过台湾岛的台风所引发的东南沿海地区的暴雨特征分析

利用1961—2020年中国气象局上海台风研究所台风资料和中国台站逐日台风降水资料,对我国东南沿海地区(浙江、福建和广东)过台湾岛台风(以下简称过岛台风)不同量级暴雨的气候特征进行统计分析,并初步探讨造成过岛台风极端降水差异的成因。研究表明:九成过岛台风会给东南沿海地区带来暴雨影响,年均有1.6次过岛台风暴雨事件发生。过岛台风日最大降水量的年际变化有明显增强趋势,特别是自2003年以来暴雨极端事件呈现明显增多增强现象。不同量级日暴雨发生的频次月变化均表现为单峰型,7—9月为高峰季。过岛台风过程日最大降水不同量级发生的频次表明,东南沿海100 mm以上强降水频次随着降水强度的增加而减少,300 mm以上强降水频次明显减少。空间分布上,东南沿海日暴雨频次呈现由沿海向内陆不均匀快速递减特征。过岛台风暴雨对福建北部沿海地区的影响最为突出,其中福建的柘荣站是暴雨极值中心。利用NCEP再分析资料对两组相似台风引发极端降水差异的大尺度环境对比显示:强降水组的台风中心北侧大风速区导致向岸风较大,在山脉地形作用下,山前具有更强的辐合及深厚的强垂直上升运动,配合更有利的水汽条件,将低空高能高湿水汽送至中高层,降水动力和水汽条件均明显强于弱降水组的台风,从而造成更强的台风暴雨。

台湾岛以南海域新近纪的弧—陆碰撞造山作用

台湾岛以南海域(台南滨海)弧—陆碰撞带位于欧亚板块、菲律宾海板块和南海的结合部位,是新近纪弧—陆碰撞研究的理想场所。本文通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,认为台南滨海弧—陆碰撞带增生的火山—沉积楔由恒春海脊和高屏斜坡两部分组成,前者是菲律宾海板块的增生楔,后者是欧亚板块的增生楔,在增生楔体和火山弧之间是作为弧前盆地的北吕宋海槽。自中新世中期以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲,形成活动大陆边缘的增生部分———恒春海脊;与此同时菲律宾海板块开始向北西方向移动,前缘的吕宋岛弧距今6.5Ma以来朝着亚洲陆缘斜向汇聚,形成了被动大陆边缘的增生部分———高屏斜坡。由于菲律宾海板块和欧亚板块之间的斜向汇聚,弧—陆碰撞具有穿时性,造山作用首先发生在台湾岛的北部,然后向南部及台南滨海发展。

环台湾岛海域全日分潮的特征和潮汐、潮流的综合性质

用97版POM海洋模式 ,对环台湾岛海域的全日分潮和整个潮汐、潮流综合特征进行三维数值研究。研究海域全日分潮是由太平洋传入的 ,且来自台湾岛北部海区传入的潮波穿越海峡。由吕宋海峡传入的全日分潮对维持南海的潮运动起着重要作用。全日分潮最大流同时线分布表层有5个圆流点 ,其中4个本文首次得到。台湾海峡及其以北海区和台湾东部洋区为不规则半日潮区 ,台湾东南为全日分潮为主的混合潮区。台湾岛北部为气旋式余流涡旋区 ,环绕台湾浅滩为反气旋余流涡旋区 ,澎湖水道开始的转向流预示着海峡及其邻近海区的涨潮流或落潮流的来临。

环台湾岛海域半日潮波特征的三维模拟

用 1 997版POM海洋模式 ,首次应用于环台湾岛海域的潮波数值研究 .得到该海域的半日潮波主要为 2 3°N以南西太平洋传来的胁振潮 .影响台湾海峡的半日潮波分别由海峡南北口传入的两支潮波 ,且北支强于南支 .福建沿岸湄州湾—兴化湾为最强潮区 ,其M2 分潮最大振幅可达 2 40cm .最强潮流区位于澎湖水道 ,M2 分潮最大潮流达 1 96cm/s.环台湾岛海域潮波潮流水平结构上除海峡北部原有一个圆流点外 ,还发现另外存在 4个新的圆流点 .潮流垂直结构上主要为右偏 ,接近底层处为左偏 .

