广西地方标准《影响和登陆广西的热带气旋》编制说明

地方标准影响和登陆广西的热带气旋编制说明一、工作简况1.任务来源2018年10月，广西壮族自治区质量技术监督局下发了关于下达2018年第四批广西地方标准制定（修订）项目计划的通知（桂质监函2018351号），将影响和登陆广西的热带气旋列为2018年广西地方标准制定项目计划，项目编号为2018-0425，项目起止年限为2018年10月至2019年12月。2.编制目的广西是中国受到热带气旋影响的主要省份之一，平均每年有5个热带气旋影响广西，确定影响广西热带气旋的标准，是开展热带气旋监测、预测、预警、影响评估工作以及科研的基础，对于防灾减灾有重要意义。多年来，关于影响广西的热带气旋已有气象行业内规定，一般认为影响广西的热带气旋是指热带气旋中心进入19N以北、112E以西地区的热带气旋（引自广西天气预报技术和方法 广西天气预报技术和方法编写组.广西天气预报技术和方法.北京：气象出版社，2012.），无风雨条件和北边界及西边界的界定，在实际业务应用中造成了一定的困惑，有时需要主观判定是否为影响广西的热带气旋。此外，对登陆广西的热带气旋也没有明确的定义。由于广西的海岸线为北部湾沿海，从西北太平洋地区西行的热带气旋进入南海后，在海南岛或广东南部沿海登陆后进入北部湾海面，之后可能再次登陆广西；亦有在南海海域生成的热带气旋直接登陆广西北部湾沿海地区。目前尚未有任何有关影响和登陆广西的热带气旋地方标准或行业标准，因此，需要建立此地方标准，为气象、水文、水利、海洋、农业、环境等行业及社会各界提供权威的认定，达成共识，更好地开展监测、预测、预警、影响评估和科学研究等工作。3.起草单位本标准起草单位为广西壮族自治区气候中心。4.主要工作过程（1）2018年10-12月，广西气候中心组织有关专家和技术人员，召开影响和登陆广西的热带气旋地方标准制定启动会，成立标准编写小组，明确了目标和任务，确定了标准编写技术方案，进行了任务分工，制订了工作进度计划。（2）2019年1-2月，编写组利用中国气象局上海台风研究所提供的历史最佳热带气旋路径集和广西历史热带气旋数据库资料，进行统计分析，总结业务规定实际使用的历史经验及不足之处。（3）2019年3-4月，编写组根据广西历史热带气旋数据库和广西国家气象观测站的风雨观测资料，统计热带气旋的中心位置、路径、强度，分析热带气旋影响期间广西各地风雨等级分布。结合统计结果和实际经验，拟定热带气旋影响广西的影响区、影响和登陆广西热带气旋标准。（4）2019年5月，按照标准编写格式，起草完成了影响和登陆广西的热带气旋（工作组讨论稿）。编写组召开编写组及有关专家研讨会，主要负责人汇报了标准起草的情况，以及工作的成果，并对起草的标准逐条进行了讨论。（5）2019年6月，在标准工作组讨论稿的基础上，各起草人员再次逐条对标准条文进行修改，形成影响和登陆广西的热带气旋（征求意见稿）、编制说明，并提交征求意见。5.标准主要起草人及其所做工作本标准主要起草人有：何洁琳、黄卓、李艳兰、董良淼、农孟松、陆甲、谢敏。何洁琳：第一起草人，全面主持标准的起草工作，负责编写标准制定工作方案、工作大纲以及标准制定的方法、原则。完成标准全文的起草。黄卓：完成数据统计和个例分析，对文本进行格式修订。李艳兰：完成历史个例的分类, 完成标准细节修订。农孟松、董良淼：完成标准细节修订和个例验证。谢敏、陆甲：完成部分数据统计，对文本进行格式修订。二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据1.标准编制原则本标准的编制遵循科学性和规范性、客观性和可操作性、延续性和实用性原则。（1）科学性和规范性影响和登陆广西的热带气旋地方标准的制定，利用56年的中国气象局热带气旋年鉴数据及广西历史热带气旋数据库资料开展论证，同时遵循现行已有的热带气旋有关规范、气象业务规范和标准，使该标准具有科学性和规范性。（2）客观性和可操作性本标准规定了影响和登陆广西热带气旋的划定，划定标准客观，易实行，是一个可用于业务运行的标准，具有客观性和可操作性。（3）延续性和实用性本标准与原沿用的规定不冲突，是对原有规定的补充和完善，具有延续性，适用于广西热带气旋的监测、预测、预警、影响评估等业务工作及各行业开展科学研究，实用性强。