本文介绍了一篇由Qingqing Li（李青青）和Yihong Duan（端义宏）共同完成的研究论文，题为《Tropical cyclone strikes at the coastal cities of China from 1949 to 2008》（1949年至2008年中国沿海城市的热带气旋袭击）。该论文发表在《Meteorology and Atmospheric Physics》期刊上，并于2010年6月在线发表。第一作者Qingqing Li当时隶属于中国气象局上海台风研究所/台风预报技术重点实验室，第二作者Yihong Duan则来自中国气象局国家气象中心。这项研究聚焦于气象学与灾害风险评估领域，旨在从“点”而非“面”的独特视角，精细化地揭示中国沿海城市遭受热带气旋袭击的时空特征、重现期及潜在风险。

研究背景与目的 热带气旋（Tropical Cyclones, TCs）是极具破坏性的自然灾害系统。根据世界气象组织的报告，热带气旋造成的生命损失在所有自然灾害中排名第二，仅次于干旱。中国是全球受热带气旋影响最严重的国家之一，其社会经济高度发达的沿海城市（如海口、澳门、香港、厦门、上海等）正面临着来自西北太平洋热带气旋的直接威胁。因此，评估这些城市面临的热带气旋风险与脆弱性，对于防灾、备灾、减灾和管理工作至关重要。

以往的研究多关注于热带气旋在中国相对广阔海岸区域或省级尺度单元上的登陆特征及其影响因素。然而，对于城市规划、具体建筑工程以及地方层面的灾害应对而言，了解特定地点（如某个城市或城镇）的热带气旋气候学及其地理变异性，比了解整个海岸线段的情况更为重要。基于特定地点的分析能够提供更真实的袭击频率和重现期评估，从而为具体地点的决策提供更精确的科学依据。因此，本研究的核心目标有两个：第一，通过研究特定沿海点（而非广阔区域或长海岸线段）在1949年至2008年间的热带气旋袭击事件，描绘中国南部和东部沿海热带气旋袭击的时空特征；第二，研究特定城市的热带气旋重现期，并评估由热带气旋袭击导致的相应脆弱性。

研究方法与详细流程 本研究是一项基于历史观测数据的统计分析研究，其工作流程主要包括以下几个关键步骤：

1. 研究区域与数据来源确定：

   • 研究城市：研究选取了中国10个沿海省份（广西、海南、广东、福建、台湾、浙江、上海、江苏、山东、辽宁）共49个重点沿海城市作为分析对象。选择这些城市是因为它们既是快速发展、人口密集的沿海城市，也位于热带气旋袭击的前沿。
   • 数据来源：研究采用了中国气象局上海台风研究所（CMA-STI）整编的1949-2008年共60年的西北太平洋热带气旋最佳路径数据集。作者引用Wang et al. (2008)的研究指出，尽管该数据集与美国联合台风警报中心（JTWC）数据集在年频次上基本一致，但在强度定义上存在差异（CMA-STI采用2分钟平均风速，JTWC采用1分钟平均风速）。考虑到CMA-STI数据集对于影响中国的热带气旋记录更为详尽，因此本研究采用此数据集。

2. 热带气旋袭击判定模型的建立与修正： 这是本研究方法的核心创新点。判定一个城市是否遭受某次热带气旋的“袭击”（strike）及其强度，与热带气旋的尺寸密切相关。为此，研究需要一个能代表不同强度热带气旋平均大小的模型。作者参考了Keim et al. (2007)为北大西洋飓风建立的袭击模型，并根据西北太平洋热带气旋的特点进行了修改。

   • 强度分类：采用中国的官方分类标准，将热带气旋分为热带低压（TD）、热带风暴（TS）、强热带风暴（STS）、台风（TY）、强台风（STY）和超强台风（Super TY）。为简化分析，将热带风暴和强热带风暴合并称为“TSs”，将台风和强台风合并称为“TYs”，超强台风单独称为“STYs”。本研究分析排除了热带低压。
   • 模型参数：考虑到北半球热带气旋右侧风雨影响范围通常大于左侧，且西北太平洋热带气旋平均尺寸大于北大西洋飓风，研究设定了以下模型（如图1所示）：
     • TS强度：假定其影响范围在路径右侧延伸120公里，左侧延伸60公里。
     • TY强度：在TY强度影响范围（中心右侧120公里，左侧60公里）之外，右侧额外增加120公里的TS影响带，左侧额外增加60公里的TS影响带。
     • STY强度：在STY强度影响范围（中心右侧120公里，左侧60公里）之外，右侧依次额外增加120公里的TY影响带和120公里的TS影响带，左侧依次额外增加60公里的TY影响带和60公里的TS影响带。
   • 判定逻辑：当一个热带气旋的中心路径或其上述模型定义的相应强度影响范围覆盖到某个城市时，即认为该城市遭受了一次对应强度的“袭击”。这个模型用于评估登陆或经过海岸线的热带气旋对城市的潜在影响程度。

