文成县台风暴雨灾害特征与气象风险研究
刘胜 张帆
文成县气象局 ,浙江 温州 325300
摘 要:基于2005-2018年气象数据,分析文成县受台风暴雨影响的气候特征、典型灾害案例及风险机制。研究表明:文成东南部受地形抬升与台风倒槽叠加影响,短时强降水(最大1小时雨量108.5mm)易引发山洪泥石流;县城内涝与3小时累积雨量(阈值140mm)显著相关,需建立分级预警体系,缩短应急响应时间。
关键词:狭管效应;地形抬升;强降水
一 文成气候概况
(一)历史气候概述
文成地处中亚热带气候区,属中山丘陵地貌,既有显著的海洋性季风气候特征,亦有明显的立体山地气候特征。海洋性季风气候给文成县带来丰足降水,缓解了夏季高温和冬季严寒,使文成县成为同一气候带的降水充沛、气温适宜区。文成县独特的山地地貌特征造就了跨越中亚热带、北亚热带、暖温带3个气候带的山地立体气候。文成入春时间一般始于3月中旬(入春常年平均为3月17日),夏季始于5月中下旬,秋季始于9月下旬至10月初,冬季始于11月底至12月上旬初期(入冬常年平均为11月27日)。冬夏两季相对较长,而春秋两季相对较短(如表1和表2),四季分明,相邻季节的温差值基本在9-10℃左右,使人可明显感受春夏秋冬四季轮回的气温转变。
(二)气温
文成年平均气温18.5℃,1月份最冷,月平均气温8.4℃,7月份最热,月平均气温28.5℃;极端最高气温41.7℃,出现在2003年7月25日;极端最低气温-5.9℃,出现在1999年12月23日。
(三)降水
文成年累积降水量1782.6毫米,年际间差异显著,极端年最大雨量2531.2毫米(2016年),极端年最少雨量1128.6毫米(2020年);年平均雨日214天,2012年最多达249天;降雨主要集中在5-9月,8月份最多达269.6毫米,12月至2月降水量仅占全年10%左右。
二 严重影响文成台风个例
(一)夏季台风个例
1. 200505(海棠)
2005年7月18日8时左右,在台湾花莲登陆,920百帕,17级,60(米/秒);19日17时10分,在福建北部连江黄岐登陆,975百帕,12级,33(米/秒)。2005年7月17日20时至20日20时,文成全县过程面雨量336.1mm。
2. 200709(圣帕)
2007年8月18日05时40分,在台湾中部花莲登陆,强台风,930百帕,15级,50(米/秒);19日02时,在福建泉州登陆,台风,975百帕,12级,33(米/秒)。2007年8月17日20时至20日20时,文成全县过程面雨量291.4mm。
3. 200808(凤凰)
2008年7月28日06时,在台湾中部花莲登陆,强台风,955百帕,14级,42(米/秒);28日22时,在福建福清再次登陆,台风,975百帕,12级,33(米/秒)。2008年7月26日20时至30日20时,文成全县过程面雨量259.3mm。
4. 200908(莫拉克)
2009年8月7日23时45分在台湾省花莲市沿海登陆;9日16时20分在福建霞浦县沿海二次登陆,970百帕,12级(33米/秒)。2009年8月7日20时至10日20时,文成全县过程面雨量392.5mm。
5. 201513(苏迪罗)
2015年8月8日04时,在台湾花莲秀林乡登陆,935(百帕),15级,50(米/秒);8日22时,在福建莆田市秀屿区再次登陆,970(百帕),13级,38(米/秒)。2015年8月7日8时至10日8时,文成全县过程面雨量461.6mm,。
(二)秋季台风个例
1. 200513(泰利)
2005年9月1日01时左右,在台湾中部花莲附近登陆,超强台风,930百帕,16级,55(米/秒);1日15时左右,在福建中部莆田登陆,台风,970百帕,12级,35(米/秒)。2005年8月31日20时至9月2日20时,文成全县过程面雨量341.4mm。
2. 200716(罗莎)
2007年10月6日15时30分,在台湾北部登陆,强台风,935百帕,15级,50(米/秒);7日15时30分,在浙闽交界处登陆,台风,975百帕,12级,33(米/秒)。2007年10月5日20时至8日20时,文成全县过程面雨量288.5mm,。