台湾岛地形诱生次级环流系统对热带气旋异常运动的影响机制

对经过中国台湾岛和海南岛、吕宋岛、日本诸岛以及朝鲜半岛的热带气旋在过岛前后的运动、结构和强度的时空变化进行了统计诊断分析。研究结果表明，台湾岛附近热带气旋运动左偏（定义为偏于以前路径的左侧）机率最大，且台湾岛周围是产生诱生低压的高频区。采用理想东、西风环境场作为数值模拟背景场，数值研究了岛屿地形强迫与台湾附近的环境流场的相互作用及其对热带气旋运动偏转的影响，提出了岛屿地形强迫、背景场和热带气旋涡旋三者相互作用对热带气旋路径突然转折影响的观点，即台湾地形有利于环境场中诱生出一对偏差偶极涡，这对诱生偏差偶极涡将导致逼近岛屿的热带气旋产生运动方向的突然偏折，且在不同基本气流条件下，岛屿地形对热带气旋运动可能产生显著不同的影响。

台风期间台湾岛周边海域海面风场特征的卫星遥感研究

利用1999-2005年QuikSCAT卫星遥感资料，对台风期间三种台风路径下台湾岛周边海域海面风场变化特征及成因进行了分析，结果表明，尽管台风强度被不同程度低估，台风中心附近风向反演受降雨影响明显，但遥感海面风场的大致形态仍较为合理．地形对风场特征的形成有着显著作用，它导致了台湾海峡内大风（〉10m／s）天气提前出现、中央山脉两侧背风槽（或诱生低压）形成、中央山脉两端下风面“角流”形成等现象．海峡内大风天气是否提前出现与台风中心的位置有关．不同台风路径下，“角流”和背风槽的位置和范围不同．

台湾岛以东海域海底地形特征及其构造控制

基于2000年5～6月在台湾岛以东海域调查获得的多波束全覆盖测深等地质和地球物理资料，对该海域海底地形特征进行了研究，探讨了构造对海底地形的控制作用及其构造地质意义．研究表明，琉球岛弧岛坡区和琉球海沟表现为典型的西太平洋沟-弧-盆体系控制下的构造地形；台湾岛东部岛坡等深线近南北向平行密集排列，地形坡度大，弧陆碰撞造就了该区独特的地形特征；花东盆地海底峡谷发育，其形成主要受基底起伏和走滑断裂的控制；加瓜海脊东西两侧水深和地形特征明显不同，但其基底可能属于花东盆地，加瓜海脊的东侧对应了两个不同性质板块的边界；西菲律宾海盆表现为北西向线状脊-槽相间排列，并遭受北东向转换断层的切割，根据海底地形、转换断层和磁异常条带的方向推测，研究区海底形成于距今60～45Ma的西菲律宾海盆北东-南西向扩张期．

台湾岛及其邻域地层和构造特征

台湾碰撞造山带作为世界上最年青的造山带之一,具有其独特的地质环境。它位于菲律宾海板块和亚欧板块的交汇处,东北面为东北—近东西走向的琉球沟—弧—盆系,东侧为西北向运动的菲律宾海板块,向南为近南北走向的吕宋岛弧,并与冲绳海槽和马尼拉海沟的形成演化密切相关,从而造就了众多形态复杂、成因各异的区域地层和构造现象。台湾岛自东向西可划分为海岸山脉带、台东纵谷、中央山脉、西部山麓带和沿海平原带五个构造—沉积单元。以台东纵谷为界,两侧在地形地貌、地层组成、岩石性质、重力、磁力等地质地球物理特征上均表现为明显不同,分别隶属于不同的板块构造单元,西侧属于欧亚板块的中国大陆边缘,东侧的海岸山脉带则是北吕宋火山岛弧的向北延伸。

2005年登陆台湾岛台风路径特点及成因分析

2005年“海棠”、“泰利”和“龙王”3个台风先后在台湾花莲附近登陆后再次在福建登陆。其中“海棠”和“泰利”登陆台湾岛前后路径异常,发生打转、滞留。作者利用常规天气图,结合相关的物理量场对这3个台风进行对比分析,结果表明,过岛台风发生路径异常除了受台湾岛地形影响外,与副热带高压、台风南侧流场、冷空气活动及有关物理量场的分布特征也有密切关系。

台湾岛以东海域束毛藻种群的组成与分布

分别对1996年5月和1997年7月台湾岛以东黑潮及邻近海域51个采样站位的87份网采浮游植物进行了分析,总结了束毛藻种群的物种构成和丰度分布特征,并初步探讨了水动力条件、温盐、营养盐及其他元素对束毛藻生长及分布的影响。结果表明,调查区的束毛藻种群由铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebaytii)、汉氏束毛藻(Trichodesmium hildebrandtii)和红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)组成,前者分布最为普遍,检出率100%,丰度最大。1996年5月束毛藻平均藻丝体密度为44.55×10~2 filaments/m^3,铁氏束毛藻占91%,在吕宋海峡密集,总体呈观西南高,东北低的分布态势。1997年7月束毛藻平均藻丝体密度为152.72×10~2filaments/m^3,铁氏束毛藻占99%,除吕宋海峡外,台湾东北部海域为次高值区,总体呈现西南高,中部和东部低的分布态势。较之邻近海区结果,台湾岛以东黑潮及邻近海域的束毛藻平均藻丝体密度高于太平洋赤道热带海域、南黄海和东海陆架区、东海产卵场,低于台湾海峡西侧20 m以浅和东海低氧区。在台湾岛以东海域,束毛藻的丰度分布由其特定的地理位置和黑潮流向所决定,高温高盐的黑潮水系利于束毛藻的增殖,束毛藻的丰度分布与Fe、P等化学因子的关系有待进一步寻找证据。

