内容提要：利用CMA提供的1949~2008年西北太平洋（含南中国海海域）热带气旋最佳路径资料，分析了近60年影响我国沿海商船航线的热带气旋的时空分布规律。研究表明，60年际累计影响次数和累计影响时间最严重的区域主要集中在海南省以东18°N~21°N商船航行区域，从18°N往高纬度地区，热带气旋影响的次数逐渐减少，在台湾海峡一带减少的趋势比较慢；不同年代的分布表明，热带气旋影响沿海商船航线最严重的区域有向北漂移的趋势。

关键词：热带气旋 沿海水域 商船航线 空间分布 经纬度网格

0引言

中国是世界上遭受热带气旋灾害最为严重的国家之一。自1949年以来，中国每年因热带气旋灾害造成的直接经济损失在10亿~100亿元以上，死亡人数在100~1000人以上。热带气旋是对船舶安全航行威胁最大的灾害性天气系统。热带气旋导致的强风、大浪（波浪和涌浪）、暴雨、风暴潮等恶劣天气和海况是影响船舶安全航行的重要因子。

关于热带气旋规律国内外不少学者进行了研究。本文利用1949~2008年CMA最佳热带气旋路径资料，采用统计和趋势分析方法，系统分析了影响我国沿海商船航线的热带气旋的60年际时空（主要分为不同海区和1°×1°经纬度网格内）分布规律。其研究成果不仅可以作为我国航运企业合理安排航区生产、降低和规避生产风险提供参考，而且对海上交通主管部门、海上搜救部门合理制定海上安全应急对策、部署应急力量、制定搜救策略等均具有重要的参考价值。

1研究区域及资料

考虑到航行安全以及通航环境的制约，我国沿海航行船舶通常都有其习惯航路和航法。为研究热带气旋对我国沿海商船航线的影响，选定的研究区域是指以《中国航路指南》推荐的沿海商船最外航线为最外边界的所有中国沿海水域以及整个渤海湾、台湾海峡水域，如图1所示。

由于热带气旋对船舶的影响，主要是热带气旋大风及其导致的风浪、涌浪对船舶安全航行构成的威胁。在航海实践中，一般将热带气旋中心至风力大于等于7级的区域作为危险区域。因此，本文的分析研究以热带气旋7级风场范围为基准，即：只要热带气旋有大于或等于7级以上风场进入研究区域，就认为该热带气旋对我国沿海商船航线构成影响。

图1研究区域图

本文的热带气旋资料采用CMA整理的西北太平洋（包括南海）热带气旋（以下简记为TC）最佳路径资料，并参考中国气象局出版的《热带气旋年鉴》资料。资料主要提供了6h一次的最低中心气压值、中心位置、最大风速、最大风力半径等信息。但是，由于观测资料的不完整，缺少最大风力半径等和7级风场资料。

为满足研究需要，本文利用已有资料对最大风速半径以及7级风场进行了反演。

对于最大风速半径的计算，采用式（1）：

Rmax=37.54×cxp（-0.0070×Vmax） （1）

对于7级风场的计算，采用式（2）：

（2）

式中：Vmax为最大风速；r为距离TC中心的距离；θ为方位角；rm为最大风力半径；θ0，p，q为经验常数；d为形状参数。各参数的取值参见表1。

表1参数取值表

2不同海区内的分布特征

1949~2008年西北太平洋共生成热带气旋2025个，其中影响研究区域的TC共500个。统计结果表明，TC对南海海区商船航线影响最为频繁（年均5.0个），其次是东海海区（年均3.9个），而对黄渤海区域的影响次数最少（年均0.6个）。TC进入东海海区后，大部分（占总数的52.0%）都会对沿海商船航线构成威胁，而进入南海和黄渤海海区后，只有不到一半（分别占总数的百分比为36.0%和35.2％）的会对沿海商船航线构成威胁，参见图2。

图2进入各海区的热带气旋总数及影响研究区域的热带气旋总频数

图31949~2008年影响研究区域的热带气旋在不同月份的分布图

统计表明（参见图3），TC在全年每个月份均有生成，但是1~3月份没有影响中国沿海商船航线的TC，4月份也基本没有（1991年和2008年各有一个）。TC对中国沿海商船航线的影响主要集中在7、8、9三个月，这三个月TC对研究区域的年均影响次数为6.5次；年最多10次（1952年）；年最少2次（1950年、1987年）。7~9月TC影响中国沿海商船航线的次数占60年中TC对中国沿海商船航线影响总次数的78%。60年中8月份西北太平洋TC生成个数和TC对中国沿海商船航线的影响频次均是全年中最多的月份，年均2.5次，年最多5次。从不同海区影响的月份布来看，各海区影响最频繁的时间是8月份，其次是7月和9月。比较不同海区研究区域的累计影响次数，除8月份外，南海研究区域受影响最为频繁；在8月份，东海研究区域受影响最为频繁。