3. 201614(莫兰蒂)
2016年9月15日凌晨3时05分前后在福建省厦门市翔安区沿海登陆,935(百帕),15级,50(米/秒)。2016年9月14日20时至17日20时,文成全县过程面雨量280.4mm。
4. 201617(鲇鱼)
2016年9月27日14时10分,在台湾花莲登陆,950(百帕),14级,45(米/秒);28日凌晨4点40分前后,在福建省泉州惠安县沿海再次登陆,975(百帕),12级,33(米/秒)。2016年9月27日8时至29日8时,文成全县过程面雨量522.5mm。
三 台风暴雨诱发地质灾害气象条件分析
(一) 文成县地质灾害个例分析
2016年9月28日18时10分许, 受17号台风“鲇鱼”影响,我县双桂乡宝丰村三条碓发生泥石流,导致6间居民房被冲毁,6人失踪。经浙江省气候中心专家评估确认:文成国家站28日降水量388.7mm,破历史日降水记录(文成历史最大1990年8月20日292.2mm),超百年一遇(百年一遇为320mm);3小时最大为144mm,超百年一遇(百年一遇为125mm)。宝丰村最近两雨量站点:周山站820.3mm,最大一小时雨量(28日16时)108.5mm,最大3小时雨量227.3mm(28日16-18时)。双桂站715.2mm,最大一小时雨量(28日16时)102.4mm,最大3小时雨量195mm(28日16-18时)。
2015年8月8日夜里到9日凌晨,受13号受台风“苏迪罗”影响,狂风暴雨造成了珊溪镇历史上最严重的洪灾,农业、水利、电力、交通等设施损失严重。暴雨中心区域的桂山站804.8mm,仰山站793.8mm,其中仰山8日23时小时雨强达到123.8mm,23时至9日01时三小时累积达到259.5mm;其他两个上游台站23时雨强:桂山站达97.1mm,珊溪毛坑站达92.4mm,均出现短时特大暴雨。
两次台风均对文成东南部乡镇造成特别严重影响。经粗略分析:
1.台风登陆点不一定等于台风重点影响区域。尤其是对于经过台湾高山摧残、环流空心化,或结构不对称的台风。根据气候统计,在福建中北部登陆的台风往往会给浙江带来较强的风雨影响。因此对没有正面登陆袭击或登陆位置比较偏福建南部时都不能掉以轻心。
2.最关键一点,文成东南部靠近瑞安、平阳、苍南三县,台风倒槽中的强劲东南风急流正好迎面而上,山脉形成狭管效应和地形抬升对大暴雨过程起强劲的增幅作用,极易触发突发性局地特大暴雨,而上述的双桂乡宝丰村正处于这一暴雨中心区,强劲的短时暴雨达到一小时100mm以上、三小时累积接近200mm时极易发生严重灾害性山洪,诱发大规模的滑坡、泥石流等地质灾害,对生命财产安全带来特别严重影响。
(二) 文成县周边地区地质灾害个例分析
我省地质灾害集中于6-9月,占全年总数的79%,其中6月份最多,这个时段,刚好与梅雨和台风雨期相吻合,表现出降雨诱发地质灾害的特征。“一种是长时间降雨,另一种是短时间的强降雨。特别是前期降雨后,如果短时强降雨再跟上,很容易爆发地质灾害。”
2016年浙江省遂昌县北界镇苏村村“9·28”山体滑坡事件。受台风“鲇鱼”影响,28日傍晚17时28分,苏村村被40余万立方米量滑坡的山体所淹没,造成20户房屋被埋、7人遇难、20人失联。据气象数据统计北界镇站日总降水90.5mm;至28日17时北界镇站降水累积已经达到70mm,离山体滑坡还有28分钟。根据降水时序图分析,山体滑坡前后均未发生短时强降水现象,由此可见“9·28”山体滑坡事件属于特例,不属于短时强降水诱发案列。
据官方披露,苏村村所在的山体滑坡处为地质灾害隐患点;当地民众回忆,以往下雨,也曾发生过数次石头滚落的现象,但没引起注意。因此思想上的麻痹,当地民众防灾意识淡漠,加上台风外围带来的较大累积降水是诱发此次灾害事件的关键。
今年第9号台风“利奇马”8月10日1时45分前后在浙江省温岭市城南镇登陆,登陆时强度为超强台风级,中心附近最大风力16级,给温州全造成了严重的风雨影响。特别是对温州东北部的永嘉和乐清影响尤为严重,带来重大灾害。
