事件頻發的背景下(8)IPCC, Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2021.,探討臺風,尤其是影響最大的超強臺風的活動變化規律,對更有效防范和應對臺風災害意義重大。

由于技術限制,氣象衛星出現后臺風數據資料才逐漸完備,因此目前的研究局限在數十年時間尺度,且不同研究對于超強臺風演變趨勢的結論差異頗大。(9)任福民、吳國雄、王小鈴等: 《近60年影響中國之熱帶氣旋》,氣象出版社2011年版,第129—134頁。要想探討更長時間段的超強臺風活動規律,分析其與一般臺風之間是否存在顯著差別,需要借助其他代用資料,歷史文獻即是其中之一。中國傳統文獻中保留有大量相關信息,利用其進行歷史時期的臺風研究已取得一系列重要成果。陳仲良(Johnny C. L. Chan)(10)Johnny C. L. Chan, Jiu-En Shi, Frequency of typhoon landfall over Guangdong Province of China during the period 1470-1931, International Journal of Climatology, 2000, Vol.20, Issue 2, pp.183-190.、廖淦標(Kam-biu Liu)(11)Kam-biu Liu, Caiming Shen, Kin-sheun Louie, A 1 000-year history of typhoon landfalls in Guangdong, Southern China, reconstructed from Chinese historical documentary records, Annals of the Association of American Geographers, 2001, Vol.91, No.3, pp.453-464.、梁有葉(12)梁有葉、張德二: 《最近一千年來我國的登陸臺風及其與ENSO的關系》,《氣候變化研究進展》2007年第2期。較早利用歷史文獻建立了長時段臺風序列,但在資料的發掘與處理上尚有進一步深化的空間。王美蘇(13)王美蘇: 《清代入境中國東部沿海臺風事件初步重建》,復旦大學碩士學位論文,2010年。、潘威(14)潘威、王美蘇、滿志敏: 《清代江浙沿海臺風影響時間特征重建及分析》,《災害學》2011年第1期;潘威、王美蘇、滿志敏等: 《1644—1911年影響華東沿海的臺風發生頻率重建》,《長江流域資源與環境》2012年第2期;潘威、滿志敏、劉大偉等: 《1644—1911年中國華東與華南沿海臺風入境頻率》,《地理研究》2014年第11期;潘威、王一帆、白江濤等: 《1650—1900年代華東、日本入境臺風路徑變化及社會影響》,《第四紀研究》2021年第2期。、劉大偉(15)劉大偉: 《清代入境中國南部沿海臺風事件初步重建》,復旦大學碩士學位論文,2013年。、張向萍(16)張向萍: 《基于方志資料重建長江三角洲地區1644—1949年臺風歷史》,北京師范大學碩士學位論文,2011年;張向萍、葉瑜、方修琦: 《公元1644—1949年長江三角洲地區歷史臺風頻次序列重建》,《古地理學報》2013年第2期。、魏學瓊(17)魏學瓊、張向萍、葉瑜: 《長江三角洲地區1644—1949年重大臺風災害年辨識與重建》,《陜西師范大學學報(自然科學版)》2013年第4期。、孫力(18)孫力、畢碩本、潘威等: 《明清時期東南沿海地區的臺風重建及影響因素分析》,《華南師范大學學報(自然科學版)》2019年第6期。等利用地方志為主的多種歷史文獻制定臺風識別標準,實現了較長時段內臺風的均一識別。鄭微微等(19)鄭微微、唐晶、楊煜達: 《1815—1869年影響浙北地區臺風序列重建與路徑分析》,《地球環境學報》2014年第6期;鄭微微: 《古代日記在歷史臺風研究中的利用方法探析》,《中國歷史地理論叢》2018年第3輯。利用高分辨率的清代日記資料重建了1815—1869年間浙北地區的臺風序列,進一步提高了識別的準確性,并與現代臺風序列實現了有效對接。在序列重建之外,歷史時期典型臺風個案的研究也有諸多進展。(20)如葉瑜、方修琦、張向萍: 《1883年長江三角洲地區臺風災害事件重建》,《古地理學報》2010年第6期;顏停霞、畢碩本、魏軍等: 《清代長江三角洲地區重大臺風的對比分析》,《熱帶地理》2014年第3期;[日] 小林雄河、潘威: 《基于歷史文獻資料的17世紀以來東北亞臺風信息挖掘》,《地理研究》2016年第7期;滿志敏、劉大偉: 《清代登陸海南島臺風對西南地區的影響》,《云南大學學報(社會科學版)》2017年第4期;鄭微微、唐晶、成賽男: 《1895年華東一次遠距離臺風降水事件分析》,《歷史地理》第37輯,上海人民出版社2018年版,第41—50頁。

