台風風暴潮

台風風暴潮

自然現象
台風風暴潮是一種災害性的自然現象。由于劇烈的大氣擾動,如強風和氣壓驟變(通常指台風和溫帶氣旋等災害性天氣系統)導緻海水異常升降,使受其影響的海區的潮位大大地超過平常潮位的現象,稱為台風風暴潮。台風風暴潮多見于夏秋季節台風鼎盛時期,這類風暴潮的特點是來勢猛、速度快、強度大、破壞力強,凡是有台風影響的海洋沿岸地區均可能發生;就台風對沿海陸地的危害程度而論,其狂風、暴雨猶不及風暴潮大。如6903号台風在汕頭附近登陸時,汕頭港湧浪高達2.8m,附近海堤被沖毀,農田、村莊被海水淹沒,造成巨大損失[1]。
  • 中文名:台風風暴潮
  • 外文名:Typhoon storm surge
  • 别名:
  • 發生時間:一般為夏秋季
  • 特點:來勢猛、速度快、破壞力強
  • 學科:大氣學

主要分類

國内外學者較多按照誘發風暴潮的大氣擾動特性,把風暴潮分為由熱帶氣旋所引起的台風風暴潮(或稱熱帶風暴風暴潮,在北美稱為飓風風暴潮,在印度洋沿岸稱為熱帶氣旋風暴潮)和由溫帶氣旋等溫帶天氣系統所引起的溫帶風暴潮兩大類。

台風風暴潮,多見于夏秋季節。其特點是:來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。凡是有台風影響的海洋國家、沿海地區均有台風風暴潮發生。

溫帶風暴潮,多發生于春秋季節,夏季也時有發生。其特點是:增水過程比較平緩,增水高度低于台風風暴潮。主要發生在中緯度沿海地區,以歐洲北海沿岸、美國東海岸以及我國北方海區沿岸為多。

中國是世界上兩類風暴潮災害都非常嚴重的少數國家之一,風暴潮災害一年四季均可發生,從南到北所有沿岸均無幸免。國内外通常以引起風暴潮的天氣系統來命名風暴潮。例如:由1980年第7号強台風(國際上稱為Joe台風)引起的風暴潮,稱為8007台風風暴潮或Joe風暴潮;由1969年登陸北美的Camille飓風引起的風暴潮,稱為Camille風暴潮等。

主要特征

總體概述

風暴潮指由強烈大氣擾動,如熱帶氣旋(台風、飓風)、溫帶氣旋(寒流)等引起的海面異常升高現象。沿海驗潮站或河口水位站所記錄的海面升降,通常為天文潮、風暴潮、(地震)海嘯及其他長波振動引起海面變化的綜合特征。一般驗潮裝置已經濾掉了數秒級的短周期海浪引起的海面波動。如果風暴潮恰好與天文高潮相疊(尤其是與天文大潮期間的高潮相疊),加之風暴潮往往夾狂風惡浪而至,溯江河洪水而上,則常常使其影響所及的濱海區域潮水暴漲,甚者海潮沖毀海堤海塘,吞噬碼頭、工廠、城鎮和村莊,使物資不得轉移,人畜不得逃生,從而釀成巨大災難。

有人稱風暴潮為“風暴海嘯”或“氣象海嘯”,在我國曆史文獻中又多稱為“海溢”、“海侵”、“海嘯”及“大海潮”等,把風暴潮災害稱為“潮災”。風暴潮的空間範圍一般由幾十公裡至上千公裡,時間尺度或周期約為1-100小時,介于地震海嘯和低頻天文潮波之間。但有時風暴潮影響區域随大氣擾動因子的移動而移動,因而有時一次風暴潮過程可影響一兩千公裡的海岸區域,影響時間多達數天之久。

東南沿海台風風暴潮特點及其變化規律

東南沿海的淺水大陸架區較廣,港口多為喇叭口,且朝向多與熱帶氣旋移動方向相向,均有利于風暴潮能量集中,導緻東南沿海風暴潮強度增大。研究利用1949~1990年的台風增水資料,得出了連雲港至汕頭之間各站的台風增水特征。

各站的最大增水及出現時間,與各港口的地理位置、水深地形、熱帶氣旋路徑以及當時的天氣系統有着十分密切的關系,它們制約着最大增水出現的時間,從而形成了港口各自的特點。

