福建沿海热带气旋的时空分布特征及其影响分析

基于福建省1945—2019年登陆型及影响型热带气旋数据资料,对福建沿海地区热带气旋的活动规律、时空分布特征及灾害损失情况进行统计分析. 发现登陆型热带气旋频数年际分布呈现“增-减-增”的变化趋势,而强度年际分布呈现相反趋势. 影响型热带气旋频数整体呈现减小趋势,预计未来几年继续减小. 福州市为登陆次数最多的城市,且登陆强度呈现标准正态分布. 从防灾角度出发,热带气旋由海域向陆域移动过程中,强度逐渐减小,且严重灾情在北部出现的频数较南部高.     

福建沿海热带气旋的时空分布特征及其影响分析

福建沿海受热带气旋影响严重,研究分析其强度规律及时空特征等要素对福建沿海防灾减灾工作具有重要的意义。基于福建省1945-2019年登陆型热带气旋及2004-2019年影响型热带气旋数据资料,对福建沿海地区热带气旋的活动规律、时空分布特征及灾害损失情况进行统计分析。结果表明：福建省登陆型热带气旋频数年际分布大致呈现“增-减-增-减-增-减”变化,而强度年际分布呈现相反趋势。影响型热带气旋频数整体呈现减小趋势,预计未来几年继续减小。登陆型热带气旋在8月份登陆次数最多,其中以登陆强度为台风的热带气旋次数最多。福州市为登陆次数最多的城市,75年共登陆39次,且登陆强度呈现标准正态分布；宁德市登陆型热带气旋强度整体最大。从防灾角度出发,热带气旋由海域向陆域移动过程中,强度逐渐减小,且严重灾情在北部出现的频数较南部高。     

海南省台风和暴雨灾害年景评估及其变化分析

利用海南省1982—2017年的气象观测资料、台风和暴雨灾情资料以及社会经济数据,构建了可较好去除物价上涨因素的灾害影响综合评估指数,并按照百分位法确定了灾害的气候年景等级阈值,给出了历年灾害年景的评估结果,分析了灾害年景的变化及其影响因素,结果表明:(1)所研制的灾害年景评估方法可以客观地反映海南省台风和暴雨灾害的年景分布;(2)近36年海南省台风和暴雨灾害年景等级年际间的波动剧烈,且在20世纪80年代后期至20世纪末存在3～6年的显著周期,21世纪初期存在短暂的4～5年和2～3年的显著周期.在年代际变化方面,1982—1996年期间,灾害年景等级基本处于相对偏高的阶段,1997—2017年灾害等级进入相对偏低的阶段,但未发生突变;(3)近36年来,尽管登陆海南岛的热带气旋的年最强登陆强度有增强趋势,热带气旋所造成的重度区域性暴雨过程的年频次亦有增加趋势,但由于热带气旋年登陆频数的减少以及防灾减灾能力的增强,台风和暴雨灾害所造成的人员死亡、房屋倒塌以及直接经济损失均有减少趋势,因而导致了台风和暴雨灾害年景有转好趋势;(4)海南省台风和暴雨灾害年景的年际变化与登陆海南岛的热带气旋年频数、年最强登陆强度以及热带气旋造成的重度以上区域性暴雨过程的年频次密切相关.     

热带气旋与台风气候变化研究进展

 近年来,引起严重灾害的热带气旋和台风气候变化研究均有新的进展：近60年观测资料比对表明,由于海上观测手段不足,造成前期资料可靠性较低,近30~40年资料较为可靠,观测资料的可靠性随热带气旋强度的增强而增加;全球6个洋区观测资料计算分析显示,热带气旋存在多年代际变率,约自1970年以来,强和超强热带气旋活动有增强趋势;统计和动力降尺度方法模拟热带气旋频数和强度与观测检验证实,这些方法具有一定的模拟热带气旋的能力,但尚存比较大的不确定性;利用统计和动力降尺度模型及模式考虑21世纪人类排放增加全球变暖,较为一致地预估西北太平洋和北大西洋强台风（飓风）强度和频数都有可能增强。热带气旋和台风均属于给人类带来巨大灾难的极端气候事件,利用目前的统计和动力降尺度方法很难进行较为准确的未来年以上时间尺度的气候预测和预估,尚需对影响因子和预测与预估方法进行更加深入的研究,进一步减小预测和预估的不确定性。     