總體來看,目前學界在歷史時期臺風的識別及百年—多百年際演變規律等問題上已取得較大進展,但對超強臺風的重建尚付闕如。難點在于現代超強臺風是根據臺風眼附近平均最大風力判定的,而歷史時期的記載很難準確識別臺風眼位置。即使在有器測資料的近現代,在分辨率較高、監測范圍較大的氣象通信衛星出現前這也是一個難題。更難的是歷史文獻記載一定強度以上的風力所用詞匯和描述差別不大,無法區分特定強度以上不同大小的風力,也就無法進行臺風的分類識別。要識別歷史時期的超強臺風,需要尋找其他指標體系來實現。所以,本文試圖探索一種基于歷史文獻的歷史時期超強臺風識別方法,重建1640—1949年影響我國江浙滬地區的超強臺風序列,并通過與現代器測數據結果的對比,驗證其可靠性。

二、 區 域 與 資 料

(一) 研究區域

江浙滬地區是我國乃至全世界受臺風影響最嚴重的地區之一。如圖1所示,該區位于太平洋西岸,總體呈現南高北低的地勢特征。其中,北部以平原為主,地勢低平,絕大部分海拔在10米以下;南部以中低山地和丘陵為主,地勢自西南向東北傾斜,大部分海拔在200—1 000米(21)尤聯元、楊景春主編: 《中國地貌》,科學出版社2013年版,第604—610頁;徐偉、田玉剛、張勇等: 《綜合風險防范: 長江三角洲地區自然致災因子與風險等級評估》,科學出版社2014年版,第5頁。。該地區由于缺少高大山脈阻擋,超強臺風來襲時往往能夠長驅直入,并伴隨大風、暴雨和風暴潮等猛烈天氣現象,直接給當地帶來嚴重破壞,故而超強臺風是這一區域影響最大的自然災害之一。(22)秦大河主編: 《中國氣候與生態環境演變: 2021》,科學出版社2021年版,第90—91頁。此地又是12世紀以降中國經濟最發達的區域之一,每一次超強臺風襲擊都會造成巨額財產損失及人口傷亡,對區域社會穩定發展有嚴重影響。

(二) 研究資料

本文主要研究資料包括《中國三千年氣象記錄總集》(23)張德二主編: 《中國三千年氣象記錄總集》,江蘇教育出版社2013年版。、《中國氣象災害大典》有關部分(24)溫克剛主編: 《中國氣象災害大典·山東卷》,氣象出版社2006年版;《中國氣象災害大典·江蘇卷》,氣象出版社2008年版;《中國氣象災害大典·上海卷》,氣象出版社2006年版;《中國氣象災害大典·浙江卷》,氣象出版社2006年版;《中國氣象災害大典·福建卷》,氣象出版社2007年版。、《華東地區近五百年氣候歷史資料》(25)華東地區各省(市)氣象局、中央氣象局研究所編: 《華東地區近五百年氣候歷史資料》,1978年。、《中國歷代災害性海潮史料》(26)陸人驥編: 《中國歷代災害性海潮史料》,海洋出版社1984年版。、《長江三角洲自然災害錄》(27)劉昌森、于海英、王鋒等編: 《長江三角洲自然災害錄》,同濟大學出版社2015年版。以及江浙沿海地區現代氣象志及統計資料。《中國三千年氣象記錄總集》是目前公開出版的收錄地方志資料最為齊全的歷史氣候匯編資料,書中收錄了可用于識別歷史時期超強臺風的基本信息,包括發生的時間、地點及范圍。

