近10年罗源湾台风风雨综合影响指数分析

陈言照 华晓白 华桃春

摘 要：利用深圳市国家气候观象台力梅发明的《一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置》，对2012—2021年影响罗源湾的26个台风风雨综合影响指数进行了分析，通过统计罗源和连江36个自动气象站台风影响过程中大风和降雨等气象参数，无量纲化后配以相应的权重系数，得到各个台风综合影响指数。该指数结果能客观全面地体现罗源湾的台风风雨影响情况，并与台风灾情具有明显的相关性。利用指数计算方法可以在台风预报服务中开展影响评估和历史比对，借鉴经验，提高防御决策的针对性。

关键词：台风；气象参数；无量纲化；权重；影响指数

中图分类号：P49 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–0-03

罗源湾位于福建省沿海东北部，北岸属罗源县，南岸属连江县，是我国六大深水良港之一，也是福建省重点建设的港口。罗源湾拥有丰富的海产资源，海水养殖和捕捞业十分繁荣。“百台万吨”生态养殖平台建设项目开工后，罗源湾将成为全省最大、全国一流的深海养殖基地。台风是造成罗源湾及其沿岸区域灾害最严重、范围最广的天气系统，也是罗源湾最主要的气象灾害。每年影响罗源湾的台风平均3～5个，每隔几年都会有一两个台风造成严重灾害，如2005年的“龙王”、2015年的“苏迪罗”等台风导致人员伤亡、船舶翻沉、基础设施损毁、渔业及农作物大幅减产等重大损失，造成很大的社会群众的生命财产的损失，因此台风防御是罗源湾气象防灾减灾的重要任务。

近年来，随着区域自动气象站的建设逐渐完善，为台风风雨影响的精细化评估提供了数据支撑。对近10年罗源湾台风风雨综合影响指数进行分析，为每个影响力大的台风做历史“定位”，在台风预报服务中就可以开展影响评估和历史比对工作，借鉴经验，提高防御决策的针对性。

传统台风的风雨影响评估方法只涉及单一或2个气象要素值，对观测资料的运用不足，评估结果以风、雨的数量值表示，不够直观，评估结果与实际灾情不能一一对应。深圳市国家气候观象台李梅等发明的《一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置》利用高密度气象监测站点对台风风雨综合影响指数进行计算，充分利用现有区域站观测资料，涵盖了更多的气象要素，如风雨强度、影响范围、持续时间等，并根据台风的主要灾情大致调配各权重系数，指数结果与台风灾情一致性明显加大。通过台风风雨综合影响指数可以为台风决策服务产品提供多元直观的素材，使“数字气象”更好地服务于罗源湾海洋气象防灾减灾工作。

1 标准界定和资料来源

1.1 影响台风标准

《福建省灾害性天气及预报用语标准》中影响福建台风的标准是当台风进入48 h警戒区，凡出现下列情况之一者，定为影响福建台风：（1）受台风影响，沿海有一站极大风≥8级；（2）受台风影响有一站日雨量≥50 mm。该标准未对影响（市）县台风进行界定，以下内容明确影响罗源（连江）台风的标准为：在影响福建的台风中有下列情况之一者，定为影响罗源（连江）台风。具体内容为：（1）受台风影响，国家气象观测站极大风≥8级；（2）受台风影响，国家气象观测站日雨量≥25.0 mm。按照上述标准，经过统计，2012—2021年影响罗源的台风共有24个，影响连江的台风共有26个。

1.2 数据来源

考虑到罗源湾区域自动站的建设历史、迁移变动，台风影响期间大风、降雨资料的质量等，选择罗源国家气象观测站、洪洋、中房、霍口、西兰、鉴江、斌溪、起步、白塔、飞竹、松山、长基、东宅（塘下）、金港等14个站点作为罗源县影响台风的统计站点；选择连江国家气象观测站、下宫、丹阳、潘渡、小沧、马鼻、目屿岛、丘祠（财溪水库）、塘坂水库、梅洋、浦口、天竹、蓼沿、官坂、透堡、奇达、青屿、黄岐、过屿岛、东岱、黄湾岛、粗芦岛等22个站点作为连江县影响台风的统计站点。

2 分析方法

2.1 历史台风平均影响时间Fh的确定

台风综合大风影响指数计算过程对“区域内≥3个站点极大风同时达8级的影响时间（FJS8）”进行无量纲化时，涉及历史台风平均影响时间Fh的计算，《一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置》权利要求书和说明书均未明确Fh的界定方法。为解决这一问题，对台风影响时间的计算采用了以下3种方法进行比对。

方法一：将地面气象月报表中气候概况记载的台风影响时间（天数）换算成小时单位（以下简称方法一）。例如，罗源国家一般气象站2013年7月报表记载第7号台风“苏力”13－14日影响我县，则“苏力”的影响时间计为48 h。

方法二：在某次台风过程中，区域内参与统计的站点出现8级阵风计为开始日期，最后一次出现8级阵风计为结束日期，两者之间的天数换算成小时单位（以下简称方法二）。例如2013年的7号台风“苏力”7月13日出现8级阵风，14日结束，则“苏力”的影响时间计为48 h。

