基本介紹
- 中文名：風暴潮災害
- 外文名：storm-tide disaster
- 學科：自然災害與防治
- 別稱：“風暴增水”、“風暴海嘯”
- 原因：颱風、溫帶氣旋、冷鋒的強風作用
- 後果：超過正常潮位，造成巨大破壞
簡介,主要特點,中國風暴潮災害情況,形成機制,強弱等級,風暴潮災害預報研究,
簡介
因風暴潮造成的災害。風暴潮又稱風暴增水、氣象海嘯、風暴海嘯。中國歷史文獻中稱為海溢、海嘯、海侵、大海潮等。風暴潮由強烈大氣擾動，如熱帶氣旋（颱風、颶風）、溫帶氣旋等引起的海面異常升高現象。國內外學者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引起的颱風（在北美和印度洋稱為颶風）風暴潮和由溫帶氣旋引起的溫帶風暴潮兩大類。風暴潮的空間範圍一般為幾十千米到上千千米，時間尺度或周期約1～100小時。但有時風暴潮影響區域隨大氣擾動因素的移動而移動，因此有時一次風暴潮過程可影響幾千千米的海岸區域，影響時間長達數天之久。風暴潮引起的海水水位升高一般為1～3米，最大達7米左右。
主要特點
風暴潮所形成的災害, 有著下列幾個特點：
( 1 ) 共生性。海洋風暴潮的產生是與颱風或熱帶氣旋的形成, 移動,中心氣壓值的大小,大風半徑的尺度等密切相關。因此, 颱風災害中的所有特點都應在風暴潮災中反映出來, 包括它們所產生的季節性與區域性。
( 2 ) 依賴性。由於具有共生性的特點,因此在進行風暴潮災害的預防過程中，颱風中的任何變化都將極大地限制風暴潮的發生髮展。由於颱風環境場或颱風木身條件的突變,颱風風場大小、路徑都會發生急劇的變化，尤其南海颱風更是如此,從而造成受擾地區、時間及程度上的複雜變化。
( 3 ) 複雜性。風暴潮災害的真正效應不僅在於反映了氣象的擾動，還反映了近岸地形的變化, 狹灣處，由於地形的收縮作用,風暴潮孤立波將在這裡產生增幅效應，孤立波在河道上的傳播也會引起波型的改變; 風暴潮波與天文潮水位之間, 更有非線性的禍合作用而顯示出多種的風暴潮增水形式。往在產生這樣的問題，對颱風的數值預報來說, 也許在某種空間尺度上其精度巳是足夠的，但對風暴潮的預報來說，這種尺度所顯示出來的結果卻可能是千差萬別的。因此，不同的颱風會有不同的暴潮增水，不同的地方也有不同的增水規律，可能的影響因子有上十種的組合，從而構成了風潮災害預測的複雜性。
( 4 ) 綜合性。風暴潮災害的形成，有著與其他災害形成的共性。隨著社會環境的複雜化，經濟的不斷發展，一方面災害激烈化，擴大化，同時也有可能發生新的災害現象。要研究風潮災害的形成及發展，不僅要異常重視自然現象和由此造成的直接災害問題，而且還應該重視次生性的社會影響問題，即人的行為所引起的災害。比如，風潮災害的情報通訊與傳遞問題，風潮災害發生時人們應採取的行動及其控制等。因此，防災研究應是自然科學與社會科學的結合,，是一種綜合性的問題。
中國風暴潮災害情況
據不完全統計，僅公元前48 年至公元1949 年的近2 000 年間，有較詳細記載的特大風暴潮災害就有576 次，平均不到4 年就有一次，每次造成的死亡人數少則過千，多則數萬至10 多萬。40 年來，我國沿岸風暴潮災害每年造成的直接經濟損失已由1950 年代的平均1 億元左右，增加到1980 年代後期的20 億元左右。2008 年，我國共發生風暴潮過程25 次，死亡人數56 人，直接經濟損失192. 24 億元。隨著我國沿海地區人口密度的增加和經濟的迅猛發展，風暴潮災害造成的損失呈上升趨勢，已位居我國各種海洋災害之首。
形成機制
風暴潮災害的形成與承載體的脆弱性及孕災環境息息相關，從觀測統計學、瞬變渦動能量學和中尺度數值模擬角度，可深入研究海洋風暴形成的氣候特徵及可能的動力學機制； 要在分析風暴潮自身特徵的基礎上，加強影響風暴潮產生因素的研究，如海洋在自身不同熱力結構下對熱帶氣旋的回響研究，熱帶氣旋與風暴潮發生頻次的關係研究，沿岸地形和海底的深度和形狀對風暴潮的高度影響研究，或針對某次風暴潮災害進行分析研究等，可全面了解風暴潮的形成機理。