3. 时空特征分析： 基于上述模型和数据集，研究统计了1949-2008年间对所有49个城市造成袭击的每一个热带气旋。共识别出494个独立的袭击事件，包括253次TSs袭击、226次TYs袭击和15次STYs袭击。随后，研究绘制了按地点分列的袭击时间序列图（图3），并据此分析袭击频率和强度的空间分布特征以及随时间的变化规律。

4. 重现期计算： 为了量化特定地点遭受热带气旋袭击的频繁程度，研究计算了每个城市的平均重现期（Return Period）。计算方法为：将60年的研究时段除以在该城市发生的特定强度热带气旋袭击的总次数。例如，如果一个城市在60年间遭受了30次TS袭击，那么TS的平均重现期就是2年。研究分别计算了所有热带气旋（TS及以上）、所有台风（TY及以上）以及超强台风（STY）的重现期。

5. 热带气旋灾害指数构建： 为了综合评估不同城市因热带气旋袭击而面临的潜在风险或脆弱性，研究创建了一个简化的“热带气旋灾害指数”（Tropical Cyclone Hazard Index, TCHI）。该指数的赋值方案基于Chen et al. (2009)对中国1980-2004年热带气旋造成的直接经济损失、受淹农田、倒塌房屋等实际灾情的统计分析结果，反映了不同强度热带气旋与实际社会经济损失之间的定量关系。

   • 赋值标准：一次TS袭击计10分，一次TY袭击计13分，一次STY袭击计15分。分数越高，表示潜在危害越大。
   • 指数计算：对每个城市，将60年间所有袭击事件的得分累加，得到该城市的TCHI总值。该指数旨在提供一个相对的风险比较指标。
   • 对比方案：为了与Keim et al. (2007)采用的基于风速破坏力指数增长（TS=10, TY=20, STY=40）的评分方案进行对比，研究还计算了另一套指数（文中称为TCHI2），以观察不同评分标准下结论的稳健性。

主要研究结果 1. 时空分布特征： * 空间格局：台湾、海南和广东的沿海城市遭受热带气旋袭击的频率最高。其中，台湾的城市遭受的袭击最为严重和频繁，这与台湾突出的地理位置使其易于受到西太平洋低纬度西行热带气旋的正面冲击有关，尤其是东海岸城市（如台东、花莲、基隆）。海南主要受进入南海的热带气旋影响。广东的袭击频率自南向北递减。尽管福建与台湾毗邻，但其袭击频率远低于台湾，表明台湾岛对福建起到了“屏障”保护作用。从浙江温州向北，热带气旋袭击变得越来越不常见，江苏启明以北的城市没有记录到TY及以上强度的袭击，山东东营仅记录到一次TS袭击。 * 时间变化： * 海南：袭击事件在20世纪50年代中期、60年代初期、70年代初期以及80年代后期呈现聚集性高发；而从90年代中期到2008年，袭击频率相对较低，1998和1999年甚至没有城市遭受袭击。作者认为这可能与太平洋年代际振荡（PDO）的位相转换有关，该转换导致20°-40°N区域出现强东风异常，减少了进入南海的热带气旋数量。 * 广东：袭击高发期主要集中在20世纪70年代，90年代中期后也呈现不活跃态势。 * 台湾：最活跃的袭击期出现在1956-1963年，期间发生了18次STY袭击事件；随后是1964-2003年相对低频的时期；2003年后袭击频率似乎有所增加，这可能与登陆热带气旋活动的年际尺度（2-8年）主导振荡有关。 * 反相位现象：研究发现海南和广东的袭击活动存在此消彼长的反相位关系。例如，1971-1973年、1987-1990年海南袭击活跃时，广东相对不活跃；而在1957、1961、1975-1976、1993、1999、2008年广东活跃时，海南则不活跃。广东和福建的袭击活动也呈现出类似的负相关关系，验证了Fogarty et al. (2006)在省级尺度上的发现。 * 趋势分析：尽管个别城市（如浙江台州）的袭击次数呈线性增加，而另一些（如广东陆丰）呈减少趋势，但就所有袭击事件的整体数量而言，在1949-2008年间没有显示出显著的线性趋势。这与Chan and Xu (2009)关于全球变暖并未导致亚洲任何区域热带气旋登陆次数增加的结论相一致。

