气象灾害学台风灾害

台风灾害参考书籍《自然灾害学》沈金瑞编著台风是指发生在热带洋面上具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋（热带气旋），就是在大气中绕着自己的中心高速旋转，并向前移动的空气涡旋，在北半球作逆时针旋转，在南半球作顺时针旋转。一、台风的定义台风是指发生在热带海洋面上的、具有暖流中心结构的、风速在32.6m/s以上的强烈的热带气旋。这种热带气旋在中国及东南亚地区称“台风”，美国及大西洋地区称“飓风”，印度及孟加拉湾地区称“热带风暴”。二、台风分类

中国国家气象局规定1989年元月起，使用国际热带气旋名称和等级标准。（一）以风速大小分类热带低压（风速为118-153千米/小时）热带气旋（风速为154-177千米/小时）热带风暴（风速为178-210千米/小时，中心最大风力为8-9级）强热带风暴（风速为211-249千米/小时，中心最大风力为10-11级）台风或飓风（风速大于249千米/小时，中心最大风力为12级）（二）以风力大小分类强台风弱台风超强台风（底层中心附近最大平均风速为51.0米/秒，也即16级或以上）强台风（底层中心附近最大平均风速为41.5-50.9米/秒，也即14-15级或以上）台风（底层中心附近最大平均风速为32.7-41.4米/秒，也即12-13级或以上）强热带风暴（底层中心附近最大平均风速为24.5-32.6米/秒，也即10-11级或以上）热带风暴（底层中心附近最大平均风速为17.2-24.4米/秒，即8-9级或以上）热带低压（底层中心附近最大平均风速为10.8-17.1米/秒，即6-7级或以上）三、台风的形成与移动（一）台风形成的条件在海洋面温度超过27℃以上的热带或副热带海洋上，由于近洋面气温高，大量空气膨胀上升，使近洋面气压降低，外围空气源源不断地补充流入上升区。受地转偏向力的影响，流入的空气旋转起来。而上升空气膨胀变冷，其中的水汽冷却凝结形成水滴时，要放出热量，又促使低层空气不断上升。这样近洋面气压下降得更低，空气旋转得更加猛烈，最后形成了台风。台风形成必须具备下列条件（1）要有广阔的高温、高湿的大气。（2）要有低层大气向中心辐射辐合、高层向外扩散的初始扰动。（3）垂直方向风速不能相差太大，上下层空气相对运动小，才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中，形成并加强台风暖中心结构。（4）要有足够的的地转偏向力作用，地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。（二）台风结构

台风的结构，由内向外分为台风眼、旋涡区和大风区三部分。台风中心是台风眼，这里的气流运动以下沉为主，因此使它成为狂风暴雨中的一块静地，碧空无云，风和日丽，直径一般在30-50千米左右。好比洗衣机的甩干筒，高速旋转使中心地区形成真空，因此，台风眼的中心出现了下沉气流。漩涡区和大风区却存在不同程度的狂风暴雨，台风的灾害损失也主要发生在这里。(a)云图（b)垂直环流示意图常见的台风眼呈圆形或椭圆形状，直径约10-70千米不等，平均约45千米，台风眼的天气变形为无风、少云和干暖。台风中最大风速发生在云墙的内侧，最大暴雨发生在云墙区，因而云墙区是最容易形成灾害的狂风暴雨区。

