俞圣興 薛 偉

(三門縣氣象局，浙江三門317100)

0 引言

臺風是對三門縣影響最大的災害性天氣，其影響涉及到各行各業(yè)，嚴重制約了當地經濟的健康發(fā)展，像影響較大的9015、9711、0414、0515號等臺風造成的數十億直接經濟損失，同時有較嚴重的人員傷亡。從1951—2005年的臺風資料顯示，三門臺風呈影響頻數高，影響程度重，影響時空跨度大的特征:共有145個臺風影響三門，多年平均為2.6個/a，最多年份可達有5個;造成嚴重影響的共27個，中等影響的56個，占了影響臺風一半以上;5—12月都可能有臺風影響，其中7—9月的影響臺風達到123個。近5 a雖未出現(xiàn)有特別嚴重影響的臺風，像“莫拉克”也限于降水，但臺風的多寡存在一定的時空隨機浮動，從概率統(tǒng)計的角度來說，出現(xiàn)強度強，影響大的臺風的幾率也在不斷上升，所以更應予以重視。

區(qū)域災害系統(tǒng)理論［1，2］認為，自然災害是一個特殊的變異系統(tǒng)，它是由致災因子、孕災環(huán)境、承災體3方面組成。本文認為臺風災害的危險性主要來自臺風致災因子的強度和孕災環(huán)境的穩(wěn)定性，承災體的脆弱性是體現(xiàn)防御能力的因子，因此本文擬通過分析三門影響臺風的致災因子特征、三門的孕災環(huán)境等，來揭示三門影響臺風的危險性，從而為三門縣的城鄉(xiāng)規(guī)劃、種植業(yè)規(guī)劃、制定防災減災規(guī)劃和措施等提供依據。

1 資料簡介

1.1 我們將滿足以下任一條件 定義為“對三門有影響臺風”

1)全縣平均過程雨量≥50 mm，有暴雨(日雨量≥50 mm)或沿海及境內風力≥8級;

2)凡氣象站過程雨量≥50 mm，或日雨量≥50 mm;或氣象站過程雨量＜50 mm，但有≥2個雨量站，過程雨量≥50 mm(或至少有一站出現(xiàn)暴雨);或沿海及境內≥8級大風。

1.2 風、雨、風暴潮資料及其災情的出自三門氣象臺“臺風課題組”收集的1951—2005年臺風資料、三門1984—2007年災情統(tǒng)計、三門縣2006—2012年氣候影響評價和《三門氣象災害防御規(guī)劃》等資料。

2 臺風致災因子特征

臺風對三門社會經濟帶來危害的致災因子主要表現(xiàn)為:大風、暴雨、風暴潮。由于移動路徑的不同，歷史臺風對三門的影響也各異，其中以正面登陸浙江，登陸浙南至廈門之間，登陸廈門至汕頭之間，經臺灣海峽登陸浙閩沿海轉向東北和近海北上等5類影響最大。

2.1 臺風暴雨

臺風是最強的暴雨天氣系統(tǒng)之一，帶來的降水強度強，雨量大，是引發(fā)洪澇災害以及山體滑坡、泥石流等地質災害的直接原因。

在臺風影響下，三門平均能出現(xiàn)50～150 mm降水，局部有100～200 mm降水;遇到嚴重影響的臺風時，三門平均過程雨量高達250～400 mm，局部達到400～500 mm或以上，日降水量可達 200～300 mm，個別超過 400 mm，像“9711”號臺風就給三門帶來了375 mm平均雨量，最大降水高達550 mm。測站記錄顯示，三門1 h最大降水量為98.7 mm，由0414臺風所致。值得注意的是，三門臺風極端強降水多發(fā)生在登陸浙閩臺風影響期間。

2.2 臺風大風

臺風大風是臺風災害另一個重要的致災因子，臺風大風陣性特強，且風向有旋轉性變化，這對眾多抗風能力各方向并非均等的建筑物等物體來說，其受害的可能性比單一風向為大。一次嚴重的臺風大風風災，常能吹毀房屋、掀翻船只、吹倒連片莊稼，將數以萬計的大樹連根拔起，……，給國民經濟建設造成巨大損失。

1951—2012年，臺風影響時，三門地區(qū)出現(xiàn)8級以上大風的臺風共159個，出現(xiàn)10級以上大風的臺風90個，出現(xiàn)12級以上大風的臺風31個，其中東部沿海和海島地區(qū)臺風大風風速明顯大于中西部地區(qū)，大風極值普遍在12級以上，部分地區(qū)達到14級以上，中西部地區(qū)也都出現(xiàn)過8～10級的臺風大風，個別地方甚至出現(xiàn)過12級大風。在0515號臺風“卡努”登陸的9月11日，三門海游出現(xiàn)34.6 m/s的極大風;沿海測站更是出現(xiàn)了47.6 m/s大風，均創(chuàng)本地有氣象記錄來的最大值。同樣，在浙閩登陸的臺風更易產生大風災害。