文獻資料在收集整理過程中不可避免地存在遺漏,故在《中國三千年氣象記錄總集》相關資料之外,本文還采用了其他匯編資料進行校核和補充。《中國氣象災害大典》分省輯錄各省有歷史記載以來到現代的各種氣象災害,《華東地區近五百年氣候歷史資料》收集了明、清以來的有關材料,《中國歷代災害性海潮史料》在《中國古代潮汐資料匯編·潮災》的基礎上增加了大量浙江及蘇南的方志資料,《長江三角洲自然災害錄》系統收集了長江三角洲地區2 500年間的風暴潮、洪澇、干旱、饑荒等諸方面的災情概況,此四種資料可與《中國三千年氣象記錄總集》中的記錄互相驗證,查缺補漏,主要用于1640—1911年的歷史時期超強臺風序列重建。而1912—1949年部分,除使用《中國氣象災害大典》中的資料外,還使用《上海氣象志》(28)上海氣象志編纂委員會編: 《上海氣象志》,上海社會科學院出版社1997年版。《浙江省氣象志》(29)浙江省氣象志編纂委員會編: 《浙江省氣象志》,中華書局1999年版。《江蘇省志·氣象事業志》(30)江蘇省地方志編纂委員會編: 《江蘇省志·氣象事業志》,江蘇古籍出版社1997年版。以及部分民國時期報刊(31)《全國報刊索引》數據庫,https://www.cnbksy.com/。等補充核驗。

此外,本文用到的現代臺風數據包括臺風路徑數據及災情數據。其中,臺風路徑數據來源為浙江省水利局臺風路徑實時發布系統(32)浙江省水利局臺風實時路徑網,http://typhoon.zjwater.gov.cn/default.aspx。,它提供了1949年以來影響中國臺風的實時信息、預報路徑和歷史信息。臺風災情數據來源于中國氣象局中國熱帶氣旋災害數據集(33)中國氣象局: 《中國熱帶氣旋災害數據集》,http://data.cma.cn/analysis/taifeng.html。,該數據集整理了1954—1999年間影響中國臺風的編號、名稱、強度、登陸時間、農作物受災面積、受災人口、死亡人口、倒塌房屋、直接經濟損失等數據,可以為歷史時期超強臺風識別標準提供重要參考。

三、 超強臺風識別基礎

(一) 臺風強度與災害損失之間的關系

現代器測資料對臺風分級,最重要的指標是氣旋中心的風速等級。歷史時期缺乏可以識別風速的資料,故需要從臺風活動的其他特征著手,尋求相關替代指標。一般來說,強度越大的臺風造成的損失越大,在統計上會有明顯差異。根據殷潔等(34)殷潔、戴爾阜、吳紹洪等: 《中國臺風強度等級與可能災害損失標準研究》,《地理研究》2013年第2期。的研究,臺風強度等級(以每個臺風路徑點前2分鐘內的平均風速值為準)達到6級(平均風速≥51米/秒,風力≥16級,對應于《熱帶氣旋等級》國家標準中的超強臺風)時所造成的災害損失均值相比強度較低的臺風有明顯增加,尤其在農作物受災面積、死亡人口、受傷人口、緊急安置人口和直接經濟損失5個方面。且6級強度臺風造成的災害損失率相比其他等級臺風均有較明顯提升,表現在農作物受災率、人口受災率、人口死亡率、人口受傷率、房屋倒塌率等方面(表1)。由此看出,超強臺風造成的災害損失無論是損失均值還是損失率,相比其他等級臺風都有明顯增加。

表1 不同強度等級臺風損失均值與損失率

以上5個方面中,人口死亡尤其需要關注。高建華(35)高建華、朱曉東、余有勝等: 《我國沿海地區臺風災害影響研究》,《災害學》1999年第2期。統計表明,1949年以來影響我國的20次特大臺風災害當中,有16次死傷人數都接近甚至超過1 000人,有4次接近甚至超過1萬人(均為超強臺風,表2)。根據中國氣象局中國熱帶氣旋災害數據集(36)中國氣象局: 《中國熱帶氣旋災害數據集》,http://data.cma.cn/analysis/taifeng.html。統計,1949—1999年造成人口死亡數量最多的12次臺風中,10次是由強度最高的臺風(37)我國自1889年1月1日起使用國際規定的熱帶氣旋名稱和等級標準,此前,國際規定的臺風(中心風力12級以上),我國稱為強臺風。2006年實行《熱帶氣旋等級》國家標準(GB/T 19201—2006)之后,才進一步劃分了超強臺風(底層中心附近最大平均風速≥51.0米/秒,也即16級或以上)。參見劉紀元: 《我國從今年起開始采用國際熱帶氣旋名稱和等級標準》,《海洋預報》1989年第1期。造成,占比高達83.3%。可見超強臺風所造成的嚴重的人口死亡后果是其影響最突出的表現形式之一。