台风的水平尺度约几百公里至上千公里，铅直尺度可从地面直达平流层低层，是一种深厚的天气系统。台风中心气压很低，一般在870～990百帕之间，中心附近地面最大风速一般为30～50米/秒，有时可超过80米/秒。强风引起的巨大海浪，可对海洋船舶造成很大破坏；当台风移近海岸时，狂风可引起大范围巨大的海潮，冲击沿海城镇。台风中心经过的地区常有大暴雨或特大暴雨，日雨量可高达1600毫米，造成大范围洪涝。（三）台风移动路径由于地球自转（自西向东旋转）的速度快，而气流柱跟不上地球自转的速度而形成感觉上的西行，这就形成我们说的台风移动路径的主要原因之一。其次，台风移动的方向和速度取决于作用于台风的动力。动力分内力和外力两种内力是台风范围内因南北纬度差距所造成的地转偏向力差异引起的向北和向西的合力，台风范围愈大，风速愈强，内力愈大。外力是台风外围环境流场对台风漩涡的作用力，即北半球副热带高压南侧基本气流东风带的引导力。由于副高的形状、位置、强度变化及其他因素的影响，致使台风移动路径并非规律一致而是多种多样。以太平洋西部地区台风移动路径为例，其移动路径大体有三条。西进型登陆型抛物线型（四）世界台风分布台风源地分布在南、北纬5°-20°左右的有岛屿分布的洋面上。(1)北大西洋热带区，一般在6-11月。(2)中美洲海岸以西的北太平洋海域，在6-10月。(3)西北太平洋、中国南海，全年都会发生，主要在5-11月。(4)孟加拉湾和阿拉伯海，在5-6月和10-11月。(5)140°W以西的南太平洋在12月至次年4月。(6)南印度洋，一般在11月至次年5月。太平洋印度洋大西洋每年台风发生数占全球台风总数百分率区域分布图（虚线：海面水温为26.5℃的等温线，括号内的数值表示台风影响的次数）从热带气旋发生的时空变化来看，在气旋活动季节的前半期，热带气旋形成区平均纬度向极地一侧移动，后半期则向赤道一侧撤退。在北半球，气旋活动季节的初期和后期，绝大多数生成在5°-15°N纬度区域内，中期则在10°-25°N纬度之间。在大西洋25°-30°N之间地带也经常出现气旋活动，向极地一侧最北可达35°N。（五）中国台风的三个主要发源地和时间

①菲律宾以东和琉球群岛附近的洋面；②马里亚纳群岛和马绍尔群岛附近海面；③南海海面。

中国台风多发生于暖季。例如：北太平洋西部地区，8月最多，2月最少，6～10月占全年的75％。中国台风的三个主要发源地地图（六）台风的形成机制

首先是台风暖心的形成。即暖心是由低空大量潮湿气流辐合上升，在中、高层释放的凝结潜热，使空气加热而形成的。其次，在热带对流层中、下部经常处于条件不稳定的情况下，当低空出现气旋性环流时，由于摩擦作用，可以在大气边界层内造成摩擦辐合，使水汽通过边界层顶向上输送，在中、上部凝结，释放的潜热使中心变暖；这时地面气压下降，气旋性环流加强，进一步促使摩擦辐合加大，向上输送的水汽增多，再继续促使对流层中、上部加热，地面气压继续下降。如此循环，就形成了台风。

