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

關鍵詞：熱帶氣旋 沿海水域 商船航線 空間分布 經緯度網格

0引言

中國是世界上遭受熱帶氣旋災害最為嚴重的國家之一。自1949年以來，中國每年因熱帶氣旋災害造成的直接經濟損失在10億~100億元以上，死亡人數在100~1000人以上。熱帶氣旋是對船舶安全航行威脅最大的災害性天氣系統。熱帶氣旋導致的強風、大浪（波浪和涌浪）、暴雨、風暴潮等惡劣天氣和海況是影響船舶安全航行的重要因子。

關于熱帶氣旋規律國內外不少學者進行了研究。本文利用1949~2008年CMA最佳熱帶氣旋路徑資料，采用統計和趨勢分析方法，系統分析了影響我國沿海商船航線的熱帶氣旋的60年際時空（主要分為不同海區和1°×1°經緯度網格內）分布規律。其研究成果不僅可以作為我國航運企業合理安排航區生產、降低和規避生產風險提供參考，而且對海上交通主管部門、海上搜救部門合理制定海上安全應急對策、部署應急力量、制定搜救策略等均具有重要的參考價值。

1研究區域及資料

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

由于熱帶氣旋對船舶的影響，主要是熱帶氣旋大風及其導致的風浪、涌浪對船舶安全航行構成的威脅。在航海實踐中，一般將熱帶氣旋中心至風力大于等于7級的區域作為危險區域。因此，本文的分析研究以熱帶氣旋7級風場范圍為基準，即：只要熱帶氣旋有大于或等于7級以上風場進入研究區域，就認為該熱帶氣旋對我國沿海商船航線構成影響。

圖1研究區域圖

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（以下簡記為TC）最佳路徑資料，并參考中國氣象局出版的《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、最大風速、最大風力半徑等信息。但是，由于觀測資料的不完整，缺少最大風力半徑等和7級風場資料。

為滿足研究需要，本文利用已有資料對最大風速半徑以及7級風場進行了反演。

對于最大風速半徑的計算，采用式（1）：

Rmax=37.54×cxp（-0.0070×Vmax） （1）

對于7級風場的計算，采用式（2）：

（2）

式中：Vmax為最大風速；r為距離TC中心的距離；θ為方位角；rm為最大風力半徑；θ0，p，q為經驗常數；d為形狀參數。各參數的取值參見表1。

表1參數取值表

2不同海區內的分布特征

1949~2008年西北太平洋共生成熱帶氣旋2025個，其中影響研究區域的TC共500個。統計結果表明，TC對南海海區商船航線影響最為頻繁（年均5.0個），其次是東海海區（年均3.9個），而對黃渤海區域的影響次數最少（年均0.6個）。TC進入東海海區后，大部分（占總數的52.0%）都會對沿海商船航線構成威脅，而進入南海和黃渤海海區后，只有不到一半（分別占總數的百分比為36.0%和35.2％）的會對沿海商船航線構成威脅，參見圖2。

圖2進入各海區的熱帶氣旋總數及影響研究區域的熱帶氣旋總頻數

圖31949~2008年影響研究區域的熱帶氣旋在不同月份的分布圖

統計表明（參見圖3），TC在全年每個月份均有生成，但是1~3月份沒有影響中國沿海商船航線的TC，4月份也基本沒有（1991年和2008年各有一個）。TC對中國沿海商船航線的影響主要集中在7、8、9三個月，這三個月TC對研究區域的年均影響次數為6.5次；年最多10次（1952年）；年最少2次（1950年、1987年）。7~9月TC影響中國沿海商船航線的次數占60年中TC對中國沿海商船航線影響總次數的78%。60年中8月份西北太平洋TC生成個數和TC對中國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。從不同海區影響的月份布來看，各海區影響最頻繁的時間是8月份，其次是7月和9月。比較不同海區研究區域的累計影響次數，除8月份外，南海研究區域受影響最為頻繁；在8月份，東海研究區域受影響最為頻繁。

2.1南海海區

1949~2008年年均有13.8個熱帶氣旋進入南海水域，平均每年熱帶氣旋影響該海區研究區域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南海沿海商船航線年頻次分布圖（參見圖4，圖中R2為相關系數，值越大表明線性趨勢越明顯，下同）上可以看出，熱帶氣旋影響我國南海水域和影響南海沿海商船航線的頻次均呈減少趨勢，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，從此趨勢分析，未來10年中影響我國南海沿海商船航線的熱帶氣旋的個數將會增加，但其平均值不會高于5.8個。

影響我國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，進入我國南海水域的熱帶氣旋影響我國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，趨于穩定。

圖4 1949~2008年熱帶氣旋影響我國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入南海區域的百分比分布圖

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

圖6 1949~2008年熱帶氣旋影響中國南海沿海商船航線的年累計影響時間分布圖

2.2東海海區

1949~2008年進入我國東海海域的熱帶氣旋年均7.6個，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東海沿海商船航線的頻次及進入我國東海水域熱帶氣旋個數年分布如圖7（a）所示。雖然進入東海水域的熱帶氣旋的個數呈現明顯減少趨勢，但是熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的頻次卻呈現明顯增加趨勢。熱帶氣旋影響東海沿海商船航線的頻次占進入東海海區熱帶氣旋數的比例（記為Ra），年度最大可達100%，平均可達52.0%左右。Ra的變化有明顯的周期性，一般以1年為周期。趨勢分析表明，近年來進入東海水域的熱帶氣旋對東海沿海商船航線產生影響的可能性有明顯的增加趨勢（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的百分比分布（圖b）