表2 1949以來影響我國的20次特大臺風災害災情統計

隨著沿海地區基礎設施建設水平的提高以及人們防災減災意識的加強,目前超強臺風對我國造成的人口死亡數已大大降低。2019年超強臺風“利奇馬”,其強度在1949年以來所有登陸浙江的臺風中排名第三,但造成的人口死亡數已降到65人(38)中國氣象局編: 《熱帶氣旋年鑒2019》,氣象出版社2021年版,第7、80頁。,遠低于之前的超強臺風。但從亞洲其他發展中國家的情況可看出超強臺風仍會給當地造成嚴重的人口死亡事件。1991年,氣旋Gorky(JTWC編號: 02B)以大約70米/秒的速度襲擊了孟加拉國東南部的吉大港地區,引發6米多高的風暴潮,造成至少138 866人喪生,多達1 000萬人無家可歸。(39)A. M. Chowdhury, A. U. Bhuyia, A. Y. Choudhury, et al., The Bangladesh cyclone of 1991: why so many people died, Disasters, 1993, Vol.17, Issue 4, pp.291-304.2008年,氣旋Nargis(JTWC編號: 01B)最高風速達到60米/秒,造成緬甸有史以來最嚴重的自然災害,官方死亡人數估計超過130 000人(40)Hermann M. Fritz, Christopher D. Blount, Swe Thwin, et al., Cyclone Nargis storm surge in Myanmar, Nature Geoscience, 2009, Vol.2, pp.448-449.,受災最嚴重的村莊,峰值死亡率超過80%(41)Hermann M. Fritz, Christopher D. Blount, Swe Thwin, et al., Cyclone Nargis survey in Myanmar’s Ayeyarwady River delta, AGU Fall Meeting Abstracts, 2008.。

同樣在歷史時期,江浙滬地區由于捍海堤、防潮堤相對落后,加上人們居住房屋和交通船只大多為木質結構,抗風能力薄弱,一旦遭遇超強臺風帶來的極強風、雨襲擊,往往會造成十分慘烈的人口死亡。如乾隆十二年(1747)農歷七月十四,一次臺風造成僅上海縣、南匯縣就“溺死二萬余人”(42)嘉慶《松江府志》卷八〇《祥異》,《中國地方志集成·上海府縣志輯》第2冊,上海書店出版社2010年版,第870—871頁。;咸豐四年(1854)農歷七月初三,一次臺風襲擊浙江溫嶺,當地“水如山立,倏忽之間,陸地成海。淹死男婦五六萬計,積尸遍野,廬舍無存”(43)〔清〕 丁虞: 《甲寅海溢記》,光緒《黃巖縣志》卷三八《變異》,《中國地方志集成·浙江府縣志輯》第51冊,上海書店出版社1993年版,第747頁。。由此可知,歷史時期由于技術水平的限制,臺風往往導致嚴重的人口死亡事件。超強臺風作為臺風中等級最高、破壞力最強的一種,造成的人口死亡勢必更多,死亡人數是識別歷史時期超強臺風最有效的指標之一。

歷史文獻中提及臺風活動,主要是從災害損失的角度來記載,一般會有較多的人口和財產損失內容。災害損失的多少,實際可以成為識別歷史時期超強臺風標準的重要依據。綜合利用災害損失程度反映臺風等級,是識別歷史時期超強臺風的可資之法。

(二) 臺風影響范圍與時間

現代研究表明在臺風中經常出現局地性強烈天氣,它們在一定范圍內帶來狂風驟雨,釀成災害,范圍一般在200—300千米。(44)陳聯壽、丁一匯: 《西太平洋臺風概論》,科學出版社1979年版,第462頁。位于中國東部和北部海域的臺風最大風速半徑概率密度分布峰值在100千米附近,且臺風最大風速半徑與臺風強度存在一定相關性。(45)向純怡、吳立廣、田偉等: 《多平臺熱帶氣旋表面風場資料在臺風結構分析中的應用》,《氣象》2016年第11期。經計算,清代江蘇、浙江相鄰兩府治間的直線距離大部分在50—150千米(表3)。因此,當相鄰府在特定時間內都出現相關記載時,可以認為是受同一次超強臺風事件影響。