热带气旋活动对我国大陆降水影响的统计分析

利用1950—2004年热带气旋降水和热带气旋强度资料分析我国大陆热带气旋降水特征的变化及其与热带气旋活动的关系.结果表明:自1950年以来,我国大陆热带气旋降水年总量具有显著的年际变化和年代际变化特点,20世纪50年代、60年代后期到70年代初期和90年代中期以来是降水的偏少期;60年代前期以及70年代中期到90年代初期为降水的偏多期.自20世纪50年代以来,平均过程降水面积具有线性减小的趋势,而平均过程降水强度具有线性上升的趋势,并自90年代中期以后,其年际振荡的幅度随时间而增强.我国大陆降水频数与西北太平洋热带风暴以上的热带气旋频数具有显著的正相关关系,而过程降水强度与西北太平洋热带气旋最大强度,特别是登陆热带气旋强度关系密切,它们表现出非线性关系.     

登陆中国热带气旋路径的年代际变化

利用1951~2002年热带气旋年鉴资料,将52年分成ID1(1951~1979年)和ID2(1980~2002年)两个年代际时段,研究西北太平洋7~9月登陆中国热带气旋路径的年代际变化.结果表明,登陆中国热带气旋存在明显的月际、年际和年代际变化,从ID1到ID2,热带气旋路径频数在东海和菲律宾海明显下降,而在南海略微有所上升.东海和南海热带气旋路径频数的时间序列进一步揭示了20世纪70年代末期热带气旋路径频数位置的变化.     

北上热带气旋的主要特征及其对河北的影响

利用CMA-STI热带气旋最佳路径数据集资料,对1949—2018年北上热带气旋(NMTC)的主要特征进行统计分析.结果表明:①近70年来,NMTC的频数呈略增加的趋势,进入关键区的NMTC频数随年代总体呈略减少趋势;②北上时段集中在7—9月,8月份最多;③NMTC在整个生命史中,最多的是超强台风,进入定义区后,强热带风暴占比最大,强度在台风以上的NMTC,首次登陆地点一般在浙江及以北地区;④进入关键区以热带风暴为主,强度维持台风级别的NMTC,首次登陆地点一般在山东及以北地区;⑤70年间进入河北地区的NMTC共有8个,其强度与其初次登陆时的强度没有明显的正相关关系;⑥对河北造成的影响是远距离NMTC与中纬度西风槽相互作用主要产生暴雨洪涝灾害,而近距离或受其直接影响,风灾可能更多;⑦NMTC造成的风暴潮若与天文大潮叠加,则潮灾更加严重.     

对南海不同区域热带气旋气候特征的分析

利用1949—2015年CMA-STI热带气旋(TC)的最佳路径数据集分析了影响南海及其不同区域的TC频数、强度、源地和路径等气候特征.结果表明:影响南海、南海北部、南海南部热带气旋的年平均频数分别为11个、7.5个和3.0个,其年变化均为单峰型,峰值月分别出现在9月、8月和11月;影响南海中部的TC的年平均频数为6.1个,其年变化为双峰型,主峰出现在10月,次峰出现在7月.在影响南海的TC中,有52%的TC来源于西北太平洋,48%的TC来源于南海;在影响南海北部、中部和南部区域的TC中,来源于西北太平洋的TC频数占比分别为52%、52%、54%,并且西北太平洋生成的TC强度明显强于南海生成的TC强度.在南海的不同区域中,影响南海北部区域的TC强度最强,南部区域最弱.对于影响南海区域的TC,其生成源地主要集中在5°N以北的南海海域和菲律宾以东至150°E和6°~16°N的西太平洋海域;对于影响南海北部到南部区域的TC,其生成源地的纬度依次向南移、经度依次向西移.对于影响南海及其北部、中部和南部区域的TC,其路径移动方向分别集中在WSW-NW、W-NW、W-NW、WSW-WNW扇区,累计频率均在55%以上,对于主导方向,除南部为W方向(频率23.9%)外,其他均为WNW方向(频率均在24%以上).1949—2015年期间,影响南海和南海北部的TC年频数呈显著的减少趋势,减少速率分别达到0.6个/10a和0.5个/10a,南海中部区域的TC年频数呈微弱的减少趋势,而南部区域的TC年频数则无变化趋势.影响南海及其北部和中部区域的TC强度均有显著增强的趋势,而影响南海南部的TC强度则仅有弱的增强趋势.     