2.1南海海区

1949~2008年年均有13.8个热带气旋进入南海水域，平均每年热带气旋影响该海区研究区域5.0次，年最多11次（1974年），年最少0次（1969年）。从1949~2008年热带气旋影响我国南海沿海商船航线年频次分布图（参见图4，图中R2为相关系数，值越大表明线性趋势越明显，下同）上可以看出，热带气旋影响我国南海水域和影响南海沿海商船航线的频次均呈减少趋势，但是两者相比前者的下降速度要快。从图4中可以看出，热带气旋年影响南海沿海商船航线的频次呈周期性的震荡，震荡周期为10年左右。震荡的峰值明显下降，从此趋势分析，未来10年中影响我国南海沿海商船航线的热带气旋的个数将会增加，但其平均值不会高于5.8个。

影响我国南海沿海商船航线的热带气旋占影响南海水域热带气旋总数的百分比最大为66.7%（1950年），最小为0%（1969年），年平均值为36.0%。从图5中可以看出，进入我国南海水域的热带气旋影响我国沿海商船航线的可能性正在逐渐增大，且1995年以后其百分比值的震荡幅度逐渐减小，趋于稳定。

图4 1949~2008年热带气旋影响我国南海沿海商船航线年频次分布图

图5热带气旋影响南海沿海商船航线的频次占进入南海区域的百分比分布图

影响我国南海沿海商船航线的累计影响时间的年分布如图6。1949~2008年南海研究区域累计影响时间年平均值为141.8h，年最多329h（1974年），年最少0h（1969年）。从热带气旋影响中国南海沿海商船航线的年累计影响时间5年滑动平均值可以看出，60年代中期到70年代年累计影响时间最多，80年代以后尤其是90年代以后年累计影响时间呈非常明显的下降趋势。从图6中可以看出60年热带气旋影响南海研究区域年累计影响时间总体呈下降趋势。

图6 1949~2008年热带气旋影响中国南海沿海商船航线的年累计影响时间分布图

2.2东海海区

1949~2008年进入我国东海海域的热带气旋年均7.6个，平均每年热带气旋影响东海沿海商船航线的频次为3.9次，年最多9次（1990年），年最少1次（1970年、1980年、1993年）。1949~2008年热带气旋影响我国东海沿海商船航线的频次及进入我国东海水域热带气旋个数年分布如图7（a）所示。虽然进入东海水域的热带气旋的个数呈现明显减少趋势，但是热带气旋影响东海沿海商船航线的频次却呈现明显增加趋势。热带气旋影响东海沿海商船航线的频次占进入东海海区热带气旋数的比例（记为Ra），年度最大可达100%，平均可达52.0%左右。Ra的变化有明显的周期性，一般以1年为周期。趋势分析表明，近年来进入东海水域的热带气旋对东海沿海商船航线产生影响的可能性有明显的增加趋势（参考图7）。

图7 1949~2008年热带气旋影响东海沿海航线频次（图a）及其占东海水域气旋总数的百分比分布（图b）

热带气旋影响我国东海沿海商船航线的年累计影响时间的平均值为109.4h，最长达到510h（2001年），最少为17h（1954年）。从图8中可以看出1962~1967年影响东海研究区域的年累计影响时间处在一个比较平稳的下降阶段，而且累计影响时间小于60年的平均值。但从5年滑动平均值曲线可以看出，年累计影响时间70年代以后呈现周期性的增加趋势。60年的总趋势分析表明，年影响东海研究区域的累计时间呈增加趋势。

图8 1949~2008年热带气旋影响东海沿海商船航线的年累计影响时间分布图

2.3黄渤海区域

黄渤海海区是三个海区中受热带气旋影响次数和累计影响时间最小的海区。1949~2008年进入黄渤海海区的热带气旋总共只有105个（年均1.8个），而热带气旋影响到黄渤海沿海商船航线的频次为37次，占所有进入气旋总数的35.6%。黄渤海区域经过的气旋一般强度不大，而且持续时间较短。统计表明进入黄渤海海区的气旋数呈下降趋势，但是影响到研究区域的气旋个数呈上升趋势。趋势表明进入黄渤海海区的气旋影响到商船航线的可能性正在逐年上升。

3 1°×1°经纬度网格内的分布

3.1累计影响次数分布

1949~2008年影响研究区域的热带气旋在1°×1°的经纬度网格内的分布个数如图9，不同线形代表在该经纬度网格内经过气旋的个数（如图例所示）。影响程度按热带气旋进入不同经纬度网格的次数分为：轻度影响（60次以下）；中度影响（60~100次）；重度影响（100~140次）；强重度影响（140次以上）。

从图9中可以看出：从影响次数看，强重度影响区域主要集中在海南省以东18°N~21°N商船航行区域；重度影响区域主要集中在21°N~26°N湛江、香港、深圳、汕尾一带沿海水域和台湾海峡以西商船航行区域；中度影响区域为26°N~29°N之间商船航行区域；轻度影响区域为29°N以北区域，即黄渤海区域。