表3 清代華東地區部分相鄰府間直線距離

影響時間上,徐明等(46)徐明、楊秋珍、應明等: 《影響華東臺風500年歷史資料重建方法》,《中國氣象學會2007年年會氣候變化分會場論文集》,2007年。將兩地受臺風影響時間間隔不超過2天作為判斷臺風發生次數的標準之一。有學者統計了7—8月登陸我國的熱帶氣旋陸上維持時間與登陸時的強度關系,表明熱帶氣旋登陸維持時間與登陸時的風速成正比,較弱的熱帶氣旋維持時間短,越強的熱帶氣旋維持時間越長。故此,將一次超強臺風的影響時間間隔定為“不超過3天”。(47)李英、陳聯壽、張勝軍: 《登陸我國熱帶氣旋的統計特征》,《熱帶氣象學報》2004年第1期。

要之,可將3天內相鄰府內出現相關記載的視為受同一次超強臺風影響。當然,也存在個別影響時間超過3天的超強臺風,需要具體分析,一般根據記載的時間和地點變化判斷是否為同一次。

綜上,根據歷史文獻的記載特征,結合現代臺風研究成果,擬定識別歷史時期超強臺風的標準與方法,包括臺風風力表現、造成人口死亡、社會經濟影響以及影響范圍四方面。其中,社會經濟影響包括房屋損毀、農作物損失、官民賑災行為。死亡人口和農作物受災面積作為歷史時期社會發展的重要元素,在歷史文獻中也有較詳細記載,可以用來作為識別歷史時期超強臺風的重要指標。而與現代相比,歷史時期江浙滬地區的房屋抗風雨能力嚴重不足,在超強臺風襲擊下,大量的房屋損毀也是超強臺風影響的重要表現。除此之外,官府或民間是否有賑濟行為也是反映一次災情程度的補充指標,中國古代歷代政府在兇荒之后,大都會頒布蠲緩賦役的詔令,這是例行的政策。(48)鄧云拓: 《中國救荒史》,商務印書館2017年版,第300頁。

四、 超強臺風識別標準

(一) 臺風風力表現

歷史文獻中直接表現風力程度的記載,包括“大風雨”“疾風暴雨”“颶風大作”“大風拔木”等描述。如康熙二十九年(1690)黃巖縣“颶風拔木覆廬,縣堂壞”(49)光緒《黃巖縣志》卷三八《變異》,《中國地方志集成·浙江府縣志輯》第51冊,上海書店1993年版,第746頁。,乾隆十二年(1747)牟平縣“七月十五日,烈風暴雨,拔木偃禾”(50)民國《牟平縣志》卷一〇《通紀》,《中國地方志集成·山東府縣志輯》第55冊,鳳凰出版社2004年版,第426頁。等。

根據我國2012年發布的《風力等級》國家標準(51)《風力等級》國家標準GB/T 28591—2012。,當風力達到10級(24.5—28.4米/秒)時,已出現拔起樹木等地面物象。而臺風風力在12級(32.7—36.9米/秒)及以上,單憑歷史文獻中“大風拔木”等類似描述就不足以完全區分超強臺風和一般臺風,必須借助其他標準。

現代研究表明,臺風風暴潮大小與臺風強度密切相關(52)陳長勝、秦曾灝: 《江浙沿海模型臺風暴潮的數值模擬》,《山東海洋學院院報》1985年第1期;端義宏、朱建榮、秦曾灝等: 《一個高分辨率的長江口臺風風暴潮數值預報模式及其應用》,《海洋學報(中文版)》2005年第3期;朱軍政、徐有成: 《浙江沿海超強臺風風暴潮災害的影響及其對策》,《海洋學研究》2009年第2期。,超強臺風無一例外會帶來嚴重的風暴潮,所以歷史文獻記載中對于潮溢、風暴潮現象的描述可以作為強風力的一種體現,包括“海溢”“潮溢”“海潮大作”“海潮突漲數丈”等。如順治十一年(1654)嘉定縣“六月二十一日,大風雨,海溢,平地水深丈余”(53)康熙《嘉定縣志》卷三《祥異》,《中國地方志集成·上海府縣志輯》第7冊,上海書店出版社2010年版,第490頁。,道光十五年(1835)余姚市“七月,大風雨,壞塘堤,沒廬舍,溺死沿海人畜無算”(54)民國《余姚六倉志》卷九《災異》,《中國地方志集成·鄉鎮志專輯》第25冊,上海書店1992年版,第311頁。等。