各港口台風增水類型可分為标準型、多峰值型、波動型、圖形對稱相似型四種類型;研究将台風增水按輕度(≤0.49m)、較大(0.50~0.99)、嚴重(1.00~1.49m、1.50~1.99m)、特大(≥2m、≥3m)六個級别統計,得出了連雲港、蘇北沿岸、長江口舟山、溫州福州及台灣海峽五個海區的台風風暴潮特點。

增水時間與變化特點

各站最大增水出現時間的變化,與各港口的地理位置、朝向、海底地形、水深和台風的強度、路徑有關,它們制約着最大增水出現的時間,從而形成了港口各自的特點。

根據東南沿海的連雲港、呂泗、吳淞、乍浦、甯波、海門、坎門、溫州、沙埕、三沙、馬尾、平潭、崇武、廈門、東山、汕頭等18個驗潮站的最大增水出現時間統計,各站最大增水出現時間不一.有的在熱帶氣旋登陸前,有的在熱帶氣旋登陸後,多數站在熱帶氣旋登陸前、後的0~6h内,個别的略長些。

這18個站中,隻有連雲港最大增水出現時間與台風登陸時間間隔較長,大多在台風登陸後多時,但最遲不超過24h。其時間間隔的長短與熱帶氣旋登陸地點、降水有關,也與轉向熱帶氣旋距本站的距離、轉向路徑的曲率有關,熱帶氣旋距本站越遠、降水越少、轉向路徑曲率越小,則最大增水出現時間越遲。

如7708号台風在上海崇明登陸,連雲港的最大增水發牛在台風登陸後19個小時。而坎門則在台風登陸前較長時間。如7209号台風最大增水發生在台風登陸前13個小時。其餘16個港口多數的最大增水均在熱帶氣旋登陸前後0~6h内,其中呂泗、海門、沙埕、三沙、崇武、東山多在登陸前,廈門、汕頭多在登陸時,吳淞、乍浦、甯波、馬尾、平潭多在登陸後。

溫州港最大增水多數在台風登陸後約6個小時,這是從1968~1982年的資料中統計的。在這15年中共有53個台風影響溫州港,其中海上轉向的23個,占43.4%,台風登陸前産生最大增水的有12個,占22.6%,台風登陸後産生最大增水的有18個,占34.0%,而最大增水發生在登陸前後0~6h的有27個,占登陸總數的90.0%。

增水高度與台風路徑

根據東南沿海台風增水資料分析,台風增水可分為五種情況(如圖1所示):

(1)台風在前進方向上正面登陸,這是産生較大增水的主要類型。如5612号台風在浙江象山登陸,杭州灣及周圍各港口出現強烈增水,當時吳淞為2.42m,乍浦為4.34m,甯波為2.51m。若熱帶氣旋穿過台灣後第.次登陸福建則産生的增水較弱。

(2)海上打轉型。如7203号台風于1972年7月5日在太平洋生成,21日進入東海,在東海打轉後,向西北穿過山東半島在天津登陸,各港口出現最大增水的時間,存浙江、福建沿海各站是由北向南推遲:上海、蘇北沿海各站是由南向北推遲。

(3)側面登陸型。如7701号強熱帶風暴,1977年6月10日在太平洋生成後,穿過菲律賓進入南海,轉向北上,于6月16日在福建福安登錄。此類台風增水為中等程度,約為1m左右;在登陸點上方的敖江最大增水為116m,登陸點下方的二沙為0.58m。

(4)海上經過型。此類台風在東海較多,影響整個海區的沿岸港口,按其路徑可分為兩大類:①略平行于海岸的直線型。如7707、7815号強熱帶風暴和7909、8104号台風等,各港口增水情況為:台風強的增水大,弱的增水小;離岸近的增水大,遠的增水小:在杭州灣的站通常比其他地區的增水大,此與地形有關(見表1)。②抛物線型。如7910、8114、8310号台風等,它們在太平洋生成後,向西北方前進,入東海後折向北,到舟山附近外海轉向東北,在朝鮮南部至日本登陸。此類台風對東海沿岸的影響,僅次于西北行的登陸台風,通常增水可達1~2m,其沿程增水呈南北小,中間大,即福建沿岸小,向浙江沿岸增大,到杭州灣、長江口一帶達最大,然後往北逐漸減小(見表2)。

