內(nèi)容提要：利用CMA提供的1949~2008年西北太平洋（含南中國(guó)海海域）熱帶氣旋最佳路徑資料，分析了近60年影響我國(guó)沿海商船航線的熱帶氣旋的時(shí)空分布規(guī)律。研究表明，60年際累計(jì)影響次數(shù)和累計(jì)影響時(shí)間最嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在海南省以東18°N~21°N商船航行區(qū)域，從18°N往高緯度地區(qū)，熱帶氣旋影響的次數(shù)逐漸減少，在臺(tái)灣海峽一帶減少的趨勢(shì)比較慢；不同年代的分布表明，熱帶氣旋影響沿海商船航線最嚴(yán)重的區(qū)域有向北漂移的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：熱帶氣旋 沿海水域 商船航線 空間分布 經(jīng)緯度網(wǎng)格

0引言

中國(guó)是世界上遭受熱帶氣旋災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。自1949年以來(lái)，中國(guó)每年因熱帶氣旋災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在10億~100億元以上，死亡人數(shù)在100~1000人以上。熱帶氣旋是對(duì)船舶安全航行威脅最大的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)。熱帶氣旋導(dǎo)致的強(qiáng)風(fēng)、大浪（波浪和涌浪）、暴雨、風(fēng)暴潮等惡劣天氣和海況是影響船舶安全航行的重要因子。

關(guān)于熱帶氣旋規(guī)律國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者進(jìn)行了研究。本文利用1949~2008年CMA最佳熱帶氣旋路徑資料，采用統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析方法，系統(tǒng)分析了影響我國(guó)沿海商船航線的熱帶氣旋的60年際時(shí)空（主要分為不同海區(qū)和1°×1°經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)）分布規(guī)律。其研究成果不僅可以作為我國(guó)航運(yùn)企業(yè)合理安排航區(qū)生產(chǎn)、降低和規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)提供參考，而且對(duì)海上交通主管部門(mén)、海上搜救部門(mén)合理制定海上安全應(yīng)急對(duì)策、部署應(yīng)急力量、制定搜救策略等均具有重要的參考價(jià)值。

1研究區(qū)域及資料

考慮到航行安全以及通航環(huán)境的制約，我國(guó)沿海航行船舶通常都有其習(xí)慣航路和航法。為研究熱帶氣旋對(duì)我國(guó)沿海商船航線的影響，選定的研究區(qū)域是指以《中國(guó)航路指南》推薦的沿海商船最外航線為最外邊界的所有中國(guó)沿海水域以及整個(gè)渤海灣、臺(tái)灣海峽水域，如圖1所示。

由于熱帶氣旋對(duì)船舶的影響，主要是熱帶氣旋大風(fēng)及其導(dǎo)致的風(fēng)浪、涌浪對(duì)船舶安全航行構(gòu)成的威脅。在航海實(shí)踐中，一般將熱帶氣旋中心至風(fēng)力大于等于7級(jí)的區(qū)域作為危險(xiǎn)區(qū)域。因此，本文的分析研究以熱帶氣旋7級(jí)風(fēng)場(chǎng)范圍為基準(zhǔn)，即：只要熱帶氣旋有大于或等于7級(jí)以上風(fēng)場(chǎng)進(jìn)入研究區(qū)域，就認(rèn)為該熱帶氣旋對(duì)我國(guó)沿海商船航線構(gòu)成影響。

圖1研究區(qū)域圖

本文的熱帶氣旋資料采用CMA整理的西北太平洋（包括南海）熱帶氣旋（以下簡(jiǎn)記為TC）最佳路徑資料，并參考中國(guó)氣象局出版的《熱帶氣旋年鑒》資料。資料主要提供了6h一次的最低中心氣壓值、中心位置、最大風(fēng)速、最大風(fēng)力半徑等信息。但是，由于觀測(cè)資料的不完整，缺少最大風(fēng)力半徑等和7級(jí)風(fēng)場(chǎng)資料。

為滿足研究需要，本文利用已有資料對(duì)最大風(fēng)速半徑以及7級(jí)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了反演。