(二) 臺風造成的人口死亡

人口死亡情況嚴重通常表現為達到“數千人”“萬計”“無算”“不可勝記”等。如康熙四年(1665)七月三日,東臺縣“颶風大作,折木拔樹,涌起海潮高數丈,漂沒亭場廬舍,淹死灶丁男婦老幼幾萬人,凡三晝夜風始息,草木咸枯死,蓋百余年來未有之災也”(55)康熙《淮南中十場志》卷一《災眚》,《江蘇歷代方志全書·小志部·鄉鎮坊廂》第16冊,鳳凰出版社2020年版,第356頁。;雍正十年(1732)七月十六日,太倉縣“未刻,颶風,海潮大溢,漂沒廬舍無算,人畜死者不勝計”(56)乾隆《鎮洋縣志》卷一四《祥異》,《江蘇歷代方志全書·直隸州(廳)部》第13冊,鳳凰出版社2018年版,第527頁。。

雖然臺風造成的人口死亡情況在不同人口密度區域是不一樣的,但在1640—1949年間的江浙滬地區,除個別區域人口密度較低,其余相差不大,因此人口密度差異的影響在本研究中基本可以忽略。且歷史時期該區各府人口數量基本都在數十萬乃至百萬以上(57)葛劍雄主編,曹樹基著: 《中國人口史》第五卷《清時期》,復旦大學出版社2005年版,第71—113頁。,不存在人口過少導致人口死亡數量記載達不到本文所指“嚴重”標準的情況。下文的房屋損毀以及農作物損失也可類推。

(三) 臺風造成的社會經濟影響

房屋損毀嚴重,表現為“壞廬舍無算”“民居漂盡/殆盡”,達到“數千”“萬計”“不可勝計”等。如道光十一年(1831)崇明“七月二十八、二十九兩日,颶風大雨,海溢,溺死者九千五百余人,沿海民居漂盡”(58)光緒《崇明縣志》卷五《祲祥》,《上海府縣舊志叢書·崇明縣卷(中)》,上海古籍出版社2011年版,第1203頁。;乾隆十二年(1747)常熟“七月壬寅,颶風海溢,淹沒田禾四千四百余頃,壞廬舍二萬二千四百九十余間”(59)光緒《常昭合志稿》卷四七《祥異》,《江蘇歷代方志全書·蘇州府部》第71冊,鳳凰出版社2016年版,第433頁。等。

農作物損失嚴重,表現為“禾苗盡淹”“田畝盡沒”,數量達到“千畝”及以上、“無收”、“大饑”等。如康熙九年(1670)湖州“六月,霪雨,颶風陡作,湖水溢決,田禾盡淹,民大饑”(60)康熙《歸安縣志》卷六《災祥》,《中國地方志集成補編·浙江府縣志輯》第28冊,上海書店出版社2021年版,第137頁。;宣統三年(1911)如皋縣“閏六月十六、十七、十八、十九等日,驟起颶風,晝夜不息,沿江各州縣圩岸多遭坍沒,縣境自張黃港至絲魚港被沖者一百三十九圩,淹沒田地四萬余畝”(61)民國《如皋縣志》卷四《救荒》,《江蘇歷代方志全書·直隸州(廳)部》第43冊,鳳凰出版社2018年版,第490頁。。

災賑情況,當年或次年出現官民賑災救災行為,表現為“奉旨賑災”“蠲免”“緩征”“發帑賑濟”“給口糧”等。如康熙四年七月初三日,沭陽縣“夜,大風拔木,民無全舍。奉旨賑饑民,蠲本年錢糧十之三”(62)康熙《重修沭陽縣志》卷一《災異》,康熙十三年刊本。;乾隆九年(1744)長興縣“七月初四、初五兩日,風雨驟至,天目山水沖溢,太湖水瀉不及,長興田禾受災獨重,本年漕米按分蠲免”(63)同治《長興縣志》卷九《災祥》,《中國地方志集成·浙江府縣志輯》第28冊,第195頁。。