中国东南沿海地区热带气旋特点与灾情评估

根据1990-2007年的热带气旋灾害相关资料,分析了中国东南沿海登陆热带气旋特点及其灾害损失,并采用综合灾情评估方法对热带气旋灾害进行评估.结果表明：东南沿海地区登陆热带气旋频率高,强度大,登陆热带气旋集中在福建、广东地区;7～9月为热带气旋登陆高峰期,而且登陆地点有明显的地区差异;综合灾情评估结果显示东南沿海地区热带气旋灾害损失偏重,福建省和浙江省灾害损失最严重,上海偏轻,广东省灾害损失中度.     

登陆台风路径与降水分析

首先利用1979—2002年台风年鉴上的热带气旋纪要表进行分析，总结热带气旋的登陆数据，并根据热带气旋路径图归纳出线性、左折、右折三种路径的登陆热带气旋。利用欧洲中心每天4次（6小时预报）的总降水资料，将热带气旋作为一个整体来研究探讨它在海洋和陆地上的降水分布和演变特征，尤其是台风路径与降水分布之间的关系，弥补以往对热带气旋降水的研究只局限于陆地降水的不足。     

1995年-2015年广西海岸带养殖用地的时空分布

[目的]海岸带由于其生态功能的重要性和脆弱性,一直是生态相关研究的焦点区域,其景观格局变化及环境效应尤受关注.由于广西北部湾滨海养殖用地的快速扩增,导致该区景观格局显著改变,因此开展其时空演变特征研究,以综合评价其环境效应.[方法]以北部湾滨海1995年、2000年、2005年、2010年和2015年Landsat多光谱遥感影像为数据源,采用MNDWI水体指数(Madify Normalize Difference Water Index)和面向对象分类方法,提取各期研究区养殖用地信息,并基于土地利用动态变化模型,综合分析研究区养殖用地20年的时空演变特征.[结果]20年来北部湾滨海养殖用地时空演变显著,在数量上先增后减,养殖面积由1995年的9 024.03 hm2增加到2010年的41 153.58 hm2,而后逐年减至2015年的38 903.95 hm2;空间上逐年向西北移动,并整体分布于北海滨海一带.[结论]北部湾滨海养殖用地的增长源主要为耕地和近岸海域,而去向则主要为建设用地和废弃地,导致该区高生态服务价值用地(耕地、滩涂等)减少,环境效应出现负面趋向(养殖污染、自然岸线破坏等).     

北部湾入海径流研究展望

北部湾属于大陆架上的一个浅海湾,入海河流众多。每年夏季汛期,流入北部湾的入海径流形成的冲淡水在湾内构成独特的夏季型水文分布特征,给海湾生态环境和动力环境带来巨大影响。然而,北部湾入海径流对广西海域生态系统影响的研究至今仍未引起关注。2015-2017年,课题组针对风对北部湾入海径流扩散的影响展开研究,揭示了一些现象和特征,但对入海径流复杂影响的认识还远远不够,且目前的研究也仅限于广西近海,范围十分有限,得出的结论其代表性显然不足。所以,鉴于北部湾特殊的地理位置,可借助数值模型计算结合具有针对性的观测数据的研究方法,将广西近海与北部湾全海湾联合在一起,深入研究越南红河入海径流与中国广西沿岸入海径流联合作用对北部湾北部生态系统环境的影响,找出影响北部湾北部海域海洋初级生产力高值区形成,以及广西沿海高浓度氮、磷营养水体来源的主要原因,为广西近海良好生态系统的建立提供科学依据。这既是今后广西入海径流研究的方向,更是急需开展研究的新课题。     

