甘雨鸣　沈灿燊

　　1　引言

　　目前，沿海各海洋站、水文站在开展台风暴潮预报工作过程中，普遍存在着这样的问题：（1）台风路径和登陆地点不好预报，对气象部门的预报附有很大的依赖性；（2）预见期较短，令台风暴潮的预报工作处于被动，给防灾工作带来一定的影响。

　　就上述存在的问题，在今年下半年毕业实践期间，我们水文专业几位师生在接受国家海洋局台风暴潮预报研究任务并在学习各台站预报方法和有关先进经验的基础上，对如何解决“台风登陆地点预报和延长预见期”的问题作了一些分析和摸索，并得到了各海洋中心站、水文分站和观测站的大力协助与支持。

　　这里，我们以珠江三角洲崖门内的黄冲水位观测站为例，在便于单站预报的前提下，利用气象资料和方法，结合水文特征要素，制订了黄冲站36小时台风暴潮预报方案。

　　2　基本思路

　　怎样解决“台风登陆地点预报和延长预见期”？对这个问题，我们认为：“台风登陆地点预报准确与否是关键问题。只要台风尚在远海，能作出它登陆地点的预报，便可同时进行增水值预报，问题也就可以较好地得到解决。因为台风路径及登陆地点确定后，各水文测站都有许多增水预报方法去加以预报，预见期也相应延长了。因此，我们把重点放于台风登陆地点预报方面。

　　2.1　预报因子的选择

　　在进行台风路径预报中，为减少对气象部门的过分依赖，我们水文工作者应有自己的判断方法。

　　一般水文站，要从天气图上作出台风路径和登陆地点的预报是比较困难的，但是能否使用一些简单、基本的气象观测资料和水文观测作预报呢？能否用气象和水文因素互相结合作台风登陆地点的单站预报呢？

　　按照唯物辩证的观点，世上任何一种物质都在运动着，幷且每一种物质的运动都不是孤立的，它必然和它周围其它物质相互联系、相互影响而运动的。从气象学上说，台风是移动性的低压系统，它的移动存在着一定的规律，气压系统的变化也存在着一定的规律。我们可以把气压的变化视为一种波的运动，这种运动必然和其他一些波的运动相互联系、互相影响的。从水文角度上说，长浪是海洋中一种波的运动，可以这样认为：长浪与气压波的运动有着密切的联系，即长浪变化尺度的大小与气压变化尺度的大小具有一致性，或者具有类比的关系。当台风还在远海时，它们的波动不断的传送到这里来，并使这里的使气象和水文因素都相应发生变化。事实上，从资料上的分析，其结果也是如此。

　　在上述前提下，我们认为：一个台风将在什么地方登陆，不但与本地区前期的气象因素（如气压、风向等）有关，而且与本地区前期的某些水文要素有关（如长浪而引起的微小的水位变化），因此，可以用气象因子与水文因子相结合来作预报方案。

　　我们根据台风来临时气象因素的变化，以及珠江三角洲沿海一带群众的”由西转东（风），驶船入冲“的谚语和台风来之前潮水位变化的情况，试用西太平洋台风进入某一经线时所处的北纬度值N，以及本地区12小时气压变量Δ 、瞬时东风分量U、潮形变化值ΔH四个因素，视为台风路径的预报指标。利用气象学上的点聚图法，作西太平洋台风登陆地点可能性的预报。

　　2.2　增水方程的处理

　　作出台风登陆地点的预报和判断后，在这个基础上便可以作出台风登録时黄冲站增水情况的估计或预报。由于此时台风倘在118°E~122°E之间的海面上，根据气象资料可知，对于广东来说，离台风登陆本省的时间平均为35小时，因此也就有瞭风暴潮平均为36小时的预见期了。对于增水预报，我们试用一组方程式来表示。