(四) 臺風影響范圍

根據上文,以3天內相鄰府內相關記載視為受同一次超強臺風影響。考慮到臺風的移動,超強臺風影響的范圍也隨時間推移而變化。同次超強臺風的影響范圍可作為輔助識別標準,如光緒三十一年(1905)南通縣“八月朔,颶風自海上大七島來,連五晝夜不絕,潮高逾丈,壞新成諸堤”(64)民國《南通縣圖志》卷八《墾業圖志》,《江蘇歷代方志全書·直隸州(廳)部》第34冊,第437頁。;寶山縣“秋八月三日申刻,天色昏黃,入夜,大風雨,潮暴漲,各沙災”(65)民國《寶山縣續志》卷一七《祥異》,《中國地方志集成·上海府縣志輯》第9冊,第640頁。;奉化縣“八月三日夜,颶風拔木,民廬、塘堤多壞”(66)光緒《奉化縣志》卷三九《祥異》,《中國地方志集成·浙江府縣志輯》第31冊,第496頁。。該年八月初一至初三,江蘇南通、寶山、浙江奉化分別出現了超強臺風的有關記載,而南通至寶山直線距離約90千米,寶山至奉化直線距離約190千米,根據上文的識別標準,可以將此次三地出現的超強臺風視為同一個臺風事件。

(五) 具體識別標準

綜上,本文制定的超強臺風識別標準如表4所示。

表4 歷史時期超強臺風識別標準

以上標準當中,臺風風力表現是基礎,每一次識別超強臺風事件都必須滿足。其他標準中,人口死亡優先于房屋損毀、農作物損失和官民賑災行為,臺風影響范圍則用以補充。具體可分為:

(1) 強風力/海潮+嚴重人口死亡;

(2) 強風力/海潮+人口死亡+嚴重房屋損毀/嚴重農作物損失/官府民間賑災行為;

(3) 強風力/海潮+相鄰兩府及以上嚴重房屋損毀/嚴重農作物損失/官府民間賑災行為。

以上三種情況只需滿足其中之一即可識別為一次超強臺風事件。

需要指出,由于本方法是利用臺風災害后果的程度高低來識別超強臺風,與現代直接利用風力等級判定有所不同,存在一定的不確定性。具體會表現在兩個方面: 一是歷史文獻中會有記載不完全或遺漏的情況。雖然基于一般認識,災害影響越大的臺風更容易在歷史文獻中留下記載,而超強臺風帶來的災害影響往往是最嚴重的,有更大可能性被記錄。利用歷史文獻重建超強臺風,資料本身缺漏的影響在一定程度上偏低,但不可否認它的存在。二是本文的方法無法避免會遺漏一些經過江浙滬地區但未造成嚴重影響的超強臺風(擦邊臺風(67)雷小途: 《臺風“登陸”及“擦邊”芻議》,《氣象》2012年第6期。),也會包含一些強度未達到超強臺風級別但造成了嚴重災害的情況,不過這種現象在現代臺風災害統計中同樣存在(表2)。這種識別的不確定性是否會影響重建序列的可靠性,下文將通過與現代器測時期統計數據的對比對重建結果進行分析和檢驗。

五、 結 果 與 檢 驗

(一) 超強臺風頻數

利用上述資料和方法,共識別1640—1950年影響江浙滬地區的超強臺風事件70例,平均每10年約2.3例,發生頻次見圖2。從年代上看,17世紀90年代、19世紀30年代、19世紀50年代和20世紀20年代為超強臺風高發期,有4次或以上超強臺風。其中,19世紀50年代最多,10年間發生了5次。而1810—1820年是300年間唯一未識別到超強臺風的時期。