（一）台风发生的规律及特点（1）台风形成具有季节性。（2）台风中心登陆地点难以准确预报。（3）强台风发生常伴随有其他灾害发生，如大暴雨、大海潮、大海啸。（4）台风灾害损毁性严重。（5）强台风发生时，人力不可抗拒，易造成人员伤亡。四、台风灾害特点与我国台风灾害时空分布（二）我国台风灾害时空分布中国是世界上少数几个受台风影响最严重的国家之一。续表东部沿海地区是台风登陆的高发地区，广东、浙江、福建、河北和海南是台风灾害经济损失最严重地区。登陆于广州至海南岛最多，占31%，其次是福州至汕头，占23%，最少是山东至上海和温州沿海区段，占6-7%。王家祁等人（1995年）根据1949-1991年《台风年鉴》所列各次热带气旋及其演变气旋直接形成的暴雨，以及该气旋雨西风带天气系统共同作用产生的暴雨分布图。五、台风灾害的成灾机制据世界气象组织有关专家统计，威胁人类生产的十大自然灾害有台风、地震、洪水、雷暴和龙卷风、雪暴、雪崩、火山爆发、热浪、山体滑坡（泥石流）、海潮（海啸）等，而在这十种自然灾害中台风造成的死亡人数最多，尤其在亚洲和中国，台风及其风暴的灾害更为严重。台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统，在这个系统中，两个基本的运动构成主要的灾害诱发与致灾因素。一个是高速旋转的气流，另一个是云墙中携带的大量水汽。这两个基本的运动引起的灾害通常由三方面造成。一是风灾，二是台风暴雨之灾，三是风暴潮之灾。（一）狂风引起台风灾害的首先是狂风。台风附近风速可达12级（Vmax≥32.7米/秒），最大可达110米/秒，风速瞬间可以达到每秒几百米，台风半径可达几千米，对工业、农业和通讯、交通及人民生命财产产生重大的威胁。在陆地上，由狂风引起的损失主要与建筑物的质量和最大风速有关。建筑物的损失增加可以看做是最大阵风风速的函数。（二）暴雨台风灾害在近岸表现为风、浪与风暴潮结合引起的灾害，在内陆则表现为由暴雨引起的洪水和诱发的滑坡、塌方及泥石流等灾害。如1975年8月的3号台风，在附近登陆后深入内陆，滞留不消，在河南省驻马店、许昌、南阳等地普降特大暴雨，打破了我国大陆1、3、6、12、24小时和3天降雨总量的历史记录。这场特大暴雨造成淮河上游如河、沙颍河、唐白河特大洪水，是新中国成立以后仅次于1976年唐山大地震的第二大死亡灾难，称为世界上最大的水库垮坝惨案。河南板桥水库垮坝汝南县汽车站前洪水一片2006年7月18日在台湾宜兰登陆的台风“碧利斯”，给台湾西南部、中部带来非常强的降雨。（三）风暴潮风暴潮是指由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位，引起海域水位暴涨，乃至海水侵溢内陆的现象，称为风暴潮，又可称“风暴增水”、“风暴海啸”、“气象海啸”或“风潮”。风暴潮灾害主要分布在沿海地区，全世界发生的风暴潮，有36%发生在西太平洋地区；人员损失方面以孟加拉湾沿岸最严重，物质损失以美国最为严重。风暴潮分为由台风引起的台风风暴潮和由温带气旋引起的温带风暴潮两大类。风暴潮也是影响中国经济发展的严重自然灾害之一。渤海和北黄海主要受风潮影响，有时也受太风潮影响；东南沿海主要受台风潮影响。根据多年统计资料，能造成灾害的增水在2米以上的渤海风潮平均每年发生2次，造成严重灾害的宝海风潮平均每6年发生1次。图中可以看出，我国从南到北的沿海地区都产生过风暴潮，但以东南沿海最为严重。风暴潮的成灾机制往往具有洪水的特点，以冲和淹成灾为主。强大的风暴潮可以冲毁海堤、房屋和其他建筑设施，海水涌入城市，淹没田舍。风暴潮的成灾机制往往还具有海啸的特征。飓风掀起巨浪，狂风、恶浪与风暴潮往往形成水墙，对沿岸地区产生强烈的冲刷力，冲毁海堤、码头、房屋等沿海建筑物。

台风是仅次于地震灾害的最严重的自然灾害之一，其危害程度在气象灾害（台风、洪涝、干旱、暴雨、寒潮）中位居首位，主要有以下三个方面危害：1、使农林减产、土壤风蚀沙化2、造成严重水灾热带气旋登陆后一般会伴随着暴雨的产生，水量至少在300mm以上，造成严重的水灾和伤亡。3、破坏建筑对高层建筑、简易房屋、电杆、电视塔、广告牌、大跨度柔性桥梁等建筑和设施都有严重的毁坏作用。

六、台风危害台风的危害生命伤亡财产受损拔树倒屋、摧毁设施河堤决口、洪水泛滥、淹没农田村镇破坏海堤、淹没岛屿台风常伴有狂风、暴雨、巨浪和暴潮，而且活动范围很大，常常从热带侵入中纬度地区，有着强大的破坏力，常给人类带来巨大的灾难。根据联合国公布的资料，全球从1947-1980年死亡于热带气旋的总人数为49.9万，被列为十大灾害死亡人数之首。全球每年死于热带气旋的人数约为2-3万。西北太平洋沿岸国家平均每年因强台风造成的经济损失为40亿美元。

一次普通的台风释放的能量相当于几颗原子弹爆炸释放的能量，1分钟的能量等于美国50年的用电量，破坏力极强、往往是毁灭性的（能否台风发电？）。1900年，美国得克萨斯洲遭一场飓风袭击，死亡6000人。1954年，日本北海道，一条大型渡船被台风击沉，1000人死亡。1970年，飓风袭击孟加拉国，引起大浪潮，吞灭20万人。美国2005年发生的“卡特里娜”等飓风，造成总经济损失约3100亿美元，这是美国自然灾害历史上最大的灾害损失。美国的一场飓风之后，满目疮痍

2008年5月2日席卷缅甸的“纳尔吉斯”