2.3 臺風風暴潮

風暴潮是一種災害性的自然現(xiàn)象。由于劇烈的大氣擾動，如強風和氣壓驟變(通常指臺風和溫帶氣旋等災害性天氣系統(tǒng))導致海水異常升降，使受其影響的海區(qū)的潮位大大地超過平常潮位的現(xiàn)象，稱為風暴潮。

三門縣地處三門灣畔，被溪河界分伸入三門灣的陸地形似“張開五指的大手”，寬廣陸架淺海的動力學環(huán)境利于臺風侵襲、風暴潮發(fā)展和天文潮波幅的增大，進入浙江省近海的潮汐一般在三門灣附近達到高潮。臺風風暴潮過程在4—11月都有發(fā)生，臺風過程總數在7、8、9 3個月份中最多，其中高潮位超警戒潮位的次數8、9月最多。歷史最高潮位往往出現(xiàn)在天文高潮期，此時疊加上較大的風暴增水，比較容易出現(xiàn)突破歷史記錄的高潮位。像“9711”號臺風影響期間，正值天文大潮，健跳潮高超過警戒2 m，海潮進深5～10 km，另外“6312”、“9015”、“9216”等臺風影響期間三門縣沿海都出現(xiàn)了超警戒潮位。

3 孕災環(huán)境特征

三門縣地勢西高東低，地形復雜多樣。全縣地勢自西向東逐漸傾斜，至沿海地區(qū)延展為平原。主要山脈由天臺山脈分支展布，多呈東北—西南走向，地形多丘陵、低山，約占全縣陸地總面積一半以上，具體自西向東分為3個地形區(qū):西北丘陵、谷地區(qū)，中部低山、丘陵區(qū)，濱海平原區(qū);三門縣沿岸主要河流有清溪、珠游溪、亭旁溪等八條溪流，分別注入旗門港、海游港、健跳港、浦壩港、洞港，有“八溪五港”之稱。河流流向、緩急受到山脈影響，多呈集水面積狹小，水流湍急，比降偏大，水位季節(jié)變化明顯，易漲易落，流向均與山體走向大致平行，多自西南向東北流，單獨入港等特點。三門縣海岸線曲折綿長，多港灣和島嶼，屬侵蝕山地海岸，自北向南有五大港灣，即上述的旗門港、海游港、健跳港、浦壩港、洞港。島礁北自蛇蟠鄉(xiāng)的蛇蟠島，南至泗淋鄉(xiāng)的南澤島，主要島嶼有蛇蟠島、花鼓島、田灣島、北澤島、擴塘山島等。這種地形地勢既加劇了迎風坡的雨勢和降水的不均勻分布，又通過增大地形集能作用加劇大暴雨的發(fā)生，利于臺風侵襲、風暴潮發(fā)展和天文潮波幅的增大;而境內密布的山溪性河流由于集水能力差，出現(xiàn)強降水時易造成大面積的洪澇和滑坡、泥石流等地質次生災害發(fā)生。

4 危險性分析

4.1 年代際危險性分析

據文獻［3］所述，臺風對某地產生影響時，一般都會帶來大風和暴雨，狂風會吹毀房屋，破壞電力和通訊設施，毀壞市政建設等;暴雨導致山洪、內澇、泥石流、滑坡等。當大風、暴雨達到一定臨界值時，會產生疊加效應，如滑坡、泥石流等地質災害主要由降水產生，但臺風帶來的持續(xù)長時間狂風對樹木的猛烈搖拔作用，使土壤松散、間隙加大，降水滲入量增大，加劇強降水對地質災害的觸發(fā)作用。房屋倒塌主要由大風造成，但降水加劇了倒塌的可能。高潮位會加重沿海地區(qū)的暴雨致洪危害，而異常高潮位會導致海堤潰決、潮水漫溢，沖毀房屋和各類基礎設施，淹沒城鎮(zhèn)和農田，造成的損失無法估量，更甚狂風和暴雨的危害。因此，文獻［3］提出了一個綜合考慮臺風暴雨、大風和風暴潮的影響強度計算方法，并將臺風綜合影響強度分為5個等級，分別為1級(特強)、2級(強)、3級(較強)、4級(中等)、5級(輕)，其中 1級影響臺風可能引發(fā)重大人員傷亡和財產損失，5級可能會出現(xiàn)局部風災和澇災，有一定經濟損失但不會出現(xiàn)人員傷亡。本文利用三門歷史臺風影響期間的降水、大風、風暴潮資料計算了三門歷史影響臺風的綜合影響強度指數，并進行了分級。計算得知，1951年至今，三門1級影響熱帶氣旋 11 個，分別為 5612、6126、6214、6312、8712、9015、9216、9711、0414、0509、0515 號臺風，其中不在浙江登陸臺風有4個，為6214、6312、8712、9216號臺風。2級影響熱帶氣旋17個，3級影響熱帶氣旋28個，4級影響熱帶氣旋34個，5級影響熱帶氣旋69個。