　　从台风暴潮实测资料的分析可知，引起近海海面升高值ΔH主要是由气压移行拢动和风的作用造成的，并与其他因素有关。

　　右端第一项主要由气压差造成的增水；第二项主要是由本地风在近海由于风对海面的切应力致使海水在近岸堆积所引起的增水，两者之和为台风引起的增水值。

　　为了便于单站预报，我们将上式简化为：

　　ΔH=aΔP+bV2的形式。

　　式中：ΔH——台风登陆时黄冲站增水值。

　　　　　ΔP=（P∝-P）——为台风登録时，海平面月平均气压与黄冲站气压之差。

　　　　　V——台风登陆时黄冲站瞬时北风分量值

　　　　　a、b——为待定系数

　　经过这样的处理，只要我们从实测资料中用统计方法求出a、b两个系数后，预报方程便可以建立、使用。显然，a、b是测站地形、水深、台风强度、路径等的综合系数。

　　3　黄冲站自然地理条件和水文特征

　　珠江三角洲网河区是我国受台风侵袭和影响较频繁的地区，每年受台风暴潮危害的机会较多。黄冲潮位观测站位于北纬22°18′，东经113°04′，地处珠江三角洲崖门水道的下游，控制面积较大，且主要粮产区在这一带。崖门呈喇叭形，是偏南北向的河道，上游与潭江相通，下游和南海相连接。

　　黄冲站终年潮汐显着，潮型为非正规半日混合潮，日不等现象比较明显，通常在朔望后一、二天潮差最大，上下弦后一、二天潮差最小，最大潮差为2.95米，最高潮位为2.25米。汛期受潭江洪水影响，造成涨潮期历时短，落潮时间长。

　　当台风侵袭时，由于地理条件影响，吹东南风时增水最大，而吹偏北风并为退潮时，就成为珠江三角洲网河区最大减水区。对于不同类型的台风，其增水过程也不尽相同：一般，西行台风引起的增水平缓，南海台风则相反。

　　因此，在具体运用、建立预报方案时，不得不考虑这种具体的地理条件和水文气象特征的影响。

　　4　方法简介

　　4.1　台风登陆地点的预报及判断

　　根据上面所谈到的思路，结合服务工作需要，我们建立了本预报方法。要预报36小时后的台风暴潮在本站所造成的增水，也就是说要有水文预报中的36小时的预见期，工作要求在台风登陆前36小时作出台风路径及最大风速预报。为此，对西太平洋台风来说，我们首先设置了防线。根据台风距离黄冲站的远近和预报上的习惯，从东往南设置三条防线：122°E左右为第一防线，118°E为第二防线，115°E左右为第三防线。第一道第二防线之间的距离是台风在广东登陆前36小时的平均中心位置，当西太平洋台风进入上述三条防线时即可进行预报。

　　另外，我们把广东沿海岸线划分成四个登陆区：香港以东为第1登陆区，香港到黄冲站（包括珠江口）为第2登陆区，黄冲至雷州半岛为第3登陆区，海南岛以及20°N以南为第4登陆区（图2）。

　　作了上面两个划定以后，我们采用了黄冲站1960~1975年共73场西太平洋台风的潮水位、气压、风速风向等资料，来制作预报方案。

　　具体步骤如下：

　　（1）统计历年西太平洋台风第一次进入各防线时的北纬N，本站当时的12小时气压变差ΔP12、东风分量u、增水值ΔH值和该次台风登陆的区号。

　　（2）相关点聚图的处理

　　分三条防线制作点聚图。采用分张过滤的方法，每条防线分别用N和ΔP12、N和u、N和ΔH作纵横坐标轴制作台风登陆区号预报点聚图，三条防线共计九张点聚图。

　　然后，在每张点聚图上，视台风在各登録的其点子的集中程度大致划分为四个小方块，并把划分顺序定为一、二、三、四号小方块。

　　为九张聚点图中的一张，即对第Ⅲ防线而言的N~ΔH聚点图。可见，一号小方块大部分在第1区登陆的台风点子，余下均同，集中程度较好。其它各张点聚图也相类拟，此处不一一介绍。

　　从点聚图上可见，某场台风经过某条防线时，除可见其经过的纬度N外，还可测知此时本站ΔP12、u、ΔH值，从而在点聚图上点出一点，当其点落在点聚图上某个小方块时，显然，在某个登陆区登陆的可能性最大。为了从数量上说明这种可能性，我们在各张点聚图上分别计算个小方块台风登陆区次数的百分率，利用这三张点聚图及其相应统计出的百分比率表就可以判断出台风登陆地点的可能性。