热带风暴，造成3万人死亡“纳尔吉斯”风暴的卫星云图“纳尔吉斯”风暴将树刮倒我国地处西北太平洋沿岸，是世界上少数几个受台风影响最严重的国家之一。其影响范围主要在太华山-武陵山以东，尤其是东南沿海及海域最严重。从1949-1990年在我国登陆的台风有285个，平均每年登陆7个，最多年份有12个（1971年）。1990-2005年期间，我国大陆平均每年台风造成的经济损失达292亿元，死亡人数高达438人。说明：我国台风是由来自西北太平洋的热带气旋强烈发展而成，我国东南沿海地区时常受到台风的袭击，其中，杭州湾以南的台风频次远高于以北地区，广东和海南东部沿海的台风频次约占50％左右，浙江、台湾东部、海南东北部等沿海遭受台风灾害的次数，占总数的1／3以上。影响我国的台风，主要发生源地在西北太平洋，是全球发生次数最多、势力最强的一个海区。平均每年有28个台风生成，约占世界台风总数的1／3

台风在中国的登陆情况台风主要在我国东南沿海登陆，受其影响程度自东南向西北逐渐减小。2006年8月初的西北太平洋注定是不太平的，短短10天便集中爆发出4个热带气旋，这其中，就有创下多个第一的超强台风“桑美”（Saomai）。从不起眼的热带云团到超强台风，“桑美”只用了短短4天。其强度之强、风力之大为百年一遇，破坏性更是超出人们的想象。造成430人死亡，157人是失踪，直接经济损失达194亿元。8月11日在福建省福鼎市沙埕镇港湾拍摄的被台风“桑美”吹翻的船只。

8月11日拍摄的福建省福鼎市境内被台风彻底吹塌的闽浙省际收费站，高速公路被迫封闭。8月14日，福鼎市店下镇寺前村的灾民在清理被大风吹毁的房屋。台风直接登陆可造成灾能，有时台风不登陆，但由它引起的狂风和暴潮也会给沿海地带带来巨大损失。七、防台风减灾措施我国是世界上台风灾害最严重的国家之一，对经济社会发展、人民群众生活及生态环境造成较大影响。（一）台风灾害的风险评价台风灾害的危险度可以用Dr=T×S×I×E式中，T为台风灾害的时间频率；S为台风灾害的空间频度；I为台风灾害强度；E为受灾区的经济水平。这四个因子均用百分数来表示，Dr值在0-100间，其值越大，危险度越高。将计算获得的Dr值按其趋势绘制成图，即台风危险区划图，如图5-14所示，它表示了在现有社会经济条件下台风危害的风险程度。（二）台风灾害监测预警台风灾害监测系统：台风的监测和预报是减轻台风灾害的重要措施。对台风的探测主要是利用气象卫星。利用气象卫星资料，能清晰地看见台风的存在和大小，台风中心的位置，估计台风强度，监测台风移动方向和速度，以及狂风暴雨出现的地区等，对防止和减轻台风灾害起着关键作用。台风警报标准，根据编号热带气旋的强度和登陆时间、影响程度分为：消息警报紧急警报台风的预测预报1、台风的路径

目前西北太平洋最常见的台风路径大致有以下三条：①偏西：台风进入南海后继续西移，或在中国广东、福建登陆；②西偏北：在中国福建、浙江登陆；③先偏西、后偏北、偏东呈抛物线型。

2、台风路径和强度的预报方法

①天气图预报方法

天气学方法主要是分析环流场中环流形势和天气系统演变来预报台风的移动路径。包括卫星云图、气象雷达回波的使用。②统计预报方法

利用数理统计方法，采用合理的前期气象因子作出统计预报方程。即利用相似因子找出历史上出现过的相似路径，以这些相似路径作出概率最大的预报路径。这种相似方法预报准确率比较稳定，已为许多国家采用。