方法三：在某次台风过程中，区域内参与统计的站点有一个极大风达到8级计为开始影响时间，最后一个站点极大风8级计为影响结束时间，两者之间延续的时长（以下简称方法三）。例如2013年的7号台风“苏力”7月13日07时出现8级阵风，14日06时结束，则“苏力”的影响时间计为23 h。

按照上述3种不同方法计算发现，大风影响指数在数值上有较大变化，但对排名顺序影响不大，除个别台风在排名上有3个位次变化外，少部分有1个位次的变化。综合考虑各个台风受灾情况，特别是连江县2013年的19号台风“天兔”和2018年的08号台风“玛莉亚”所造成的灾害损失，采用方法二来确定历史台风平均影响时间，所得指数排名与台风实际灾情较为一致。

2.2 台风综合大风影响指数的计算

计算台风综合大风影响指数时，统计2012—2021年每个影响台风的过程极大风速（FJ）、过程最大风速（FP）、极大风达8级的站点数（FJZ8）、极大风达12级的站点数（FJZ12）、最大风达8级的站点数（FPZ8）、区域内≥3个站点极大风同时达8级的影响时长（FJS8），然后對上述大风气象参数进行无量纲化，得到FJW、FPW、FJZ8W、FJZ12W、FPZ8W、FJS8W，计算方法如下：

FJW=FJ/Fmax×100（1）

FPW=FP/Fmax×100（2）

FJZ8W=FJZ8/N×100（3）

FJZ12W=FJZ12/N×100（4）

FPZ8W=FPZ8/N×100（5）

FJS8W=FJS8/Fh×100（6）

式（1）～（6）中，Fmax为风速传感器的最大阈值，目前台站所用风速传感器多为EL15-1CS（强风型）或ZQZ-TFS型，最大阈值为75；N为气象监测站点的数量，Fh为历史台风平均影响时间。

台风综合大风影响指数ZF通过以下公式计算得到：

ZF=FJW×a1+FPW×a2+FJZ8W×a3+FJZ12W×a4+FPZ8W×a5+FJS8W×a6（7）

其中，a1、a2、a3、a4、a5、a6分别为各个无量纲化的大风气象参数对应的权重系数。取值如下：a1=0.2、a2=0.2、a3=0.2、a4=0.1、a5=0.1、a6=0.2。

2.3 台风综合降雨影响指数的计算

计算台风综合降雨影响指数时，统计2012—2021年每个影响台风的过程累计雨量各站点平均值（AVGSR）、单站累计雨量最大值（MAXSR）、单站最大日雨量（MAXR24）、单站累计雨量≥100mm的站数（SRZ100），然后对上述降雨气象参数进行无量纲化，得到AVGSRW、MAXSRW、MAXR24W、SRZ100W，计算方法如下：

AVGSRW=AVGSR/Rh×100（8）

MAXSRW=MAXSR/Rh×100（9）

MAXR24W=MAXR24/Rh×100（10）

SRZ100W=SRZ100/N×100（11）

式（8）～（10）中，Rh为历史最大日雨量，N为气象监测站点的数量。

结合以上各种要素，台风综合降雨影响指数ZR可通过以下公式计算得到：

ZR=AVGSRW×b1+MAXSRW×b2+MAXR24W×b3+SRZ100W×b4（12）

式（12）中，b1、b2、b3、b4为各个无量纲化的降雨气象参数对应的权重系数。取值如下：b1=0.3、b2=0.2、b3=0.2、b4=0.3[1]。

通过计算得到罗源-连江台风风雨综合影响指数（表1、图1）。

2.4 应用效果分析

2022年7月1—3日第3号台风“暹芭”影响罗源湾，根据本次台风降雨的量级、范围、过程雨量等预报结论进行降雨指数分析，并与历史台风进行比对，制作了台风综合降雨影响指数图例（图2、图3），该图例能直观地体现台风“暹芭”的降雨影响程度和历史排位。为台风预报服务提供了一种新产品，降雨结束后对指数进行实况检验，指数预报结论和实况基本相符。

3 结论

（1）分别选取了罗源区域内14个、连江区域内22个自动气象站的数据进行统计分析，由于采用了更高密度的观测资料，计算过程涵盖了更多的气象要素，如风雨强度、影响范围、持续时间等，该指数能客观、全面地体现区域内的台风风雨影响情况。

（2）在历史台风平均影响时间Fh计算时采用文中所述方法二，考虑了其指数结果排名与台风灾情的相关性，方法二计算结果能较为客观地反映台风过程大风的影响情况。上述3种计算方法各有优劣，可为有关台站进行指数分析提供不同思路，选定计算方法时要综合考虑台风影响情况，同时注意计算过程的数据来源和统计方法要保持一致。

（3）《一种台风风雨综合影响指数计算方法及存储装置》在指数计算时为各气象参数配置了固定的权重，但各地台风灾害的特点有很大的差异性，根据台风的主要灾情调配合适的权重，以期加大指数结果与灾害损失的一致性，需要进一步深入研究。

参考文献

[1] 力梅，郑群峰，兰红平，等.一种臺风风雨综合影响指数计算方法及存储装置[M].北京：知识产权出版社，2020.