對(duì)于最大風(fēng)速半徑的計(jì)算，采用式（1）：

Rmax=37.54×cxp（-0.0070×Vmax） （1）

對(duì)于7級(jí)風(fēng)場(chǎng)的計(jì)算，采用式（2）：

（2）

式中：Vmax為最大風(fēng)速；r為距離TC中心的距離；θ為方位角；rm為最大風(fēng)力半徑；θ0，p，q為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；d為形狀參數(shù)。各參數(shù)的取值參見(jiàn)表1。

表1參數(shù)取值表

2不同海區(qū)內(nèi)的分布特征

1949~2008年西北太平洋共生成熱帶氣旋2025個(gè)，其中影響研究區(qū)域的TC共500個(gè)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，TC對(duì)南海海區(qū)商船航線影響最為頻繁（年均5.0個(gè)），其次是東海海區(qū)（年均3.9個(gè)），而對(duì)黃渤海區(qū)域的影響次數(shù)最少（年均0.6個(gè)）。TC進(jìn)入東海海區(qū)后，大部分（占總數(shù)的52.0%）都會(huì)對(duì)沿海商船航線構(gòu)成威脅，而進(jìn)入南海和黃渤海海區(qū)后，只有不到一半（分別占總數(shù)的百分比為36.0%和35.2％）的會(huì)對(duì)沿海商船航線構(gòu)成威脅，參見(jiàn)圖2。

圖2進(jìn)入各海區(qū)的熱帶氣旋總數(shù)及影響研究區(qū)域的熱帶氣旋總頻數(shù)

圖31949~2008年影響研究區(qū)域的熱帶氣旋在不同月份的分布圖

統(tǒng)計(jì)表明（參見(jiàn)圖3），TC在全年每個(gè)月份均有生成，但是1~3月份沒(méi)有影響中國(guó)沿海商船航線的TC，4月份也基本沒(méi)有（1991年和2008年各有一個(gè)）。TC對(duì)中國(guó)沿海商船航線的影響主要集中在7、8、9三個(gè)月，這三個(gè)月TC對(duì)研究區(qū)域的年均影響次數(shù)為6.5次；年最多10次（1952年）；年最少2次（1950年、1987年）。7~9月TC影響中國(guó)沿海商船航線的次數(shù)占60年中TC對(duì)中國(guó)沿海商船航線影響總次數(shù)的78%。60年中8月份西北太平洋TC生成個(gè)數(shù)和TC對(duì)中國(guó)沿海商船航線的影響頻次均是全年中最多的月份，年均2.5次，年最多5次。從不同海區(qū)影響的月份布來(lái)看，各海區(qū)影響最頻繁的時(shí)間是8月份，其次是7月和9月。比較不同海區(qū)研究區(qū)域的累計(jì)影響次數(shù)，除8月份外，南海研究區(qū)域受影響最為頻繁；在8月份，東海研究區(qū)域受影響最為頻繁。

2.1南海海區(qū)

1949~2008年年均有13.8個(gè)熱帶氣旋進(jìn)入南海水域，平均每年熱帶氣旋影響該海區(qū)研究區(qū)域5.0次，年最多11次（1974年），年最少0次（1969年）。從1949~2008年熱帶氣旋影響我國(guó)南海沿海商船航線年頻次分布圖（參見(jiàn)圖4，圖中R2為相關(guān)系數(shù)，值越大表明線性趨勢(shì)越明顯，下同）上可以看出，熱帶氣旋影響我國(guó)南海水域和影響南海沿海商船航線的頻次均呈減少趨勢(shì)，但是兩者相比前者的下降速度要快。從圖4中可以看出，熱帶氣旋年影響南海沿海商船航線的頻次呈周期性的震蕩，震蕩周期為10年左右。震蕩的峰值明顯下降，從此趨勢(shì)分析，未來(lái)10年中影響我國(guó)南海沿海商船航線的熱帶氣旋的個(gè)數(shù)將會(huì)增加，但其平均值不會(huì)高于5.8個(gè)。

影響我國(guó)南海沿海商船航線的熱帶氣旋占影響南海水域熱帶氣旋總數(shù)的百分比最大為66.7%（1950年），最小為0%（1969年），年平均值為36.0%。從圖5中可以看出，進(jìn)入我國(guó)南海水域的熱帶氣旋影響我國(guó)沿海商船航線的可能性正在逐漸增大，且1995年以后其百分比值的震蕩幅度逐漸減小，趨于穩(wěn)定。