2.标准主要内容及确定依据（1）标准主要内容本标准规定了热带气旋广西影响区、登陆广西的热带气旋划定、影响广西的热带气旋划定。（2）主要依据本标准编写的主要依据有热带气旋等级（GB/T 19201-2006），地面气象观测规范 天气现象（GBT 35224-2017），中国气象局台风业务和服务规定 中国气象局. 台风业务和服务规定. 北京：气象出版社. 2012.，广西气象局广西天气预报技术和方法1，广西天气及其预报 蒙远文，蒋伯仁.广西天气及其预报. 北京：气象出版社，1989.等。三、主要验证的分析、综述报告，技术论证，预期的应用效果1.资料和论证方法（1）本标准论证过程使用的资料1）中国台风网提供的中国气象局（CMA）热带气旋最佳路径集（以下称CMA最佳数据集），1961-2016年西北太平洋（含南海，赤道以北，东经180以西）海域热带气旋每6小时的位置和强度。该数据集是中国气象局上海台风研究所按照台风业务和服务规定2，在每年热带气旋季节过后，根据收集到的气象观测资料，对当年的热带气旋相关资料进行整编而成，并出版热带气旋年鉴，每年出版一本。2）广西气候中心的热带气旋历史数据库（以下称广西历史数据库），1961-2016年影响广西的热带气旋的编号、强度、路径、过程最大日降水量、大风站次数等。该数据库是广西气候中心每年台风季节过后，根据当年的影响广西热带气旋情况录入相关资料。（2）本标准论证使用的方法和步骤1）利用CMA最佳数据集检验原有影响广西热带气旋规定，获得仅按照原规定得到的客观结果。2）对比CMA最佳数据集获得的客观结果与广西历史数据库资料，分析产生差别的原因。3）分析产生差别的每个个例的强度、路径、风雨特征及历史数据库中个例的特征，界定需要补充和完善的条件，形成适合的划定标准。2.论证过程（1）原有规定的客观性和实际应用效果分析根据广西天气预报技术和方法和广西天气及其预报的规定，影响广西的热带气旋是指热带气旋中心进入19N以北，112E以西地区的热带气旋。利用CMA最佳路径集1961-2016年数据，根据原规定进行筛选，所得到的1961-2016年影响广西热带气旋个数为289个，而广西历史数据库中有276个，对这两组数据结果进行比较，得到实际相差的热带气旋个数及具体情况，如表1、表2所示。CMA最佳路径集广西历史数据集实际相差个数28927615表1 1961-2016年影响广西热带气旋个数统计结果表2 1961-2016年CMA最佳数据集与广西历史数据库影响广西热带气旋差异个例排序年份序号编号所属数据集分类标准制定后是否进入影响个例最大日降水量(毫米)大风站次1197297203最佳路径集二否4.00 2197567503最佳路径集二否75.13 31976177613最佳路径集二否117.5241987108708最佳路径集一否69.3051988118807最佳路径集二否217.746199699608最佳路径集二否88.3172005100510最佳路径集二否98.538200790709最佳路径集三否182.6292008180816最佳路径集一否1.4010200820无最佳路径集四否0.9011201071006最佳路径集三是74.30122010121011最佳路径集三是127.1313201014无最佳路径集四否5.80142012101209最佳路径集三是155.001520133无广西历史库特例否271.60注：表中的编号、序号指CMA最佳路径集中的热带气旋编号、序号，没有编号的热带气旋为热带低压。分类说明见下文（2）。1）原有规定已概括95%的个例根据统计结果，最佳路径集中根据原规定选出来的个例，有95%已经为影响广西的历史个例，说明原规定通过对进入19N以北，112E以西的地理南、东边界的确定，可以客观地确定大部分影响广西的热带气旋，因此，在热带气旋广西影响区标准的制定中，保留原有的南、东边界条件，体现在影响区的划定中，是影响广西热带气旋标准的最重要条件。2）原有规定实际应用中的存在问题根据统计结果，最佳路径集中根据原规定选出来的个例，有14个未入选影响广西的历史个例，还有1个个例是在广西历史数据库中存在，却不能在CMA最佳路径集中查到，此个例为特例，为经过中国气象局上海台风所的最终勘定不能进入热带气旋年鉴的低压云团。