圖2 1640—1950年影響我國江浙滬地區的超強臺風頻次

根據學者統計的1950—2019年影響中國沿海的超強臺風(68)陳宏義、趙利剛: 《近六十年來侵襲中國沿海的超強臺風》,《第27屆中國氣象學會年會災害天氣研究與預報分會場論文集》,2010年。論文中統計核查了1950—2009年間保持“超強”進入到距大陸岸線300千米以內或登陸海南及臺灣的29例超強臺風。陳氏論文只統計到2009年,2010—2019年的超強臺風為筆者根據《熱帶氣旋年鑒》及浙江省水利局臺風路徑數據(zjwater.gov.cn)整理得出。另外,根據浙江省水利局臺風路徑數據,1950—2009年間補充7209號、8310號、9414號、9417號超強臺風。情況,從中列出并增補影響江浙滬地區的部分,分別為: 5310號、5612號、5822號、5904號、6007號、6126號、6615號、7209號、8310號、9414號、9417號、0608號(桑美)、0713號(韋帕)、1509號(燦鴻)、1909號(利奇馬),一共15例,每10年約2.1例。利用基于器測數據得到的現代超強臺風序列,對重建的歷史時期超強臺風序列進行統計檢驗。

(二) 結果檢驗

首先進行雙樣本F檢驗,驗證兩個序列方差有無顯著性差異,其結果如表5所示。

表5 雙樣本F檢驗 (α=0.05)

從結果可知,現代序列和歷史序列F檢驗的P值大于0.05,可認為歷史時期超強臺風序列和現代超強臺風序列的方差沒有顯著差異。

在經過F檢驗兩序列方差齊同的基礎上,進一步進行雙樣本等方差T檢驗,可以檢驗兩序列的總體均數是否相同。其結果如表6所示。

表6 雙樣本T檢驗 (α=0.05)

從結果可知,現代序列和歷史序列T檢驗的P值大于0.05,可認為歷史時期超強臺風序列和現代超強臺風序列的均值齊同。

綜上,利用文獻重建的歷史時期超強臺風序列與基于器測數據得到的現代超強臺風序列無顯著差異,可以視為出自同一個總體的不同樣本。也就是說,前述的遺漏及誤收的情況可以視為隨機誤差,對結果不造成顯著影響,重建序列總體可靠,可以與現代序列銜接分析。

(三) 與入境臺風的對比

前引王美蘇重建的清代入境中國東部地區臺風序列(69)王美蘇: 《清代入境中國東部沿海臺風事件初步重建》,復旦大學碩士學位論文,2010年。與本文序列對比發現(圖3),1640—1910年間,總的來說二者變化趨勢相同,但是在不同時段呈現不同態勢。具體來看,超強臺風與入境臺風表現出相反的變化趨勢。1650—1700年、1730—1750年、1760—1770年、1810—1860年、1870—1890年,超強臺風與入境臺風表現出相同的變化趨勢。而1710—1720年、1750—1760年、1780—1800年及1890—1900年,二者呈現相反的變化趨勢。其中,17世紀70—90年代超強臺風發生頻數較高,而入境臺風發生頻數處在較低水平;1880—1910年入境臺風發生頻數達到歷史最高值,而超強臺風發生頻數維持在正常水平。這說明近數十年來超強臺風和臺風活動的不一致性在更長時間尺度也存在。對這一現象的分析與解釋,需要后續對臺風活動機制開展更進一步的研究。

圖3 1640—1910年間超強臺風與入境臺風對比

六、 結 論

本研究在前人研究的基礎上進一步發掘資料的有效信息,將歷史時期臺風研究對象拓展到超強臺風。依托現代臺風統計數據和以往研究結論,根據歷史文獻記載本身的特點建立歷史時期影響我國江浙滬地區超強臺風的識別標準和方法,重建1640—1949年該地區的超強臺風序列。利用并通過現代器測數據進行統計檢驗,證明本方法能較好識別歷史時期的超強臺風,這為利用歷史文獻研究更長時間尺度的超強臺風活動規律拓展了路徑。

重建結果顯示,1640—1949年間共識別江浙滬地區超強臺風事件70例,每10年約2.3例。通過與學者重建的清代中國東部地區入境臺風序列的對比,發現二者總體變化趨勢相同,但是不同時段也有區別,說明超強臺風與臺風頻率不完全一致的現象在多百年時間尺度上仍然存在。

需要指出的是,受限于代用資料本身,利用本方法識別的超強臺風序列仍存在一定的不確定性。同時,本方法主要基于研究區域的自然及歷史情況而制定,雖然其原理具有一定的普適性,但是不同地區的承災體特征不同,因此在應用時還需要根據區域具體情況做出相應的調整。