圖4 1949~2008年熱帶氣旋影響我國(guó)南海沿海商船航線年頻次分布圖

圖5熱帶氣旋影響南海沿海商船航線的頻次占進(jìn)入南海區(qū)域的百分比分布圖

影響我國(guó)南海沿海商船航線的累計(jì)影響時(shí)間的年分布如圖6。1949~2008年南海研究區(qū)域累計(jì)影響時(shí)間年平均值為141.8h，年最多329h（1974年），年最少0h（1969年）。從熱帶氣旋影響中國(guó)南海沿海商船航線的年累計(jì)影響時(shí)間5年滑動(dòng)平均值可以看出，60年代中期到70年代年累計(jì)影響時(shí)間最多，80年代以后尤其是90年代以后年累計(jì)影響時(shí)間呈非常明顯的下降趨勢(shì)。從圖6中可以看出60年熱帶氣旋影響南海研究區(qū)域年累計(jì)影響時(shí)間總體呈下降趨勢(shì)。

圖6 1949~2008年熱帶氣旋影響中國(guó)南海沿海商船航線的年累計(jì)影響時(shí)間分布圖

2.2東海海區(qū)

1949~2008年進(jìn)入我國(guó)東海海域的熱帶氣旋年均7.6個(gè)，平均每年熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的頻次為3.9次，年最多9次（1990年），年最少1次（1970年、1980年、1993年）。1949~2008年熱帶氣旋影響我國(guó)東海沿海商船航線的頻次及進(jìn)入我國(guó)東海水域熱帶氣旋個(gè)數(shù)年分布如圖7（a）所示。雖然進(jìn)入東海水域的熱帶氣旋的個(gè)數(shù)呈現(xiàn)明顯減少趨勢(shì)，但是熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的頻次卻呈現(xiàn)明顯增加趨勢(shì)。熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的頻次占進(jìn)入東海海區(qū)熱帶氣旋數(shù)的比例（記為Ra），年度最大可達(dá)100%，平均可達(dá)52.0%左右。Ra的變化有明顯的周期性，一般以1年為周期。趨勢(shì)分析表明，近年來(lái)進(jìn)入東海水域的熱帶氣旋對(duì)東海沿海商船航線產(chǎn)生影響的可能性有明顯的增加趨勢(shì)（參考圖7）。

圖7 1949~2008年熱帶氣旋影響東海沿海航線頻次（圖a）及其占東海水域氣旋總數(shù)的百分比分布（圖b）

熱帶氣旋影響我國(guó)東海沿海商船航線的年累計(jì)影響時(shí)間的平均值為109.4h，最長(zhǎng)達(dá)到510h（2001年），最少為17h（1954年）。從圖8中可以看出1962~1967年影響東海研究區(qū)域的年累計(jì)影響時(shí)間處在一個(gè)比較平穩(wěn)的下降階段，而且累計(jì)影響時(shí)間小于60年的平均值。但從5年滑動(dòng)平均值曲線可以看出，年累計(jì)影響時(shí)間70年代以后呈現(xiàn)周期性的增加趨勢(shì)。60年的總趨勢(shì)分析表明，年影響東海研究區(qū)域的累計(jì)時(shí)間呈增加趨勢(shì)。

圖8 1949~2008年熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的年累計(jì)影響時(shí)間分布圖

2.3黃渤海區(qū)域

黃渤海海區(qū)是三個(gè)海區(qū)中受熱帶氣旋影響次數(shù)和累計(jì)影響時(shí)間最小的海區(qū)。1949~2008年進(jìn)入黃渤海海區(qū)的熱帶氣旋總共只有105個(gè)（年均1.8個(gè)），而熱帶氣旋影響到黃渤海沿海商船航線的頻次為37次，占所有進(jìn)入氣旋總數(shù)的35.6%。黃渤海區(qū)域經(jīng)過(guò)的氣旋一般強(qiáng)度不大，而且持續(xù)時(shí)間較短。統(tǒng)計(jì)表明進(jìn)入黃渤海海區(qū)的氣旋數(shù)呈下降趨勢(shì)，但是影響到研究區(qū)域的氣旋個(gè)數(shù)呈上升趨勢(shì)。趨勢(shì)表明進(jìn)入黃渤海海區(qū)的氣旋影響到商船航線的可能性正在逐年上升。