(5)台風與其他天氣系統共同作用型。在江河口内的水位站,其增水還受到大量降水的影響。江河洪水下洩,使得河口站潮位升高或潮時推後,造成了江河站增水的特殊性,加大了增水頻率。此類站最明顯的是溫州港,據1950~1990年間資料統計,大于2m增水的達27次。由于此類增水一般多發生在熱帶氣旋登陸之後多時,所以它造成的危害相對小些。

成災因素

風暴潮能否成災,在很大程度上取決于其最大風暴潮位是否與天文潮高潮相疊,尤其是與天文大潮期的高潮相疊。當然,也決定于受災地區的地理位置、海岸形狀、岸上及海底地形,尤其是濱海地區的社會及經濟(承災體)情況。如果最大風暴潮位恰與天文大潮的高潮相疊,則會導緻發生特大潮災,如 8923和 9216号台風風暴潮。 1992年 8月28日至9月1日,受第16号強熱帶風暴和天文大潮的共同影響,我國東部沿海發生了1949年以來影響範圍最廣、損失非常嚴重的一次風暴潮災害。潮災先後波及福建、浙江、上海、江蘇、山東、天津、河北和遼甯等省、市。風暴潮、巨浪、大風、大雨的綜合影響,使南自福建東山島,北到遼甯省沿海的近萬公裡的海岸線,遭受到不同程度的襲擊。受災人口達2000多萬,死亡194人,毀壞海堤1170公裡,受災農田193.3萬公頃,成災33.3萬公頃,直接經濟損失90多億元。

當然,如果風暴潮位非常高,雖然未遇天文大潮或高潮,也會造成嚴重潮災。8007号台風風暴潮就屬于這種情況。當時正逢天文潮平潮,由于出現了5.94米的特高風暴潮位,仍造成了嚴重風暴潮災害。依國内外風暴潮專家的意見,一般把風暴潮災害劃分為四個等級,即特大潮災、嚴重潮災、較大潮災和輕度潮災。

曆史災害

風暴潮災害居海洋災害之首位,世界上絕大多數因強風暴引起的特大海岸災害都是由風暴潮造成的。

在孟加拉灣沿岸,1970年11月13日發生了一次震驚世界的熱帶氣旋風暴潮災害。這次風暴增水超過6米的風暴潮奪去了恒河三角洲一帶30萬人的生命,溺死牲畜50萬頭,使100多萬人無家可歸。1991年4月的又一次特大風暴潮,在有了熱帶氣旋及風暴潮警報的情況下,仍然奪去了13萬人的生命。1959年9月26日,日本伊勢灣頂的名古屋一帶地區,遭受了日本曆史上最嚴重的風暴潮災害。最大風暴增水曾達3.45米,最高潮位達5.81米。當時,伊勢灣一帶沿岸水位猛增,暴潮激起千層浪,洶湧地撲向堤岸,防潮海堤短時間内即被沖毀。造成了5180人死亡,傷亡合計7萬餘人,受災人口達150萬,直接經濟損失852億日元(當年價)。

美國也是一個頻繁遭受風暴潮襲擊的國家,并且和我國一樣,既有飓(台)風風暴潮又有溫帶大風風暴潮。1969年登陸美國墨西哥灣沿岸“卡米爾-Camille”飓風風暴潮曾引起了7.5米的風暴潮,這是迄今為止世界第一位的風暴潮記錄。曆史上,荷蘭曾不止一次被海水淹沒,又不止一次地從海洋裡奪回被淹沒的土地。這些被防潮大堤保護的土地約占荷蘭全部國土的3/4。荷蘭、英國、原蘇聯的波羅的海沿岸、美國東北部海岸和中國的渤海,都是溫帶風暴潮的易發區域。

中國曆史上,由于風暴潮災造成的生命财産損失觸目驚心。1782年清代的一次強溫帶風暴潮,曾使山東無棣至濰縣等7個縣受害。1895年4月28、29日,渤海灣發生風暴潮,毀掉了大沽口幾乎全部建築物,整個地區變成一片“澤國”,“海防各營死者2000餘人”。1922年8月2日一次強台風風暴潮襲擊了汕頭地區,造成特大風暴潮災。