复杂地形与锋面系统共同作用对台湾岛暴雨影响的数值分析

应用MM 5V2数值模式输出的高分辨率资料对在复杂地形和锋面系统共同作用下台湾暴雨发生的水汽、垂直速度、低空急流等物理量场的中尺度特征进行了分析。表明地形是使锋面降水加强 ,最终形成暴雨的主要原因。在地形作用下 ,速度场、湿度场都具有比较稳定的局地特征 ,台湾岛迎风区保持着比背风区大的湿度场 ,流场表现为一个地形性中尺度环流。随着锋面系统的不断靠近 ,局地特征表现为加强和减弱两个阶段。发现迎风坡的低空急流主要是由地形引起的 ,它的南北向分布不均使空气发生了辐合上升运动 ,与地形和锋面引起的上升运动叠加 ,在地形迎风坡形成了一个垂直速度的大值区。

台湾岛和海南岛兰科植物区系特征比较

为探明台湾岛和海南岛兰科(Orchidaceae)植物区系特征,在充分查阅相关资料的基础上,对2个岛屿兰科植物的物种组成、生活型和分布区类型进行分析,并对这2个岛屿与大陆陆地和周边国家兰科植物的分布特征进行比较和分析。结果表明:2个岛屿的兰科植物共有146属639种,其中,台湾岛有107属446种,海南岛有96属302种。2个岛屿树兰亚科(Subfam.Epidendroideae)的属和种比例均最高;原始的拟兰亚科(Subfam.Apostasioideae)在台湾岛无分布,而在海南岛分布有2属4种。从属和种的数量看,含1种和2~5种的属比例较高,分别占台湾岛兰科植物总属数的43.9%和36.4%,占海南岛兰科植物总属数的45.8%和40.6%;且包含种数多的属的比例较低。从生活型看,2个岛屿地生兰和附生兰的比例较高,分别占台湾岛兰科植物总种数的52.7%和34.3%,占海南岛兰科植物总种数的37.1%和55.3%。从分布区类型看,台湾岛和海南岛的兰科植物分别可划分为11和10个分布区类型,且均以热带亚洲至热带大洋洲分布型属和种的比例最高,热带亚洲分布型属和种的比例也较高。从热带成分与温带成分的数量比(R/T)看,台湾岛和海南岛兰科植物属的R/T值分别为3.6和3.3,种的R/T值分别为10.9和11.9,说明2个岛屿的兰科植物均以热带成分为主,台湾岛还包含一定的温带成分。从共有属和共有种看,2个岛屿与大陆陆地的兰科植物共有属均约占各自兰科植物总属数的90.7%,其中,三地共有属有66属;台湾岛与大陆陆地的兰科植物共有种比例较低(46.2%),而海南岛与大陆陆地的兰科植物共有种比例较高(74.9%),说明2个岛屿与大陆陆地兰科植物属的同源性较高,且海南岛兰科植物的大陆性特征更明显。与周边国家相比,2个岛屿与越南的兰科植物共有种比例较高,分别占台湾岛和海南岛兰科植物总种数的33.9%和75.2%。综合分析结果显示:台湾岛和海南岛的兰科植物种类丰富,生活型齐全,且具有明显的热带性质,但台湾岛的兰科植物还表现出一定的温带性质;2个岛屿与大陆陆地兰科植物的亲缘关系较近,但台湾岛兰科植物的特有性更明显。

台湾岛及邻近区域热带气旋异常路径特征分析

利用热带气旋资料和天气图、卫星云图等观测资料,统计分析了1949-2008年入侵台湾岛及邻近区域的热带气旋出现的各类异常路径的时间、空间分布规律及成因。结果表明,异常路径的形成是环境流场和台湾地形共同作用的结果,在特定的环流形势下,台湾地形的影响,导致入侵这一带区域的热带气旋结构及其周围的气压场和流场发生变化,并可能诱生出地形槽或低压。热带气旋出现左折、右折、打转和诱生低压发展取代原热带气旋的异常路径,发生在不同地点的异常路径,地形和环境作用的主次关系不同。