通过分析14个未入选历史数据库热带气旋的路径、进入原广西影响区的时间和强度，过程最大日降雨量及观测到的国家气象站大风站数，讨论其不能进入广西历史数据库的原因。将这14个个例分为四类。第一类：太偏西位置进入19N以北（图2，表2）。这类个例仅2个，8708超强台风“Betty”和0816号热带风暴“米克拉”，两个个例都是在越南登陆后，在104E以西中国境外进入19N以北区域。这类个例的未入选，说明需要确定西边界。图1 第一类未入选历史库个例：太偏西位置进入19N以北（图中蓝色实线为原影响区的19N， 112E界线，虚线分别为28N和104E位置；红色线为热带气旋个例路径，下同）第二类：太偏北位置进入112E以西（图2，表2）。这类个例有6个，7203号台风“Rita”在山东半岛登陆，西北行变性为温带气旋，在43.3N，109.7E进入112E以西；7503号台风 “Nina”在29.5N，111.9E进入影响区之后继续向北行；7613台风“Billie” 最后一个时次减弱低压中心位置112.0N,28.3E；8807台风“Bill” 最后一个时次热带低压中心位于32.2N,111.9E；9608台风“Herb”最后一个时次低压中心位于32.5N,111.8E；0510台风“珊瑚”最后一个时次热带低压中心位于29.2N,111.8E。这类个例都是在比较偏北的位置进入112E以西区域，客观上符合原有的规定，且有5个个例的最大日降雨量都达到暴雨甚至大暴雨，有4个个例观测到大风，但都未入选，说明需要确定北边界。图2 第二类未入选历史库个例：太偏北位置进入112E以西（图中线条说明同图1）第三类：低压中心进入影响区，有实际影响（图3，表2）。这类个例有4个，第一个个例是2007年第9号台风“圣帕”，8月20日20时停止编号（指中心风速小于12米/秒，此时中央气象台停止对其编号，简称停编），经过60个小时于23日08时减弱后的低压中心进入广西影响区，且低压中心维持继续偏西南行，经过湖南、贵州，最后8月24日20时在云南南部境内消亡，过程最大日降水量182.6mm（环江），巴马也观测到110.0mm的最大日降水量，广西境内有41个站次暴雨以上降水，有2个站次大风。“圣帕”在中国陆上维持时间总计约132小时，是陆上维持时间最长的台风。第二个个例是201006号台风“狮子山”9月4日02时未进入广西影响区前停止编号，经过12小时9月4日14时减弱后的低压中心以进入广西影响区，20时在广东信宜境内减弱消亡，这次过程测到最大日降水量74.3毫米（北海），仅1个暴雨。第三个个例是201011台风“凡亚比”，9月21日14时停止编号，20时低压环流中心进入广西，之后深入广西内陆，22日08时在马山县境内消失，过程最大日降雨量121.7毫米（防城），共26站暴雨以上降水。第四个个例是201209号台风“苏拉”8月5日02时停止编号, 5日14时低压中心位置25.5N,111.6E，进入影响广西区域，残留低压云系与季风槽共同作用，过程测到暴雨以上14站次，大暴雨3站，最大日降水量155毫米（北海）。以上4个个例都是热带气旋停止编号后，减弱后的低压中心进入广西区境内或影响区内，造成实际的风雨影响，但未进入历史数据库。图3 第三类未入选历史库个例：低压中心进入影响区（图中线条说明同图1） 对广西历史数据库中1961-2016年的个例进行筛查，统计进入19N以北，112E以西时中心风速小于12米/秒（即低压中心进入影响区）的个例情况，结果如表3所示。1961-2016年共有34个个例停止编号后的低压中心进入广西影响区，占影响个例旋总数的12.3%，进入影响区时间距离停止编号时次最短为6小时，最长为84小时，其中有29个个例是在24小时内进入。这些个例大部分对广西造成了出现了风雨影响，有33个个例出现日雨量25毫米以上（大雨）降水，29个个例出现出现50毫米以上（暴雨）以上降水，有28个个例出现大风。