1. 重现期结果：

   • 所有热带气旋（TS及以上）：在广西、海南、广东、福建、台湾以及浙江的温州和台州，平均重现期短至每年一次或更低。从浙江象山到江苏盐城，重现期逐渐增加；从山东日照向北，重现期显著增加至10年以上（荣成除外）。
   • 所有台风（TY及以上）：台湾沿海城市的重现期最短，为1-2年。海南和广东大部分城市的重现期为2-5年（内陆城市广州除外，为60年）。福建城市的重现期为4-8年，北部城市略长于南部。从浙江温州向北到上海，重现期急剧上升，江苏启明以北无台风袭击记录。
   • 超强台风（STY）：平均重现期最短的出现在台湾城市，介于12-30年之间（高雄除外）。台湾东海岸城市（基隆、台北、花莲、台东）的重现期短于西海岸城市（高雄、台中、新竹）。根据模型，其他沿海城市在60年间仅香港（1954年）、汕头（1969年）、福鼎（2006年）记录到STY袭击。

2. 热带气旋灾害指数（TCHI）评估：

   • 台湾城市的TCHI值最高，7个城市中有6个超过1000分，花莲最高（1260分），这归因于台湾正面迎击热带气旋，尤其是超强台风。
   • 从山东日照向北的城市，由于袭击频率和强度低，TCHI值普遍低于100分，东营最低（10分）。
   • 海南和广东城市的平均TCHI值高于广西，海南万宁因遭受23次TY/STY袭击，TCHI值达1028分。
   • 福建城市的TCHI值中等，峰值在莆田（637分）。
   • 浙江城市从温州（483分）向北到嘉兴（183分），TCHI值明显下降。上海的TCHI值为193分。
   • 使用Keim et al. (2007)方案计算的TCHI2值在数值上普遍更高，但各城市风险的相对排序与TCHI基本一致，证明了结论的稳健性。仅个别城市（如基隆与台东）在两种指数下的细微排名略有差异。

结论与价值 本研究首次从“点”的视角系统研究了1949-2008年间中国49个沿海城市遭受热带气旋袭击的气候学特征。主要结论表明，海南、广东和台湾的城市最常遭受袭击，其中台湾城市的袭击最为严重和频繁，导致其TCHI值最高，显示了台湾面临极高的热带气旋相关脆弱性。研究揭示了各省份内部及之间袭击活动活跃期的差异及反相位现象。计算的重现期表明，台湾城市面临台风袭击的威胁周期极短（1-2年），超强台风的威胁周期也显著短于其他地区。这些发现为理解中国沿海热带气旋风险的空间精细分布和时间变化规律提供了重要依据。

研究亮点与价值 1. 视角创新：突破了以往基于省级或区域尺度研究热带气旋登陆的范式，首次将研究单元细化到具体的“城市点”，为地方层面的城市规划、建筑标准制定、灾害应急预案编制提供了更直接、更精确的科学参考。 2. 方法改良：结合中国热带气旋分类标准和西北太平洋气旋特点，修正了已有的热带气旋袭击判定模型，使其更适用于中国沿海地区的风险评估。 3. 综合风险评估：不仅分析了袭击频率和重现期，还引入基于实际灾害损失统计的TCHI指数，从潜在危害角度量化了不同城市的相对脆弱性，增强了研究的应用价值。 4. 揭示精细时空规律：清晰刻画了热带气旋袭击在中国沿海不同城市群间的空间分异，以及各省份在数十年时间尺度上活跃期与平静期的交替和反相位特征，深化了对热带气旋影响复杂性的认识。 5. 数据基础扎实：依托中国权威的长时间序列热带气旋最佳路径数据集，确保了分析结果的可靠性和代表性。

其他有价值的内容 研究在讨论部分简要对比了中美两国沿海热带气旋/飓风袭击特征的异同（如台湾与佛罗里达的高频次、中国北方沿海与美国东北沿海的低频次），以及活跃期可能关联的大尺度气候模态（如PDO、AMO），为跨区域比较和机理探讨提供了线索。作者也指出，控制广东-海南、广东-福建之间袭击活动反相位行为的机制值得未来深入研究。这些内容拓展了研究的广度和深度。