受“利奇马”影响,永嘉东北部山区降雨强度超百年一遇。根据岩坦镇四海山自动气象站数据显示,台风登陆后持续6个小时出现小时雨量达到20mm以上短时强降水,最大3小时累积雨量159.2mm达五十年一遇,最大6小时累积雨量239.2mm达一百五十年一遇。连续的短时大暴雨,8月10日凌晨5时许,引发岩坦镇山早村山体滑坡,滑坡后堵塞了河流,因溪水上涨太快,部分村民来不及撤离到安全位置,堰塞湖又突发决堤,造成人员伤亡和失联。截至8月12日15:30时,共有27人死亡,有5人失联。
受超强台风“利奇马”影响,乐清北部地区,降雨区域集中,强度大,雨量超百年一遇。北雁荡3小时雨量232mm,为有记录以来3小时雨量最大值,超100年一遇;西门岛1小时雨量达98.6mm,破当地1小时历史纪录,3小时雨量168mm、6小时雨量211mm,均超100年一遇。根据永嘉水利局提供大荆流域面雨量534mm,8月10日上午,乐清市大荆镇经过狂风暴雨一夜洗劫后受损严重,满目都是被吹断的树木、电线杆,道路两旁一片狼藉,随处可见被冲翻的车辆和翘起的沥青地面。
根据乐清市大荆镇智仁昌门自气象站资料显示,8月10日凌晨连续3个小时出现小时雨量达20mm以上的短时强降水,在台风登陆前后分别出现55.4mm和51.3mm的短时大暴雨,后续仍有短时暴雨持续。
造成了永嘉县岩坦镇山早村山体滑坡和乐清市大荆镇等北部地区集中受灾成因:
1.登陆后,台风仍然能量充沛、风力强劲、环流完整、十分罕见。
2.受北侧高压的阻挡,台风运行速度减慢,永嘉县岩坦镇等东北部乡镇、乐清大荆镇等北部乡镇均长时间处强台风中心附近,影响时间持续长,造成连续性短时暴雨,引发山体滑坡、流域性洪水和泥石流等次生灾害。
(三)文成县城内涝气象条件分析
文成县境内山地面积占全县总面积的82.5%,地势自西北向东南倾斜,成漏斗状,自身排洪排水能力相对较强。比如夏季短时强降水,来的快,去的也快,不易成灾,一般短时强降水也不易形成县城内涝。
2016年9月15日第14号台风“莫兰蒂”与 9月28日第17号台风“鲇鱼”影响期间,因受台风外围云系影响,出现大暴雨天气,导致县城泗溪河水位猛涨,河水淹没大部分的泗溪河亲水平台,水位甚至淹没沿河护栏,县城多处低洼路段被水淹,持续的短时强降水,导致城内积水来不及排放,形成严重内涝。
在“莫兰蒂”和“鲇鱼”影响期间,根据文成自动气象站资料显示,文成两次严重内涝时段均出现在下午到傍晚前后;县城发生内涝点空间分布较为均匀,易发内涝点发生内涝频率高,内涝发生高发期为台汛期,短时强降水是造成内涝的主要原因,一小时和三小时降水量及较长连续性短时强降水与内涝积水深度具有很高的相关性,是内涝积水深度的重要影响因素。
四 结语
第一,通过分析2005-2018年台风数据(如“鲇鱼”台风522.5mm过程雨量),明确文成县地质灾害临界阈值:山洪易发条件:1小时≥90mm或3小时≥150mm(双桂乡案例)。城乡内涝阈值:3小时累积雨量140mm(泗溪河漫溢事件)为分级预警系统建设提供科学依据,缩短应急响应时间。
第二,通过台风-地形相互作用研究,发现东南风急流遇文成山脉抬升可导致1小时雨量超100mm(如“鲇鱼”台风期间周山站108.5mm/h),填补局地暴雨形成机制研究空白。修正“登陆点=核心影响区”的误区,证实台湾高山对台风结构的破坏会改变降水分布(如“莫拉克”台风环流空心化后仍引发文成392.5mm暴雨)。揭示文成东南部(双桂、珊溪等)因地形抬升效应成为暴雨中心,需优先部署监测设施与避险设施。对比“利奇马”对永嘉的影响,验证福建北部登陆台风对文成的特殊威胁性。
第三,总结灾害链规律,提出“短时强降水→山洪→泥石流”的链式反应模型(2016年双桂乡案例),区别于遂昌苏村累积降水型滑坡,为差异化防治提供理论支撑。
参考文献
[1] 浙江省气候中心. 浙江省台风灾害风险评估报告[R]. 2019
[2] 中国气象局. 台风年鉴(2005-2018)[M]. 气象出版社