③

流体动力学的数值天气预报方法

目前大都采用一层的正压原始方程模式，把台风当作点涡来处理，即原始方程数值天气预报模式的建立使数值天气预报更准确。此外，还有多层的斜压模式和考虑台风内部结构的模式等。（三）工程措施1.建筑物抗风（1）合理的建造体形流线型平面（图5-15）、截锥状体形、不大的高宽比、透空层（图5-16）（2）风振控制（3）反向变形（图5-17）（4）工程结构抗风2.防御风暴潮工程措施防御风暴潮灾的工程措施是指在可能遭受风暴潮灾的沿海地区修筑防风潮工程，以海堤、水闸和海塘为主，它与防洪堤、泄洪区有相同或相似的工程方式和功能。范公堤（见图5-18）是在过去已建成的防潮堤坝中最负盛名的工程。筑堤防潮是沿海群众防御潮灾最有效的方法之一。海南填平虾塘重新恢复沿海防护林广西沿海防护林3.抗风防沙工程台风对地表具有很强的侵蚀能力，在沿海台风影响地区往往在迎风面形成强烈的风蚀和土地沙化，在下风口形成泥沙堆积，掩埋土地和建筑物。沿海防护林有效抵御风蚀、泥沙流动，起到了很好的防风固沙作用，又扩大了绿化面积，改善生态环境条件。如福建省至2003年底，已完成沿海人工造林面积746万亩，封山育林203万亩，加大了对4300万亩生态公益林保护力度。沿海岸线形成3300多千米的防护林和主要江河流域生态林，称为有效扼制风沙的“绿色长城”，并在条件较好的地带，建设一批果树基地，使沿海地区形成基于林带、护路护岸林、农田防护林、村庄绿化及其他有林地点线面、带网片、乔灌草有机结合、生态功能相对完备的综合防御体系；沿海森林覆盖率提高到55.5%，推进沙荒风口治理，提高抵御风沙等自然灾害侵蚀的能力。台风的预防措施防台风准备

1.住房屋顶要加固，门窗要关好。放在院内的轻小物品，容易被大风刮走伤人，要搬进室内或挂紧、加固。2.疏通院内泄水通道和排水沟渠，保证流水通畅，院内不积水。3.固牢室外电线，要远离树木、竹林和晒衣铁线，避免短路起火或漏电伤人。检查室内电器设备是否失灵，出现问题及时解决。4.备好食品、饮用水、蜡烛、火柴和手电筒，准备急救药品、雨具等，预防不测。5.家在山区的住户应查看山势，采取措施，避免遭崩坍、滑坡、泥石流的侵害。住房若在河谷附近，要暂时移迁，防止洪水袭击。台风的防范措施热带风暴到来了，如何注意安全

1.尽可能呆在屋里，不轻易外出;室外的行人，要尽快回到屋里，因室外有飞落物容易砸伤人。

2.雷雨交加时，要拨下电器插头和电视机天线。如果有电线断垂掉落，电源中断等情况，应该通知有关部门检修，绝对不能用手去触摸，以防触电。

3.如果出现屋顶被吹走、室内电线短路着火、门窗被刮掉等紧急情况，首先是及时断电灭火，再去处理其他问题;如果一时不易解决的话，要尽可能快速转移到其他房屋里。

4.当出现洪水漫溢、山体崩坍、海水浪大等现象，危及住房安全时，应果断地搬迁到安全地方。

5.随时收听天气预报广播，掌握热带风暴变化动态，要相应地安排预防措施。遇台风时如何避险

（1）防范台风的措施：

1.气象台根据台风可能产生的影响，在预报时采用“消息”、“警报”和“紧急警报”三种形式向社会发布；同时，按台风可能造成的影响程度，从轻到重向社会发布蓝、黄、橙、红四色台风预警信号。公众应密切关注媒体有关台风的报道，及时采取预防措施。

2、强风有可能吹倒建筑物、高空设施，造成人员伤亡。居住在各类危旧住房、厂房、工棚的群众，在台风来临前，要及时转移到安全地带，不要在临时建筑（如围墙等）、广告牌、铁塔等附近避风避雨。车辆尽量避免在强风影响区域行驶；

3、强风会吹落高空物品，要及时搬移屋顶、窗口、阳台处的花盆、悬吊物等；在台风来临前，最好不要出门，以防被砸、被压、触电等不测；检查门窗、室外空调、保笼、太阳能热水器的安全，并及时进行加固；

4、准备手电、食物及时饮用水，检查电路，注意炉火、煤气，防范火灾；

5、在做好以上防风工作的同时，要做好防暴雨工作。

6、台风来临前，应准备好手电筒、收音机、食物、饮用水及常用药品等，以备急需。

7、关好门窗，检查门窗是否坚固；取下悬挂的东西；检查电路、炉火、煤气等设施是否安全。

8、将养在室外的动植物及其他物品移至室内，特别是要将楼顶的杂物搬进来；室外易被吹动的东西要加固。

9、不要去台风经过的地区旅游，更不要在台风影响期间到海滩游泳或驾船出海。

10、住在低洼地区和危房中的人员要及时转移到安全住所。

11、及时清理排水管道，保持排水畅通。

12、有关