2000-2015年广西北部湾植被NDVI时空演变及因子探测

为探测广西北部湾归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index,NDVI）的时空演变格局及其影响机制,本研究运用一元线性回归法、变异系数法和地理探测器分析等方法探究2000-2015年广西北部湾植被NDVI变化特性及其驱动机制。结果表明：（1）2000-2015年研究区植被覆盖状况良好,植被NDVI年均值为0.753,夏季和秋季多,春季和冬季少,呈缓慢上升的趋势;植被覆盖类型以中高级分类为主,面积占比超过60％,多分布在高山地区,中、中低级植被覆盖类型占比小,主要分布于沿海地区;（2）植被NDVI的稳定性存在明显地域差异,变异系数均值为3.9%,变异稳定区面积占比为48.55%,不稳定区占比为45.34%;（3）地理探测器探测发现气温是植被NDVI的主要解释因子,人为因子的解释力波动上升;因子两两交互作用后能增强单因子解释力,且存在线性与非线性两种协同效应;同因子中不同的分类对植被NDVI的影响不同,适度的分类等级范围能促进植被NDVI的增加。     

北部湾城市群旅游规模时空格局演化与影响因素研究

城市旅游总人次和旅游总收入是城市旅游规模的主要构成单元，分析城市旅游规模时空分布能够更全面地反映区域内城市旅游发展格局的变化特征。本研究利用北部湾城市群10个城市2010-2018年的旅游总人次和总收入的数据资料，基于熵权TOPSIS （Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）法归一化计算旅游规模指数，通过变异系数、全局自相关莫兰指数I（Global Moran’s I）、引力模型定量分析各个城市的时空差异和空间联系强度，利用地理探测器分析空间分异影响因素。结果显示：（1）北部湾城市群旅游规模指数整体上“西强东弱”，2010年、2013年和2015年城市旅游规模在空间上呈负相关、离散分布，2018年呈正相关、趋向聚集；（2）城市群旅游规模和内部联系强度整体上明显提升，形成以南宁为核心、北海为次核心、湛江为边缘核心的基本格局；（3）2010年排名前5位的影响因子是旅行社数量、铁路客运量、第三产业比重、人均GDP和高质量旅游资源数量，2018年排名前5的影响因子是城市交通密度、水路客运量、铁路客运量、人均GDP和航空吞吐量，城市旅游影响因子交互后非线性增强或双因子增强，不同因子交互作用高于单因子作用。本研究发现北部湾城市群内部城市旅游空间差异性持续存在，但差异性逐渐缩小，城市之间相互作用、联系强度逐渐增强，影响旅游主导因素由传统依赖旅游资源、旅游配套设施条件、经济发展条件向交通通达度转变。研究结果可为优化北部湾城市群区域空间结构和旅游资源配置，构建相对合理的城市群体系提供参考。     

