基本介紹
- 中文名：颱風風暴潮
- 外文名：Typhoon storm surge
- 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
風暴潮概述,風暴潮的主要特徵,風暴潮的分類,風暴潮成災因素,風暴潮歷史災害,東南沿海颱風風暴潮特點及其變化規律,增水時間與變化特點,增水高度與颱風路徑,
風暴潮概述
颱風風暴潮，多見於夏秋季節。其特點是：來勢猛、速度快、強度大、破壞力強。凡是有颱風影響的海洋國家、沿海地區均有颱風風暴潮發生。
風暴潮的主要特徵
風暴潮指由強烈大氣擾動，如熱帶氣旋（颱風、颶風）、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徵。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”，在我國歷史文獻中又多稱為“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里至上千公里，時間尺度或周期約為1-100小時，介於地震海嘯和低頻天文潮波之間。但有時風暴潮影響區域隨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里的海岸區域，影響時間多達數天之久。
風暴潮的分類
國內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颱風風暴潮（或稱熱帶風暴風暴潮，在北美稱為颶風風暴潮，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。
我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倖免。國內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號強颱風（國際上稱為Joe颱風）引起的風暴潮，稱為8007颱風風暴潮或Joe風暴潮；由1969年登入北美的Camille颶風引起的風暴潮，稱為Camille風暴潮等。
風暴潮成災因素
風暴潮能否成災，在很大程度上取決於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，也決定於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，則會導致發生特大潮災，如 8923和 9216號颱風風暴潮。 1992年 8月28日至9月1日，受第16號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、河北和遼寧等省、市。風暴潮、巨浪、大風、大雨的綜合影響，使南自福建東山島，北到遼寧省沿海的近萬公里的海岸線，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公里，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號颱風風暴潮就屬於這種情況。當時正逢天文潮平潮，由於出現了5.94米的特高風暴潮位，仍造成了嚴重風暴潮災害。依國內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。
風暴潮歷史災害
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米的風暴潮奪去了恆河三角洲一帶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，遭受了日本歷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，防潮海堤短時間內即被沖毀。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，並且和我國一樣，既有颶（台）風風暴潮又有溫帶大風風暴潮。1969年登入美國墨西哥灣沿岸“卡米爾-Camille”颶風風暴潮曾引起了7.5米的風暴潮，這是迄今為止世界第一位的風暴潮記錄。歷史上，荷蘭曾不止一次被海水淹沒，又不止一次地從海洋里奪回被淹沒的土地。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。
中國歷史上，由於風暴潮災造成的生命財產損失觸目驚心。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日一次強颱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楨先生考證，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，颱風“震山撼岳，拔木髮屋，加以海汐驟至，暴雨傾盆，平地水深丈余，沿海低下者且數丈，鄉村多被捲入海濤中”。“受災尤烈者，如澄海之外沙，竟有全村人命財產化為烏有”。該縣有一個1萬多人的村莊，死於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，颱風風力超過了12級。
上海地區在歷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。二更余，忽海嘯，颶風復大作，潮挾風威，聲勢洶湧，沖入沿海一帶地方幾數百里。寶山縱亘六里，橫亘十八里，水面高於城丈許；嘉定、崇明及吳淞、川沙、柘林八、九團等處，漂沒千丈，灶戶一萬八千戶，淹死者共十萬餘人。黑夜驚濤猝至，居人不復相顧，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歷史的文字記載中，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號（Wanda）強颱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號（Viola）強颱風登入廣東惠來，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，牛田洋大堤被衝垮。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公里，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財產損失慘重。
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內侵達30至40公里。
據統計，1949—1993年的45年中，我國共發生過程最大增水超過1米的颱風風暴潮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。
四十多年中，儘管沿海人口急劇增加，但死於潮災的人數已明顯減少，這不能不歸功於我國社會制度的優越和風暴潮預報警報的成功。但隨著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年分別達到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。
東南沿海颱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，均有利於風暴潮能量集中，導致東南沿海風暴潮強度增大。研究利用1949～1990年的颱風增水資料，得出了連雲港至汕頭之間各站的颱風增水特徵。
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著十分密切的關係，它們制約著最大增水出現的時間，從而形成了港口各自的特點。
各港口颱風增水類型可分為標準型、多峰值型、波動型、圖形對稱相似型四種類型；研究將颱風增水按輕度(≤0.49m)、較大(0.50～0.99)、嚴重(1.00～1.49m、1.50～1.99m)、特大(≥2m、≥3m)六個級別統計，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颱風風暴潮特點。
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、水深和颱風的強度、路徑有關，它們制約著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、寧波、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.有的在熱帶氣旋登入前，有的在熱帶氣旋登入後，多數站在熱帶氣旋登入前、後的0～6h內，個別的略長些。
這18個站中，只有連雲港最大增水出現時間與颱風登入時間間隔較長，大多在颱風登入後多時，但最遲不超過24h。其時間間隔的長短與熱帶氣旋登入地點、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號颱風在上海崇明登入，連雲港的最大增水發牛在颱風登入後19個小時。而坎門則在颱風登入前較長時間。如7209號颱風最大增水發生在颱風登入前13個小時。其餘16個港口多數的最大增水均在熱帶氣旋登入前後0～6h內，其中呂泗、海門、沙埕、三沙、崇武、東山多在登入前，廈門、汕頭多在登入時，吳淞、乍浦、寧波、馬尾、平潭多在登入後。
溫州港最大增水多數在颱風登入後約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個颱風影響溫州港，其中海上轉向的23個，占43.4%，颱風登入前產生最大增水的有12個，占22.6%，颱風登入後產生最大增水的有18個，占34.0%，而最大增水發生在登入前後0～6h的有27個，占登入總數的90.0%。
增水高度與颱風路徑
根據東南沿海颱風增水資料分析，颱風增水可分為五種情況(如圖1所示)：
圖1 颱風路徑圖
圖1 颱風路徑圖(1)颱風在前進方向上正面登入，這是產生較大增水的主要類型。如5612號颱風在浙江象山登入，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，寧波為2.51m。若熱帶氣旋穿過台灣後第.次登入福建則產生的增水較弱。
(2)海上打轉型。如7203號颱風於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入，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)側面登入型。如7701號強熱帶風暴，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，於6月16日在福建福安登錄。此類颱風增水為中等程度，約為1m左右；在登入點上方的敖江最大增水為116m，登入點下方的二沙為0.58m。
表1 平行於海岸的颱風沿程最大增水
表1 平行於海岸的颱風沿程最大增水(4)海上經過型。此類颱風在東海較多，影響整個海區的沿岸港口，按其路徑可分為兩大類：①略平行於海岸的直線型。如7707、7815號強熱帶風暴和7909、8104號颱風等，各港口增水情況為：颱風強的增水大，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拋物線型。如7910、8114、8310號颱風等，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入。此類颱風對東海沿岸的影響，僅次於西北行的登入颱風，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)。
表2 路徑為拋物線型的颱風沿程增水
表2 路徑為拋物線型的颱風沿程增水(5)颱風與其他天氣系統共同作用型。在江河口內的水位站，其增水還受到大量降水的影響。江河洪水下泄，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，大於2m增水的達27次。由於此類增水一般多發生在熱帶氣旋登入之後多時，所以它造成的危害相對小些。