3 1°×1°經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的分布

3.1累計(jì)影響次數(shù)分布

1949~2008年影響研究區(qū)域的熱帶氣旋在1°×1°的經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的分布個(gè)數(shù)如圖9，不同線形代表在該經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)經(jīng)過(guò)氣旋的個(gè)數(shù)（如圖例所示）。影響程度按熱帶氣旋進(jìn)入不同經(jīng)緯度網(wǎng)格的次數(shù)分為：輕度影響（60次以下）；中度影響（60~100次）；重度影響（100~140次）；強(qiáng)重度影響（140次以上）。

從圖9中可以看出：從影響次數(shù)看，強(qiáng)重度影響區(qū)域主要集中在海南省以東18°N~21°N商船航行區(qū)域；重度影響區(qū)域主要集中在21°N~26°N湛江、香港、深圳、汕尾一帶沿海水域和臺(tái)灣海峽以西商船航行區(qū)域；中度影響區(qū)域?yàn)?/SPAN>26°N~29°N之間商船航行區(qū)域；輕度影響區(qū)域?yàn)?/SPAN>29°N以北區(qū)域，即黃渤海區(qū)域。

圖9 1949~2008年影響研究區(qū)域熱帶氣旋個(gè)數(shù)在網(wǎng)格內(nèi)分布

從整個(gè)研究區(qū)域所在的不同緯度看，18°N開(kāi)始往高緯度地區(qū)，熱帶氣旋影響的次數(shù)逐漸減少，在臺(tái)灣海峽一帶減少的趨勢(shì)比較慢，從26°N以后，熱帶氣旋影響次數(shù)減少的趨勢(shì)非常明顯。

1950~2008年之間，分析不同年代影響研究區(qū)域的熱帶氣旋在單位經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的分布規(guī)律（圖略）可以看出：50年代和60年代，影響研究區(qū)域最嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在海南島以東的沿海商船航行區(qū)域和臺(tái)灣島以西的航行水域；70年代和80年代影響臺(tái)灣海峽一帶的次數(shù)相對(duì)減少；90年代以后影響臺(tái)灣海峽水域的次數(shù)明顯增加，特別是2000年以后影響研究區(qū)域的次數(shù)最多的區(qū)域已經(jīng)集中到了臺(tái)灣海峽以西和以北的水域，影響最嚴(yán)重的區(qū)域有向北漂移的趨勢(shì)。

3.2累計(jì)影響時(shí)間分布

1950~2008年之間，分析不同年代影響研究區(qū)域的熱帶氣旋在單位經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的累計(jì)影響時(shí)間分布（圖略）可以看出：70年代南海研究區(qū)域單位網(wǎng)格內(nèi)的累計(jì)影響時(shí)間普遍高于其他年代的累計(jì)影響時(shí)間，但臺(tái)灣海峽附近的累計(jì)影響時(shí)間卻低與其他年代。各個(gè)年代累計(jì)影響時(shí)間超過(guò)300小時(shí)/單位網(wǎng)格的區(qū)域主要集中在海南省以東的商船航行水域和臺(tái)灣海峽附近的水域。2000年以后影響研究區(qū)域累計(jì)影響時(shí)間最多的區(qū)域?yàn)榕_(tái)灣海峽附近水域。

4結(jié)論與討論

（1）60年中影響南海研究區(qū)域熱帶氣旋的個(gè)數(shù)最多，黃渤海研究區(qū)域最少。但是進(jìn)入東海的熱帶氣旋影響研究區(qū)域的可能性為三個(gè)海區(qū)中最大（年均52.0%左右）。主要是因?yàn)橛绊懩虾Ｑ芯繀^(qū)域的熱帶氣旋部分為南海海域生成的熱帶氣旋，強(qiáng)度較弱，影響范圍較小，特別是其路徑偏南時(shí)，對(duì)我國(guó)南部沿海水域的影響較小。影響東海沿海商船航線的熱帶氣旋多為北向和轉(zhuǎn)折路徑的熱帶氣旋，其登陸可能性較大，故進(jìn)入東海研究區(qū)域的熱帶氣旋，影響東海商船航線的可能性最大。影響黃渤海的熱帶氣旋，多為登陸后轉(zhuǎn)向或者直接北上的熱帶氣旋，隨著熱帶氣旋的移動(dòng)，其強(qiáng)度逐漸減弱直至消亡或變性為溫帶氣旋，因此對(duì)黃渤海商船航線的影響較小。