據史料記載和我國著名氣象學家竺可桢先生考證,有7萬餘人喪生,更多的人無家可歸流離失所。這是本世紀以來我國死亡人數最多的一次風暴潮災害。

據《潮州志》載,台風“震山撼嶽,拔木發屋,加以海汐驟至,暴雨傾盆,平地水深丈餘,沿海低下者且數丈,鄉村多被卷入海濤中”。“受災尤烈者,如澄海之外沙,竟有全村人命财産化為烏有”。該縣有一個1萬多人的村莊,死于這次風暴潮災的竟達7000多人。當地政府對此不聞不問,結果流行病橫行,又死了2000多人。記錄到的這次風暴潮值為3.65米,台風風力超過了12級。

上海地區在曆史上也曾發生多起非常嚴重的特大風暴潮災。其中最嚴重的一次發生在1696年,“康熙三十五年六月初一日,大風暴雨如注,時方值亢旱,頃刻溝渠皆溢,歡呼載道。二更餘,忽海嘯,飓風複大作,潮挾風威,聲勢洶湧,沖入沿海一帶地方幾數百裡。寶山縱亘六裡,橫亘十八裡,水面高于城丈許;嘉定、崇明及吳淞、川沙、柘林八、九團等處,漂沒千丈,竈戶一萬八千戶,淹死者共十萬餘人。黑夜驚濤猝至,居人不複相顧,奔竄無路,至天明水退,而積屍如山,慘不忍言”。這是我國風暴潮災害曆史的文字記載中,死亡人數最多的一次。

據統計,漢代至公元1946年的二千年間,我國沿海共發生特大潮災576次,一次潮災的死亡人數少則成百上千,多則上萬及至十萬之多。

中華人民共和國成立後的四十多年中,我國曾多次遭到風暴潮的襲擊,也造成了巨大的經濟損失和人員傷亡。

1956年第12号(Wanda)強台風引起的特大風暴潮,使浙江省淹沒農田40萬畝,死亡人數4629人。

1969年第3号(Viola)強台風登陸廣東惠來,造成汕頭地區特大風暴潮災,汕頭市進水,街道漫水1.5-2米,牛田洋大堤被沖垮。在當地政府及軍隊奮力搶救下,仍有1554人喪生。但較1922年同一地區相同強度的風暴潮,死亡人數減少了98%。

1964年4月5日發生在渤海的溫帶氣旋風暴潮,使海水湧入陸地20至30公裡,造成了1949年以來渤海沿岸最嚴重的風暴潮災。黃河入海口受潮水頂托,浸溢為患,加重了災情,萊州灣地區及黃河口一帶人民生命财産損失慘重。

另一次是1969年4月23日,同一地區的溫帶風暴潮使無棣至昌邑、萊州的沿海一帶海水内侵達30至40公裡。

據統計,1949—1993年的45年中,我國共發生過程最大增水超過1米的台風風暴潮269次,其中風暴潮位超過2米的49次,超過3米的10次。共造成了特大潮災14次,嚴重潮災33次,較大潮災17次和輕度潮災36次。另外,我國渤、黃海沿岸1950—1993年共發生最大增水超過1米的溫帶風暴潮547次,其中風暴潮位超過2米的57次,超過3米的3次。造成嚴重潮災4次,較大潮災6次和輕度潮災61次。台風風暴潮在中國4個海區都有發生,其中以東海最多,占52%,南海次之,占34%,黃海、渤海占14%。

四十多年中,盡管沿海人口急劇增加,但死于潮災的人數已明顯減少,這不能不歸功于我國社會制度的優越和風暴潮預報警報的成功。但随着瀕海城鄉工農業的發展和沿海基礎設施的增加,承災體的日趨龐大,每次風暴潮的直接和間接損失卻正在加重。據統計,中國風暴潮的年均經濟損失已由50年代的1億元左右,增至80年代後期的平均每年約20億元,90年代前期的每年平均76億元,1992和1994年分别達到93.2和157.9億元,風暴潮正成為沿海對外開放和社會經濟發展的一大制約因素。

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