風暴潮災害是天文潮、颱風、氣象因素、寒潮大風等因素交叉作用的結果 。颱風是誘發水位異常變化的強迫力，是颱風風暴潮形成的主要因素，寒潮大風也是誘因之一。持續的向岸大風是誘發風暴潮的主要氣象因素。強颱風風暴潮可以使海平面上升5 ～ 6 m，使影響海區的潮位大大超過正常潮位，當風暴潮和天文大潮高潮位相遇時，會使水位暴漲、導致潮水漫溢、海堤潰決、沖毀房屋，造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。
強弱等級
根據增水高度強弱不同分為四個等級：①風暴增水，增水值小於1米；②弱風暴潮，增水值1～2米；③強風暴潮，增水值2～3米；④特強風暴潮，增水值3米以上。風暴潮是破壞作用特彆強烈的海洋災害，若與天文大潮同時發生，二者疊加，往往挾狂風惡浪，以排山倒海之勢猛撲海岸或溯江河而上，使濱海地區潮水暴漲，甚至沖毀或漫過海堤、江堤，吞噬城鎮、村莊、碼頭、工廠，淹沒耕地，造成特別嚴重的人員傷亡和財產損失；有時風暴潮還引起崩塌、滑坡，進一步加劇災害的破壞損失程度。中國風暴潮災害分布廣泛，幾乎遍及整個沿海地區；但災害較嚴重的地區主要包括：渤海灣至萊州灣沿海、長江口和杭州灣、浙江中部沿海、福建北部沿海、廣西沿海地區。
風暴潮災害預報研究
風暴潮的預報數值模擬技術包括三個方面的內容：一是颱風氣壓場、風場的模擬，二是颱風增水的模擬，三是天文潮與增水的耦合模型! 顯然，三者有著緊密聯繫，其預報精度取決於各自的模擬精度。 同時從減災備災的角度看，風暴潮災害預報除了對預報精度的要求外，另一個重要指標就是時效性[11] 。颱風運動具有多變性，因此對颱風增水預報的預見期不能很長。從提高精度、增加時效等幾個方面考慮，目前大多數較為先進的模型都在朝著颱風雲圖—風暴增水一體化數值預報模式發展，模型通過衛星雲圖接受系統獲得颱風信息，實時計算颱風可能路徑和颱風增水，結合決策支持系統，形成防治風暴潮災害的預警系統。
要進行風暴潮的數值預報，高性能的數值模型是關鍵。目前，國內外的有關研究已取得大量的相關成果，其主要進展表現在如下幾個方面：
第一，採用天文潮和風暴潮耦合技術，考慮二者間的非線性效應，提高增水預報的精度。
第二，採用描述在氣壓場、風場作用下的風暴潮基本方程，進行數值求解! 與傳統的經驗統計方法比較，綜合利用數值模型與統計模型的各自優勢，客觀地反映颱風增水的空間分布和時變過程。
第三，對於我國具體海岸風暴潮的發生髮展特定規律進行分析，根據中國海域的地理特徵，對東中國海和南中國海分別建立模型。採用二級嵌套格線，保證對岸邊淺水區地形有較高的解析度。結合我國一些沿海地區泥沙輸移強度大、地形變化劇烈的特點，
許多模型採用動邊界技術，對颱風增水引起的灘涂淹沒進行較準確地反映。
第四，隨著國家實力的增強和科技水平的提高，風暴潮的實際觀測資料收集漸趨豐富，通過儘量取得可靠實測資料對數值模型進行驗證，包括模型在模擬颱風氣壓分布、颱風風速、沿岸颱風增水等的多重驗證，達到與實測值吻合良好、數值模型精度大幅度提高。
第五，充分利用數值模型在操作上和條件變化上的靈活性，增加模型的動態特徵，一些模型可動態跟蹤颱風中心的移動，隨時調整颱風參數，減少因颱風移動不確定性所引起的預報誤差。
第六，隨著計算機技術的廣泛套用，數值模擬技術已逐步進入一些風暴潮防災減災的實際決策過程，大多數模型都在朝著系統化、集成化、通用化的方向發展，模型的研究開發大多都在考慮基層工程師的普遍套用。典型的風暴潮災害都是天文大潮遭遇強颱風引起的。 因此，天文潮的準確預報是風暴潮預報預警的關鍵技術。 針對天文潮預報的重要性及沿海、河口水利部門對天文潮準確預報的迫切性，河海大學開發了天文潮高精度預報技術。該預報模型採用自動分潮最佳化技術，從306個分潮中選擇對預報站有效的分潮組成分潮系列，求其調和常數。