4.2 危險性空間分析

4.2.1 臺風致災因子危險性系數計算

從資料來看，三門站的氣象資料完整且年代較長，而各鄉(xiāng)鎮(zhèn)資料年代較短，為了得到三門縣的臺風災害危險性空間分布，需要對資料進行處理，方法如下:以三門本站為基準，利用近年的自動站資料，將臺風影響期間各自動站的降水和風與本站相比，得出一個比較系數，將上節(jié)計算出的三門站的各影響臺風綜合影響強度系數插值到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從而得出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的歷史影響臺風影響強度系數序列。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的臺風致災因子危險性系數按照下式計算:

式中If表示某鄉(xiāng)鎮(zhèn)臺風致災因子危險性系數，nk為某鄉(xiāng)鎮(zhèn) k(1，2，3，4，5)級影響臺風的年均頻數;wk為 k(1，2，3，4，5)級臺風的權重系數，權重系數由層次分析法確定，分別為0.5037、0.2428、0.1399、0.0731、0.0427。

4.2.2 孕災環(huán)境穩(wěn)定性系數計算

我們選擇海拔高度、地形起伏情況、江河水網密度以及地質條件等作為與臺風成災相關較密切的孕災環(huán)境因子。具體數據用ArcInfo軟件從1∶250000的地理信息中提取。特別說明，我們用地形標準差來代表地形起伏特征，也就是對100 m×100 m的地形柵格網進行鄰域25個網格計算標準差得到，標準差越小越容易成災。浙江的地質災害條件已做過調查評估(浙江省國土廳，2006年)，本文應用其相應成果。具體資料處理如下。

用自然斷點法將三門的海拔高度、地形標準差、水網密度的格點資料賦予1～10的值，海拔越高值越小，地形標準差越小值越大，水網密度越大值越大;地質災害按照4個等級(即不易發(fā)、低易發(fā)、中易發(fā)、高易發(fā))分別賦予 0、2、6、10的值。最后用加權平均法計算孕災環(huán)境系數:

式中，Ie為某地孕災環(huán)境穩(wěn)定性系數，Wi為第i指標的權重，Di為某地i指標值，n為指標數。Ie越大越容易成災。

表1 孕災因子權重系數

在此基礎上，我們構建了孕災環(huán)境修正系數，此系數在［－0.2，0.2］區(qū)間內，負值表示孕災環(huán)境對成災起削減作用，正值表示加重成災可能，計算公式如下:

式中，I'e為某地孕災環(huán)境修正系數，Ie為某地孕災環(huán)境穩(wěn)定性系數，Iemax為某區(qū)域最大孕災環(huán)境系數，Iemin為某區(qū)域最小孕災環(huán)境系數。

4.2.3 危險性空間分析

考慮了孕災環(huán)境的臺風致災危險性系數為:

式中:I為臺風災害危險性系數，I'e為孕災環(huán)境修正系數，If為臺風致災因子危險性系數。

利用GIS平臺，將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的臺風致災因子危險性系數差值為格點數據，然后用公式(7)計算出格點化的臺風災害危險性系數，得出三門縣臺風災害危險性空間分布(見圖1)。

由圖1，我們發(fā)現(xiàn)有以下兩個特點:1)臺風對三門縣的影響是全境范圍的，無論是東部沿海，還是西部山區(qū)，都存在臺風災害的危險性;2)臺風災害的高危險性區(qū)域主要集中在東南和中西部兩塊區(qū)域，其中東南沿海地區(qū)以大風、強降水影響為主，中西部山區(qū)以強降水影響為主。

圖1 三門臺風災害危險性空間分布圖

5 結語

本文從臺風致災因子(風、雨、風暴潮)以及地理地貌等自然因素角度出發(fā)，以相關文獻提供的影響強度分析方法，分析了三門縣歷史影響臺風的影響強度和危險性，建立了包含臺風致災因子和孕災環(huán)境因子的臺風災害危險性空間分析方法，分析了三門縣臺風災害的危險性分布，結果可以在城市規(guī)劃、種植業(yè)規(guī)劃以及防災減災規(guī)劃中提供參考。

［1］ 史培軍.論災害研究的理論與實踐［J］.南京大學學報(自然科學版)，1991(11):37 －42.

［2］ 垂儀祥，史培軍.自然災害系統(tǒng)模型—— I:理論部分［J］.自然災害學報，1995，4(3):6 －8.

［3］ 陳海燕，嚴冽娜，婁偉平.熱帶氣旋致災因子綜合影響強度評估指標研究.熱帶氣象學報，2011，27(1):139－144.