这些个例进入广西影响区后的路径大部分沿影响区边界，有11个个例进入广西境内，但未深入；仅有6个个例深入广西内陆，其中包括200604号台风“碧丽思”，“碧丽思”2006年7月15日04时停止编号后24小时从湖南进入广西陆地境内，并自东北向西南跨过广西进入越南，过程造成广西出现16个站暴雨，6个站大暴雨，1个站特大暴雨，过程最大日降雨量297.6毫米。表3广西热带气旋历史数据库低压中心进入影响区的统计（1961-2016年）风雨情况路径停编后进入广西影响区时间个例总数最大日雨量25毫米最大日雨量50毫米出现大风深入广西内陆进入广西陆地但未深入沿边界24h6-84h个数34332928611212934 以上对最佳路径及历史个例的分析说明，当热带气旋减弱后的低压中心进入广西影响区，甚至深入广西内陆，造成风雨影响，某些被人为认定为影响广西的热带气旋，某些并未得到认定，因此，在标准制定时应予以明确。第四类：进入广西影响区，无明显风雨影响（图4，表2）。在14个进入广西影响区而未入选历史数据库的个例中，这种类型个例仅有2个，都是未获得编号的南海热带低压。其一是2008年序号第20的南海热带低压，生命史短仅60小时，其中有24小时其活动范围在19N以北附近的北部湾海面，过程陆上最大日降水量0.9毫米，未观测到大风；其二是2010年序号第14的南海热带低压，10月8日20时起至10日14时中心位于广西影响区内边沿活动，最后时次中心风速为12米/秒。过程陆上最大日降水量5.8毫米，未观测到大风。这两个个例主观认定未入选历史个例。另对广西历史数据库中风雨影响情况进行统计，在这里，设定无明显风雨影响的条件是最大日降水量在25毫米以下，且未观测到大风。在276个个例中仅有5个个例，如表4所示。图4为第四类未入选2个个例以及广西历史数据库中筛选出来的5个个例路径共7个，这些无明显风雨影响的个例后期路径的统一特点是，均在广西影响区的边界徘徊，因此对广西造成的风雨影响微乎其微。因此，在标准的制定中，考虑增加风雨条件，以确定此类个例的取舍。图4 第四类未入选个例及历史数据库中筛选的无风雨影响个例（图中线条说明同图1）表4 广西历史数据库中无风雨影响个例年份序号编号分类所属数据集标准制定后是否进入影响个例最大日降水量(毫米)大风站次区域自动站最大日降水量（毫米）1974397427四广西历史数据库否10.90200820801四广西历史数据库否13.7021.71972110四广西历史数据库否20.301993279324四广西历史数据库否21.10201261205四广西历史数据库否24.0052.3以上分析表明，原有规定即影响广西的热带气旋指热带气旋中心进入19N以北，112E以西地区已经概括了95%的历史个例，应予以保留，但由于原有规定对广西影响区的确定仅仅有南边界和东边界，以及没有考虑热带气旋停止编号后低压中心进入情况及风雨影响情况，在实际应用中出现了需要主观判定的情况，在标准制定中考虑予以条件的补充和完善，以满足标准客观性和适用性需求。3.标准的主要内容制定（1）广西影响区边界的确定 根据第2节的分析，原规定的19N南边界和112E东边界保留，需要增加北边界和西边界。对历史个例的分析表明（图2），在28N以北的热带气旋个例，主观上已被否认进入历史个例，因此北边界考虑设在28N，若热带气旋在超过此纬度进入112E以西，不考虑其为影响广西热带气旋。同样，在图1中的个例，处于104E以西进入19N以北的个例也被主观否认进入历史个例，这是历史上的经验, 因此西边界考虑设在104E。另外，根据国家基础地理中心提供的2016年全国1:25万公众版地形数据，广西的陆地东、西、南、北边界为104.45E 112.06E，20.9N 26.39N，则若广西影响区设置在104E 112E，19N 28N，即如图1中虚线和实线形成的方框所示，则广西陆地边界及北部湾北部地区已经包括在内，由此，确定此为广西影响区。对广西历史数据库中的276个个例进行验证，100%的个例路径都经过此区域。对影响广西热带气旋的标准划定，以进入影响区为首要条件。（2）风雨情况及补充条件的确定根据第2节的分析，需要考虑热带气旋停止编号后低压中心进入情况及风雨影响情况。考虑在标准中增加，热带气旋停止编号后有明确的低压中心定位，且中心进入影响区也可以明确认定。关于风雨条件的限定，主要资料来源为广西91个具有25年以上观测历史的属县级行政区域的国家气象观测站的观测资料。