　　下面我们把预报操作谈谈：

　　（1）当台风进入第1防线（122°E）时，将此时的N值和黄冲站此时的ΔP12、u、ΔH各值算出。

　　（2）用这四个因子的数值点绘在相应的点聚图上。

　　（3）在第一防线的N和ΔP12、N和u、N和ΔH三张点聚图上，看其各点落在哪个小方块上，然后将这些小方块的台风登陆地点可能性的百分率查出。

　　（4）把各点聚图这小方块查出的百分率填在预报表内，再把各登陆区的百分率相加求和，即得出第一防线台风登陆区的相关相似百分和。

　　（5）看哪个登陆区百分和最大，台风登陆区登陆的可能性最大。

　　台风进入到第二第三防线时，用类似办法进行预报。

　　4.2　增水值的预报

　　采用1960~1975年共96场台风资料进行统计。

　　由于我们已将历年每次台风资料按4个登録区号进行分组统计，各自求出了a、b两系数值，并各自建立了ΔH=aΔP+b 形式的方程，即：

　　第1登陆区：ΔH=1.13ΔP-0.61V2

　　第2登陆区：ΔH=0.28ΔP+1.58V2

　　第3登陆区：ΔH=1.72ΔP-0.16V2

　　第4登陆区：ΔH=0.76ΔP+0.079V2

　　因此，当台风登陆地点预报或判断出来后，便可估算出台风在某登陆区登陆时，黄冲站的ΔP、V值、将它们代入某登陆区的ΔH预报式，便得台风登録时本站ΔH值。

　　5　方案的评价与讨论

　　从所得的结果来看，本方案是具有一定的实用意义的，特别是台风登陆地点的预报方向，经过我们对1964年7场西太平洋台风的验证，一般情况较好。对1976年2场西太平洋台风作的试报，效果也尚可以。

　　显然，方案可说明下列几个问题：

　　（1）从预报的第一部分即台风登陆地点预报的几张点聚图可看出，N~ 图和N~ΔP12、N~u两图关系比较紧密，它们之间的点子区域比较集中而相一致。ΔP12、u是台风登陆之前本站气象要素变化值，反映了台风移动气压系统未来变化的可能性，而ΔH是台风来前本站增水变化值，它正是由于长浪影响破坏了正常潮水位造成的台风暴潮先兆增水的结果。ΔH和ΔP12、u的关系密切，或者说它们的变化相似，正好说明瞭长浪是台风移动气压系统产生增水变化的一个先兆表现，也说明瞭长浪的实质就是台风移动气压系统的变动所给海面或洋面的一种影响，它使水面产生长波。它的特征集中一点就是能预先破坏本地的正常潮水位（这种情况，一般比台风到达之前提前几天在本站得到反映）。

　　（2）水文要素和气象要素同样可以作台风暴潮预报因子。

　　如上面所谈，水文要素和气象要素具有相似性，它们都能预先反映同一种事物的变化情况。因此，它们互相配合可作为预报因子使用。这对于海洋站。水文站从事台风暴潮预报水文工作的同志，是有意义的。

　　（3）我们在处理台风登陆地点预报时，采用的ΔH值是台风登陆前的数值，它和u、ΔP12配合使用便可作出预报结果。这从某方面说明瞭，前期增水值ΔH可以考虑作为水文测站的一种较现实、较方便的预报要素来使用。

　　当然，这项工作还是一种尝试，是极不成熟的。尽管它可以揭示台风登陆地段的各种可能性，在台潮单站预报中可减少对气象部门预报的过分依赖，做到心里有底，同时还延长台潮预报预见期约36小时。但是，对个别路径较特殊的台风，仍未能作出准确预报（例如6417号台风），这说明预报因子还考虑不周，方法也有待于完善、改进、提高。另外，增水方程还未能很好的反映其增水规律，在某些登陆区内计算的误差较大，方程间联系不紧密，增水值预报中的北风分量V值的估算，也不易处理，这些都有待于今后作进一步深入研究的。

　　（原载：风暴潮，国家海洋局海洋出版社，1980。）