深圳市台风预警信号的时空分布特征和效果检验

赵春阳，郑群峰，王蕊，胡霄，蔡伟源，赖鑫，李明华

（1.深圳市气象台，广东深圳 518040；2.深圳市国家气候观象台，广东深圳 518040；3.深圳市突发事件预警信息发布中心，广东深圳 518040；4.深圳南方强天气研究重点实验室，广东深圳 518040）

深圳位于广东省珠三角南部，珠江口东岸，濒临南海，属亚热带季风气候。台风是后汛期（7—9月）影响深圳的主要气象灾害之一，具有影响范围广、持续时间长、破坏力强等特征［1-2］，一直是深圳自然灾害防御中的重点和难点。1994年6月4日《深圳经济特区防洪、防风规定》（深圳市人民政府令第27号，简称27号令）生效以后，深圳市气象局率先在全国对外发布气象灾害预警信号，其中台风预警信号已成为政府防御台风灾害的消息树和发令枪，在防御和减轻台风灾害损失、保护人民群众生命财产安全等方面起了重要作用［3］。

近年来，许多学者对台风预警信号发布技巧、应急响应策略等方面进行了分析［4-6］。曹春燕等［5］从预警信号发布时机、短临预警能力提升、准确及时的气象服务等进行多方位论述，提出一些相关的对策。然而对基层台站的台风预警信号长时间序列统计和分析仍较少见。因此，基于2006—2019年深圳市台风记录和台风预警信号历史资料，运用分类统计等方法，研究了影响深圳的台风分布特征和深圳台风预警信号发布的时空分布特征。

1 资料与方法

由于台风预警信号的演变，其等级和含义发生数次变更，不同的等级划分和含义放在一起比较的意义不大，在2006年以后台风预警信号的等级和含义基本定型且无太大改动，故本研究选择了在2006至2019年的台风预警信号和相同年份影响深圳的台风做统计分析，在统计台风预警信号数量时，在同一次台风预警过程中，同一种等级的预警信号只计数一次，如台风白色升级为台风蓝色之后又降级为台风白色，计台风白色、台风蓝色各一次，且不论是全市发布还是分区发布。台风预警信号包含发布时间和持续时间、发布级别；台风预警信号级别从低到高分别为白色、蓝色、黄色、橙色和红色。根据台风源地的不同分为南海台风和西太平洋台风。根据台风对深圳市的风雨影响程度不同分为明显影响（一般影响）和严重影响，表1为明显影响和严重影响的判定依据。

表1 台风影响程度判定依据1）

关于预警信号的效果检验，由于中国局和广东省局在各自的《气象灾害预警信号质量检验办法》中都没有涉及对台风预警信号的检验，所以本研究使用风力等级来对台风预警信号的服务效果进行检验。站点选择方面，由于2010年前区域站数量较少，无法合理地代表各个预警区域的实况，所以选择对2010年以后的台风预警信号进行评定，2010年指标站为50个，随着区域站逐年增加，2019年指标站为142个。由于台风白色预警信号并没有特定的风速发布指标，所以暂不对台风白色预警信号进行检验，故本研究选择2010—2019年蓝色以上等级的台风预警信号进行检验。由于高级别台风可能严重致灾，为了防灾减灾的需要，有时会提前发布（或升级）且在短时间连续升级台风预警信号，所以本研究的检验时段为预警发布后的整个台风影响过程。以指标站（分区发布按照发布区域内的站数计算）的最大10 min平均风和最大瞬时风作为评定依据，台风蓝色预警信号在检验时段内，预警区域1／4指标站最大10 min平均风≥5级（黄色≥7级、橙色≥9级、红色≥11级）或最大瞬时风≥7级（黄色≥9级、橙色≥11级、红色≥13级），则评定为该预警信号发布达标。

2 影响深圳的台风分布特征

统计可知，2006—2019年影响深圳的台风共有54个（表略），平均每年为3.9个，最多为2006年7个，最少为2015年1个，2013—2019年比2006—2012年超强台风多了4个。

发源地为南海的台风19个约占35.2%，南海台风强度普遍偏弱，最高可达台风级别，强热带风暴以下（含热带风暴和强热带风暴、热带低压）约占84.2%，主要出现在6—9月约占94.7%；发源地为西太平洋的台风35个约占64.8%，西太平洋台风强度普遍偏强，最高可达超强台风级别，台风以上（含台风、强台风和超强台风）约占71.4%，强台风以上（含强台风和超强台风）约占40.0%，主要出现在7—10月约占94.7%；台风较多的月份主要出现在6—10月，最多为8月共17个，6月及以前的台风以强热带风暴以下为主，9月及以后以强台风以上为主，9月及以后台风主要由西太平洋生成。

进一步分析影响深圳的台风发源地和影响程度（图1），可以发现明显影响的台风约占总数的59.2%，明显影响深圳的台风中，热带风暴和强热带风暴较多，达到了18个约占56.3%，影响时间主要集中在7—9月约占81.3%；严重影响深圳的台风最多为2008年的5个，2010—2015年较少，呈波动状分布，严重影响深圳的台风以台风以上级别为主，约占72.7%，但会有个别“小台风大影响”的台风，热带风暴（3个）甚至热带低压（1个）也会带来严重风雨影响，严重影响深圳的台风中来自西太平洋的约占72.7%，影响时间主要集中在7—10月。