台湾岛与海南岛气候条件对比及其对农业种植的影响

系统分析了1971～2000年台湾岛与海南岛气候资源特征,结果表明:两岛热、水、光资源丰富,海南岛光、热资源更为优越;台湾岛降水资源更为充沛。从区域看,两岛温度、日照时数均为中部山区低,南部最高;降水量以及雨日台湾岛与海南岛分别是北部和中部山区最多,西部最少。两岛主要的农业气象灾害是热带气旋、季节性干旱、低温冷害等。根据海南岛气候资源特征,趋利避害,提出了适合该岛气候特色的农业措施。

区域尺度生态功能网络构建——以中国台湾岛为例

生态网络的构建具有保护环境、稳定生态及提高城市开放空间价值等功能。以行政单元为基础的区域尺度生态网络,可整合区域自然环境特性与生态功能差异,进而指导区域景观生态建设工作。本研究选择台湾岛为研究区,以县、市为研究单元进行全岛生态功能网络构建,通过能值分析、生态系统服务功能价值评估及景观格局分析等方法,整合全岛生态效益、生态格局等数量、空间指标,目的在于明确各个县、市在全岛尺度的景观功能网络中的功能定位,以作为制定各县市发展策略的参考。目前,台湾岛生态功能网络以东部花莲县、中部南投县为中心,向西部功能逐渐减弱。通过与生态需求的对照分析可知,台湾岛以台北市及台北县迫切需要改善境内的生态环境。

海南岛、台湾岛河流水化学比较研究

本文对我国两大岛屿——海南岛和台湾岛河流的主要离子化学及河流的物理和化学侵蚀率进行了比较研究,对两岛河流水化学的共同点和差异及其成因进行了探讨。研究表明,无论是河水离子总量,还是物理侵蚀率和化学侵蚀率,台湾岛均显著地高于海南岛。两岛河水中氯离子含量、物理侵蚀率和化学侵蚀率均为东部水系高于西部水系。

环台湾岛海域M_2分潮特征的数值模拟

利用 97版 POM模式对环台湾岛海域 M2 分潮作了分辨率较高的三维数值模拟。在较准确地模拟了潮汐分布的基础上 ,研究了 M2 分潮流椭圆分布、最大流同时线分布以及潮流场结构。结果表明 ,环台湾岛海域的 M2 潮波主要为大洋传来的胁振潮 ,台湾海峡为强潮区 ;M2 分潮最大流同时线在海峡中部形成密集区 ;构成海峡潮波系统的两支潮波中 ,北支潮波的强度远大于南支潮波 ,其影响范围可以到达台湾浅滩南缘 ,但两支潮波影响范围并没有达到“台湾西岸中段”

海南岛与台湾岛农业气候资源比较

利用1971-2000年实测气候资料系统研究了海南岛与台湾岛农业气候资源状况,结果表明:两岛热、水、光资源均十分丰富。两岛温度、日照时数均为中部山区低,南部最高;年雨量以及雨日的分布以台湾岛北部与海南岛中部山区最多,西部最少;热带气旋、季节性干旱、低温冷害等均是两岛主要的农业气象灾害。

影响台湾岛海域的西太平洋台风特征分析

选取台湾岛附近海域(20～27 °N,117～125 °E)为计算区域,对1949～1999年发生在该海域的西太平洋台风的路径分类、月际变化、年际变化、周期特征、移速和强度等要素进行了气候统计学分析,得出7～9月是台风发生的关键月份,台风发生频次的年际变化表现为下降的趋势,且1995～1999年近5年时间台风频次一直稳定维持在较低水平.用Mann-Kendall方法做突变分析和t检验,没有明显的突变年.利用小波分解技术,计算得出影响台湾岛海域的西太平洋台风年发生频次具有4～6年和13～14年左右的周期.西北行路径西太平洋台风是登陆台湾岛和进一步登陆我国大陆的主要台风,西行路径台风51年来没有登陆我国大陆的记录,转向行路径台风强度最大,平均移速最快.

台湾岛东西两岸的海流

本文收集、整理和分析台湾岛东、西两岸的海流资料，获得以下主要结果；（１）台湾东岸的黑潮路径，无论是表层或深层，都是冬季偏酉（距台湾东岸较近），夏季偏东，春、秋两季的介于冬、夏季的路径之间。（２）台湾东岸黑潮的流速，具有夏、春强而冬弱的特点。（３）台湾西岸近海的海流，除表层受风的影响较大外，１０ｍ层开始，尤其是近底层，冬、夏两季皆以北向或东北向流为主，呈现出一派北向流的路径。这与传统观念不同。