广西北部湾入海流域径流演变特征及其对气候变化和人类活动的响应

为探讨入海流域径流的演变特征，定量分析气候变化和人类活动对入海流域径流的影响，本文基于气象数据和径流数据，采用彭曼公式、滑动t检验、Hurst指数和小波分析等方法对比分析广西北部湾入海流域径流深的时空演变特征和未来趋势，并采用累积量斜率变化率比较法定量评估气候变化和人类活动对广西北部湾入海流域径流深变化的贡献率。结果表明：广西北部湾入海流域径流深空间分布格局分异较大，北仑河流域和防城江流域多年平均径流深较大，分别为2 115.58 mm和2 105.56 mm；径流深较小的是钦江流域和南流江流域，多年平均径流深分别为719.33 mm和744.50 mm。仅钦江流域径流深呈不显著上升趋势，其余流域均为下降趋势。广西北部湾入海流域各流域径流深的突变年份呈现一致性，均在1992年和2003年附近。在演变周期上，钦江流域、南流江流域、大风江流域、防城江流域、北仑河流域的历年年均径流深演化过程中存在2-6 a、7-15 a和16-24 a 3种时间尺度的周期变化规律，丰、枯交替变化比较明显；茅岭江流域径流深的周期震荡变化稍有不同，存在7-24 a和25 a以上两种时间尺度的周期变化规律。T2时期相对于T1时期，降水是广西北部湾入海径流变化的主导因素，人类活动次之，蒸散发对径流的影响极小；但随着时间推移，T3时期相对于T2时期，人类活动对径流的影响作用增强，蒸散发对径流的影响也相对增强。     

广西北部湾近岸海域近20年赤潮灾害特征分析

本研究对广西北部湾近岸海域2002-2021年发生的20次赤潮灾害进行综合分析,结果表明：近20年广西近岸海域赤潮平均每年发生1次,发生面积约为384 km²,持续时间为3.65 d,主要集中在春夏季,近10年（2012-2021年）相对前10年（2002-2011年）赤潮发生面积增加（18倍）。引发赤潮的生物种类共有10种,其中次数最多的是球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）,其次是夜光藻（Noctiluca scintillans）、水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）和红海束毛藻（Trichodesmium erythraeum）,但近10年不断有新的赤潮藻种出现。赤潮发生总数中,有毒或有害赤潮11次,分别为球形棕囊藻4次,夜光藻和水华微囊藻各3次,链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）1次。广西近岸海域赤潮发生的分布范围广,2008年以前主要发生在北海市涠洲岛海域,2008年以后钦州市三娘湾和三墩岛海域、北海市廉州湾及防城港市防城湾陆续开始发生赤潮。通过综合分析近20年北部湾近岸海域赤潮发生和分布的基本特征,为北部湾赤潮预警预报及治理工作提供科学依据。     

广西北部湾生态系统构成与格局及其变化评估

采用面向对象的遥感影像解译方法和空间统计分析技术,获取2000、2005和2010年广西北部湾生态系统动态变化信息,深入分析北部湾生态系统类型构成与格局变化特点和演变规律,评估北部湾经济区的生态环境状况,结果表明:北部湾经济区生态系统主要以森林生态系统为主。所有生态系统中,研究期间森林、农田和城镇面积持续增加,而灌丛、草地、湿地反之;草地面积变化率较大;草地转为森林、灌丛转为森林和森林转为农田较为突出;土地覆被转换指数(LCCI)转化强度值反应出北部湾生态系统土地覆被整体转好;而斑块数(NP)、平均斑块面积(MPS)、边界密度(ED)和蔓延度(CONTAG)等指标变化,表明北部湾生态系统的景观异质性、景观的破碎度呈降低的趋势。     

近35年登陆我国台风的年际变化特征及灾害特点

根据近35年的台风资料,分析了在西北太平洋和南海海域生成台风及在我国登陆台风的年际变化特征。结果表明,近35年间在西北太平洋和南海生成的台风和热带风暴有减少的趋势,并且登陆我国的台风和热带风暴也有微弱的减少趋势,但登陆的台风(登陆时中心附近最大风速≥32.7m/s)略有增加的趋势。分析表明,7-10月是生成台风和热带风暴最为频繁的季节,生成个数占全年生成总数的71%,而在我国登陆时间主要集中在7-9月,约占全年登陆总数的78%。我国台风灾害具有发生频次高、影响范围广、受灾程度重等特点。此外,对近几年我国的台风灾害进行了总体的评估。