熱帶氣旋影響我國東海沿海商船航線的年累計影響時間的平均值為109.4h，最長達到510h（2001年），最少為17h（1954年）。從圖8中可以看出1962~1967年影響東海研究區域的年累計影響時間處在一個比較平穩的下降階段，而且累計影響時間小于60年的平均值。但從5年滑動平均值曲線可以看出，年累計影響時間70年代以后呈現周期性的增加趨勢。60年的總趨勢分析表明，年影響東海研究區域的累計時間呈增加趨勢。

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

2.3黃渤海區域

黃渤海海區是三個海區中受熱帶氣旋影響次數和累計影響時間最小的海區。1949~2008年進入黃渤海海區的熱帶氣旋總共只有105個（年均1.8個），而熱帶氣旋影響到黃渤海沿海商船航線的頻次為37次，占所有進入氣旋總數的35.6%。黃渤海區域經過的氣旋一般強度不大，而且持續時間較短。統計表明進入黃渤海海區的氣旋數呈下降趨勢，但是影響到研究區域的氣旋個數呈上升趨勢。趨勢表明進入黃渤海海區的氣旋影響到商船航線的可能性正在逐年上升。

3 1°×1°經緯度網格內的分布

3.1累計影響次數分布

1949~2008年影響研究區域的熱帶氣旋在1°×1°的經緯度網格內的分布個數如圖9，不同線形代表在該經緯度網格內經過氣旋的個數（如圖例所示）。影響程度按熱帶氣旋進入不同經緯度網格的次數分為：輕度影響（60次以下）；中度影響（60~100次）；重度影響（100~140次）；強重度影響（140次以上）。

從圖9中可以看出：從影響次數看，強重度影響區域主要集中在海南省以東18°N~21°N商船航行區域；重度影響區域主要集中在21°N~26°N湛江、香港、深圳、汕尾一帶沿海水域和臺灣海峽以西商船航行區域；中度影響區域為26°N~29°N之間商船航行區域；輕度影響區域為29°N以北區域，即黃渤海區域。

圖9 1949~2008年影響研究區域熱帶氣旋個數在網格內分布

從整個研究區域所在的不同緯度看，18°N開始往高緯度地區，熱帶氣旋影響的次數逐漸減少，在臺灣海峽一帶減少的趨勢比較慢，從26°N以后，熱帶氣旋影響次數減少的趨勢非常明顯。

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

3.2累計影響時間分布

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

4結論與討論

（1）60年中影響南海研究區域熱帶氣旋的個數最多，黃渤海研究區域最少。但是進入東海的熱帶氣旋影響研究區域的可能性為三個海區中最大（年均52.0%左右）。主要是因為影響南海研究區域的熱帶氣旋部分為南海海域生成的熱帶氣旋，強度較弱，影響范圍較小，特別是其路徑偏南時，對我國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折路徑的熱帶氣旋，其登陸可能性較大，故進入東海研究區域的熱帶氣旋，影響東海商船航線的可能性最大。影響黃渤海的熱帶氣旋，多為登陸后轉向或者直接北上的熱帶氣旋，隨著熱帶氣旋的移動，其強度逐漸減弱直至消亡或變性為溫帶氣旋，因此對黃渤海商船航線的影響較小。

（2）影響南海研究區域的熱帶氣旋和在南海研究區域的累計影響時間均呈減少趨勢。影響南海研究區域的熱帶氣旋的個數成周期性的震蕩，震蕩周期為10年左右，且震蕩幅值在不斷減少。但從趨勢分析表明，進入我國南海水域的熱帶氣旋影響我國沿海商船航線的可能性正在逐漸增大。

（3）雖然進入東海水域的熱帶氣旋的個數呈現明顯減少趨勢，但是影響東海研究區域的熱帶氣旋個數和在東海研究區域的年累計影響時間均呈現明顯增加趨勢。

（4）60年中熱帶氣旋影響次數在1°×1°經緯度網格內的分布表明：強重度影響（140次以上）區域主要集中在海南省以東18°N~21°N商船航行區域。從18°N開始往高緯度地區，熱帶氣旋影響的次數逐漸減少，但在臺灣海峽一帶減少的趨勢比較慢。從不同年代的分布表明，影響最嚴重的區域有向北漂移的趨勢。70年代南海研究區域單位經緯度網格內的累計影響時間普遍高于其他年代的累計影響時間，但臺灣海峽附近的累計影響時間卻低于其他年代。2000年以后累計影響時間最多的區域由海南島以東區域變為臺灣海峽附近水域。

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

上述分布規律對我國沿海航運生產、海上應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度在逐漸加大，其影響我國沿海商船航線區域的時間也在逐漸增加，而且出現影響重心區北向漂移的現象。對于航運企業來說，應考慮這種影響的變化，適當調整相關區域的航運生產計劃；對于管理部門來說，在安排應急和海上搜救資源方面應根據區域的變化特征，增加相應區域的應急搜救力量配置。

（2）船舶在制訂航次計劃過程中，應考慮東海海區、南海海區熱帶氣旋影響的差異，充分利用各種手段收集相關的熱帶氣旋資料，根據熱帶氣旋可能的影響制定繞避熱帶氣旋策略，降低熱帶氣旋對船舶航行的影響，規避熱帶氣旋風險。

航運企業在安排航運生產以及船舶在設計船舶航線過程中，應針對不同月份熱帶氣旋對不同海區影響的頻繁程度，根據不同類型船舶的抗風浪能力，合理安排船舶，制定詳細的繞、避臺方案。

作者：文元橋 吳力川 熊志堅  來源：航海技術