目前，广西行政区内有两类气象观测站，一类是建站历史较长，设立在县级行政区所在地内，观测要素较齐全，有人员值守的国家观测站，共91个。一类是2002年至2018年陆续建立在各乡镇区或特定环境区内无人值守的区域自动观测站。抽查国家气象站2018年7-9月最大日降水量25毫米且只有1个站的资料，其对应的区域自动观测站的降雨情况如表5：可见，当91个国家气象站中仅有1个站观测到大雨以上的降水时，区域自动站中往往可以观测到暴雨等级（100毫米日降水量50毫米）的降水，其最大日降水量可以是国家气象站最大日降水量的1到3倍。当国家气象观测站中观测到1个暴雨时，区域自动站中往往可以观测到10个站以上的暴雨。表5 2018年7-9月国家气象站与区域自动站观测数据对比日期国家气象站最大日降水量（毫米）区域自动站暴雨站数（站）区域自动站最大日降水量（毫米）7月1日32.4565.37月2日25.21185.57月5日31.0154.18月9日25.5151.38月13日25.2267.38月27日46.3784.59月6日60.51669.39月8日38.3256.09月11日34.7159.59月14日26.9371.99月16日52.51797.79月25日39.415130.7对历史个例的风雨情况排查后，以尽可能少的减少原有历史数据库数据为原则，筛选了热带气旋影响过程最大日降水量在25毫米以下，且未观测到大风的个例共5个（表4，图4）。若条件改为最大日降水量在50毫米以下，且未观测到大风的个例有12个。因此，最后确定无明显降水影响以最大日降水量在25毫米以下为宜。（3）登陆广西热带气旋的确定依据中国气象局的台风业务和服务规定关于登陆、多次登陆的规定，明确规定从西北太平洋西移至南海北部湾海面，或在南海生成后进入北部湾，直接从北部湾海面登陆广西陆地的热带气旋称为登陆广西热带气旋，包括了多次登陆的情况。4.预期的应用效果分析（1）根据标准初稿重新建立影响广西的热带气旋数据库。根据标准初稿对CMA最佳数据集的影响广西历史个例（1961-2016年）进行重新验证，根据标准初稿中广西影响区北边界和西边界的增加，原来表1中入选的289个个例中属于第一类和第二类共8个个例均排除，再排除无明显风雨影响的第四类个例7个，保留低压中心进入影响区且风雨明显的个例，则修订后的CMA最佳路径集资料入选个例为274个。原广西历史数据库276个个例中则排除无明显风雨影响的5个个例，入选4个低压中心进入影响区后造成实际影响的4个个例，再排除未能进入热带气旋年鉴的1个个例，个数亦为274个。至此，两个数据库得到的结果一致（表5）。表5 修订后的1961-2016年影响广西热带气旋个数CMA最佳路径集广西历史数据库相差个数2742740（2）2017年、2018年试用效果编写组将标准初稿对2017年、2018年个例进行了试用。根据2017年广西气候公报，2017年有4个热带气旋影响广西（表6，图5），包括3个台风和1个热带低压，这些个例都符合影响广西热带气旋的标准。另外，根据标准，从CMA最佳路径集中检索到符合原来规定的个例还有4个（表7，图6），都未进入当年影响的个例，其中有1704号台风“塔拉斯”、1719号台风“杜苏芮”及序号22的南海热带低压等三个个例都是在太偏西位置，超过104E进入19N以北，属于第一类，按照标准初稿则可客观认定排除； 1707号台风“洛克”，进入影响区时停止编号，最大日降水量65.3毫米，按照新的标准应进入影响个例。表6 2017年影响广西热带气旋风雨情况序号热带气旋编号或序号名称进入影响区日期（月.日）最大日降水量（毫米）大风站次11713天鸽8.23197.33121714帕卡8.27258.653TD21南海热带低压9.2461.7041720卡努10.1559.50图5 2017年影响广西热带气旋路径（图中线条说明同图1）表7 2017年进入19N以北，112E以西但未列入影响广西的热带气旋序号热带气旋编号或序号名称分类进入界限日期（月.日）最大日降水量（毫米）大风站次11704塔拉斯一7.17172.6221707洛克进入历史个例7.2365.3031719杜苏芮一9.1660