（2）影響南海研究區(qū)域的熱帶氣旋和在南海研究區(qū)域的累計(jì)影響時(shí)間均呈減少趨勢(shì)。影響南海研究區(qū)域的熱帶氣旋的個(gè)數(shù)成周期性的震蕩，震蕩周期為10年左右，且震蕩幅值在不斷減少。但從趨勢(shì)分析表明，進(jìn)入我國(guó)南海水域的熱帶氣旋影響我國(guó)沿海商船航線的可能性正在逐漸增大。

（3）雖然進(jìn)入東海水域的熱帶氣旋的個(gè)數(shù)呈現(xiàn)明顯減少趨勢(shì)，但是影響東海研究區(qū)域的熱帶氣旋個(gè)數(shù)和在東海研究區(qū)域的年累計(jì)影響時(shí)間均呈現(xiàn)明顯增加趨勢(shì)。

（4）60年中熱帶氣旋影響次數(shù)在1°×1°經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的分布表明：強(qiáng)重度影響（140次以上）區(qū)域主要集中在海南省以東18°N~21°N商船航行區(qū)域。從18°N開(kāi)始往高緯度地區(qū)，熱帶氣旋影響的次數(shù)逐漸減少，但在臺(tái)灣海峽一帶減少的趨勢(shì)比較慢。從不同年代的分布表明，影響最嚴(yán)重的區(qū)域有向北漂移的趨勢(shì)。70年代南海研究區(qū)域單位經(jīng)緯度網(wǎng)格內(nèi)的累計(jì)影響時(shí)間普遍高于其他年代的累計(jì)影響時(shí)間，但臺(tái)灣海峽附近的累計(jì)影響時(shí)間卻低于其他年代。2000年以后累計(jì)影響時(shí)間最多的區(qū)域由海南島以東區(qū)域變?yōu)榕_(tái)灣海峽附近水域。

（5）每年8月份，熱帶氣旋對(duì)東海研究區(qū)域影響最為頻繁；其它月份，熱帶氣旋對(duì)南海研究區(qū)域的影響頻率要高于東海研究區(qū)域和黃海研究區(qū)域。

上述分布規(guī)律對(duì)我國(guó)沿海航運(yùn)生產(chǎn)、海上應(yīng)急和搜救的啟示主要包括：

（1）氣候變化背景下西北太平洋生成熱帶氣旋的強(qiáng)度在逐漸加大，其影響我國(guó)沿海商船航線區(qū)域的時(shí)間也在逐漸增加，而且出現(xiàn)影響重心區(qū)北向漂移的現(xiàn)象。對(duì)于航運(yùn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮這種影響的變化，適當(dāng)調(diào)整相關(guān)區(qū)域的航運(yùn)生產(chǎn)計(jì)劃；對(duì)于管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，在安排應(yīng)急和海上搜救資源方面應(yīng)根據(jù)區(qū)域的變化特征，增加相應(yīng)區(qū)域的應(yīng)急搜救力量配置。

（2）船舶在制訂航次計(jì)劃過(guò)程中，應(yīng)考慮東海海區(qū)、南海海區(qū)熱帶氣旋影響的差異，充分利用各種手段收集相關(guān)的熱帶氣旋資料，根據(jù)熱帶氣旋可能的影響制定繞避熱帶氣旋策略，降低熱帶氣旋對(duì)船舶航行的影響，規(guī)避熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)。

航運(yùn)企業(yè)在安排航運(yùn)生產(chǎn)以及船舶在設(shè)計(jì)船舶航線過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)不同月份熱帶氣旋對(duì)不同海區(qū)影響的頻繁程度，根據(jù)不同類(lèi)型船舶的抗風(fēng)浪能力，合理安排船舶，制定詳細(xì)的繞、避臺(tái)方案。

作者：文元橋 吳力川 熊志堅(jiān)  來(lái)源：航海技術(shù)