3 深圳台风预警信号发布的时空分布特征

3.1 台风预警信号时间分布特征

图2给出了2006—2019年深圳市台风预警信号发布次数的年际变化和月变化。从图2可以看到，深圳市台风预警信号发布次数随着级别增加逐渐减少，白色最多共74次、红色最少3次；低级别台风预警信号（台风白色和蓝色）占全部发布次数的78.3%，高级别台风预警信号（台风黄色、橙色和红色）占21.7%。台风预警信号发布次数呈逐年波动增加趋势（图2a），其中2013—2019年全市的台风为88次，与2006—2012年相比增加了24次；高级别台风预警信号（台风黄色、橙色和红色）2016、2017、2018年明显增多，台风红色预警信号也集中在这3年。从逐月分布（图2b）来看，台风预警信号发布月份主要出现在6—10月，约占全年的98.0%，其中后汛期（7—9月）约占全年的73.0%，最多出现在8月；台风黄色及以上预警信号在6—10月均有出现，台风红色预警信号出现在8和9月。

图1 2006—2019年影响深圳的台风发源地统计（a）和影响程度（b）

图2 2006—2019年深圳市台风预警信号发布次数的年际（a）和逐月（b）变化

对比台风预警信号统计特征和影响深圳的台风统计特征可以发现，在总体的变化趋势上，基本保持一致，呈波动状，增减趋势保持一致，影响台风较多的年份、月份，对应的预警信号发布次数也较多；严重影响台风的变化趋势和高级别预警信号（台风黄色、橙色、红色）基本一致，明显影响台风的变化趋势和低级别预警信号（白色、蓝色）基本一致。也存在个别影响台风的个例与台风预警信号并不对应的情况，分析发现有2个原因，一是判定台风影响程度时，风和雨都作为判定依据，达标一项即可，而发布台风预警信号时标准更多是台风的位置和风的大小，有些台风影响以降雨为主，风的影响不大，即影响台风个例与台风预警信号会出现分离；二是台风外围环流带来的云系所产生的风雨影响，可能在对深圳产生影响的时候台风本体已经远离或者减弱消散，相关的台风预警信号已经取消，但其风雨影响仍在。

3.2 台风预警信号空间分布特征

深圳靠山面海，地域范围呈东西狭长形，东西海区中间还有香港岛阻隔，台风来临时，海区和陆地天气状况可能有很大差异，东部和西部地区也可能存在很大差异。2006年“珍珠”台风影响造成深圳市东部沿海风急浪高，大鹏、盐田港等最大风力达到11～12级，而西部大部分地区却风平浪静。2007年7月深圳市气象局开始实行气象灾害预警分区发布。

2006—2019年期间台风预警分区发布的情况一般为：以全市发布为主，包括全市陆地和东、西部海区；少数情况：全市陆地发布预警，东、西部海区（或加上海区沿岸的几个区）在陆地预警的基础上上调一个等级，例如在全市陆地发布台风蓝色预警信号，在东、西部海区发布台风黄色预警信号。由于深圳市本身土地面积不大，又是东西狭长形，所以不会出现许多像南部沿海地区一样的台风预警信号南多北少的情况。

4 台风预警信号效果检验

由于2010—2019年的10年间台风红色和台风橙色预警信号的样本数量较少（分别为3和6次），所以将台风预警信号分为高级别台风预警信号（台风黄色、橙色、红色）比低级别台风预警信号（台风蓝色）进行类比分析，可以发现：高级别台风预警信号（台风黄色、橙色、红色）比低级别台风预警信号（台风蓝色）的达标率低，高级别台风预警25个，达标14个，达标率56.0%；低级别台风预警34个，达标32个，达标率94.1%，说明高级别台风预警信号的发布难度更高，发布时机更加难以把握，其中台风橙色和台风红色预警信号达标率较低。

通过分析这10年间所有台风橙色、红色预警信号的台风个例，发现达到评定指标下调一个等级风速的指标站个数大体上是达标站个数的2倍（表2）。

表2 2010—2019年台风橙色、红色预警信号台风个数分析

在实际情况中，存在大量风速达到评定指标边缘的指标站，风速可能只相差1 m／s，但是却相差了一个风力等级，这些指标站分布的地区气象风险同样很高，如果从防灾减灾的角度考虑，在这些地区发布与风力等级达标地区相同等级的台风预警信号也是非常有必要的。同时，出现这种达标率低的情况与区域站的分布也有一定的关系，在台风来临时，沿海和海区的风力通常是大于更靠近内陆的地区，风速极值也更高，但沿海站和海岛站的数量相对陆地站是较少的，所以在对台风橙色、红色预警信号这些高级别预警作检验时，这个问题会更加明显一些。

5 结论

1）2006—2019年影响深圳的台风共有54个，平均每年为3.9个，发源地为南海的台风19个，强度普遍偏弱；发源地为西太平洋的台风35个，强度普遍偏强。台风较多的月份主要出现在6—10月，9月及其后以强台风以上为主，9月及其后台风主要由西太平洋生成。明显影响的台风约占总数的59.2%，主要集中在7—9月；严重影响深圳的台风时间主要集中在7—10月，大部分来自西太平洋，以台风以上级别为主，但也会出现“小台风大影响”的个例。

2）深圳市台风预警信号发布次数呈逐年波动上升趋势，高级别台风预警信号（台风黄色、橙色和红色）2016、2017、2018年明显增多。台风预警信号发布月份主要出现在6—10月，其中后汛期（7—9月）约占全年的73.0%。台风预警信号和影响深圳的台风统计特征基本保持一致，2006—2019年严重影响台风的变化趋势和高级别预警信号（台风黄色、橙色、红色）相吻合。

3）2006—2019年期间台风预警分区发布的情况一般为：以全市发布为主，包括全市陆地和东、西部海区；少数情况：全市陆地发布预警，东、西部海区（或加上海区沿岸的几个区）在陆地预警的基础上上调一个等级。

4）高级别台风预警信号（台风黄色、橙色、红色）的达标率较低，其发布难度更高，发布时机更加难以把握。