图9 1949~2008年影响研究区域热带气旋个数在网格内分布

从整个研究区域所在的不同纬度看，18°N开始往高纬度地区，热带气旋影响的次数逐渐减少，在台湾海峡一带减少的趋势比较慢，从26°N以后，热带气旋影响次数减少的趋势非常明显。

1950~2008年之间，分析不同年代影响研究区域的热带气旋在单位经纬度网格内的分布规律（图略）可以看出：50年代和60年代，影响研究区域最严重的区域主要集中在海南岛以东的沿海商船航行区域和台湾岛以西的航行水域；70年代和80年代影响台湾海峡一带的次数相对减少；90年代以后影响台湾海峡水域的次数明显增加，特别是2000年以后影响研究区域的次数最多的区域已经集中到了台湾海峡以西和以北的水域，影响最严重的区域有向北漂移的趋势。

3.2累计影响时间分布

1950~2008年之间，分析不同年代影响研究区域的热带气旋在单位经纬度网格内的累计影响时间分布（图略）可以看出：70年代南海研究区域单位网格内的累计影响时间普遍高于其他年代的累计影响时间，但台湾海峡附近的累计影响时间却低与其他年代。各个年代累计影响时间超过300小时/单位网格的区域主要集中在海南省以东的商船航行水域和台湾海峡附近的水域。2000年以后影响研究区域累计影响时间最多的区域为台湾海峡附近水域。

4结论与讨论

（1）60年中影响南海研究区域热带气旋的个数最多，黄渤海研究区域最少。但是进入东海的热带气旋影响研究区域的可能性为三个海区中最大（年均52.0%左右）。主要是因为影响南海研究区域的热带气旋部分为南海海域生成的热带气旋，强度较弱，影响范围较小，特别是其路径偏南时，对我国南部沿海水域的影响较小。影响东海沿海商船航线的热带气旋多为北向和转折路径的热带气旋，其登陆可能性较大，故进入东海研究区域的热带气旋，影响东海商船航线的可能性最大。影响黄渤海的热带气旋，多为登陆后转向或者直接北上的热带气旋，随着热带气旋的移动，其强度逐渐减弱直至消亡或变性为温带气旋，因此对黄渤海商船航线的影响较小。

（2）影响南海研究区域的热带气旋和在南海研究区域的累计影响时间均呈减少趋势。影响南海研究区域的热带气旋的个数成周期性的震荡，震荡周期为10年左右，且震荡幅值在不断减少。但从趋势分析表明，进入我国南海水域的热带气旋影响我国沿海商船航线的可能性正在逐渐增大。

（3）虽然进入东海水域的热带气旋的个数呈现明显减少趋势，但是影响东海研究区域的热带气旋个数和在东海研究区域的年累计影响时间均呈现明显增加趋势。

（4）60年中热带气旋影响次数在1°×1°经纬度网格内的分布表明：强重度影响（140次以上）区域主要集中在海南省以东18°N~21°N商船航行区域。从18°N开始往高纬度地区，热带气旋影响的次数逐渐减少，但在台湾海峡一带减少的趋势比较慢。从不同年代的分布表明，影响最严重的区域有向北漂移的趋势。70年代南海研究区域单位经纬度网格内的累计影响时间普遍高于其他年代的累计影响时间，但台湾海峡附近的累计影响时间却低于其他年代。2000年以后累计影响时间最多的区域由海南岛以东区域变为台湾海峡附近水域。

（5）每年8月份，热带气旋对东海研究区域影响最为频繁；其它月份，热带气旋对南海研究区域的影响频率要高于东海研究区域和黄海研究区域。

上述分布规律对我国沿海航运生产、海上应急和搜救的启示主要包括：

（1）气候变化背景下西北太平洋生成热带气旋的强度在逐渐加大，其影响我国沿海商船航线区域的时间也在逐渐增加，而且出现影响重心区北向漂移的现象。对于航运企业来说，应考虑这种影响的变化，适当调整相关区域的航运生产计划；对于管理部门来说，在安排应急和海上搜救资源方面应根据区域的变化特征，增加相应区域的应急搜救力量配置。

（2）船舶在制订航次计划过程中，应考虑东海海区、南海海区热带气旋影响的差异，充分利用各种手段收集相关的热带气旋资料，根据热带气旋可能的影响制定绕避热带气旋策略，降低热带气旋对船舶航行的影响，规避热带气旋风险。

航运企业在安排航运生产以及船舶在设计船舶航线过程中，应针对不同月份热带气旋对不同海区影响的频繁程度，根据不同类型船舶的抗风浪能力，合理安排船舶，制定详细的绕、避台方案。

作者：文元桥 吴力川 熊志坚  来源：航海技术