侯京明，于福江，原野，付翔

（1. 中國(guó)海洋大學(xué) 海洋環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266100; 2. 國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京 100081）

影響我國(guó)的重大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮時(shí)空分布

侯京明1,2，于福江2，原野2，付翔2

（1. 中國(guó)海洋大學(xué) 海洋環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266100; 2. 國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心，北京 100081）

統(tǒng)計(jì)了1949－2009年間發(fā)生在我國(guó)大陸沿海的38次達(dá)到紅色預(yù)警級(jí)別的重大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程，分析了其在空間、時(shí)間上的分布規(guī)律。分析結(jié)果表明：紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)呈上升趨勢(shì)，且多發(fā)生在7－9月間，9月最多;長(zhǎng)江口到福建泉州一帶沿海和珠江口到海南島東北部一帶沿海是紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

紅色；臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮；時(shí)空分布

風(fēng)暴潮是指由強(qiáng)烈大氣擾動(dòng)，如熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)或稱颶風(fēng)）、溫帶氣旋（含寒潮大風(fēng)）等引起的海面異常升高現(xiàn)象。風(fēng)暴潮災(zāi)害居海洋災(zāi)害之首，世界上絕大多數(shù)因臺(tái)風(fēng)引起的特大海岸災(zāi)害（人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失）大都是由風(fēng)暴潮造成的。

我國(guó)政府高度重視風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)?，F(xiàn)階段，海洋預(yù)報(bào)部門(mén)主要根據(jù)臺(tái)風(fēng)影響區(qū)域內(nèi)測(cè)站的預(yù)報(bào)總水位和當(dāng)?shù)胤莱本涑蔽坏年P(guān)系來(lái)發(fā)布風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)級(jí)別。其中，警戒潮位指沿海發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)，受影響沿岸潮位達(dá)到某一高度值，人們須警戒并防備潮災(zāi)發(fā)生的指標(biāo)性潮位值。它的高低與當(dāng)?shù)胤莱惫こ叹o密相關(guān)。按照國(guó)務(wù)院頒發(fā)的《風(fēng)暴潮、海浪、海嘯、海冰應(yīng)急預(yù)案》中的規(guī)定，風(fēng)暴潮預(yù)警級(jí)別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級(jí)，分別表示特別嚴(yán)重、嚴(yán)重、較重、一般，顏色依次為紅色、橙色、黃色和藍(lán)色，其中紅色風(fēng)暴潮指某驗(yàn)潮站的總水位超過(guò)當(dāng)?shù)鼐涑蔽?0 cm以上的風(fēng)暴潮過(guò)程。它往往造成上百億元的經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)甚至造成嚴(yán)重的人員傷亡。

風(fēng)暴潮的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)必須依靠及時(shí)準(zhǔn)確的潮位數(shù)據(jù)，國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)逐分鐘實(shí)時(shí)接收中國(guó)海洋觀測(cè)網(wǎng)包含的100多個(gè)潮位站數(shù)據(jù)，同時(shí)，在國(guó)家“908專項(xiàng)”、“十一五”科技支撐等重大項(xiàng)目的支持下，積累了大量資料。本文采用1949－2009年間達(dá)到紅色預(yù)警級(jí)別的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮(以下簡(jiǎn)稱紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮)災(zāi)害影響期間的能收集到的海洋站逐時(shí)潮位資料，經(jīng)過(guò)整理，從中篩選了受臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害影響嚴(yán)重的30余個(gè)典型潮位站，還包含個(gè)別水利系統(tǒng)的潮位站，選取的范圍北起天津塘沽站，南至海南秀英站，基本涵蓋了我國(guó)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮的影響區(qū)域。

1 空間分布

1.1 引起紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)路徑空間分布

如圖1所示產(chǎn)生紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的熱帶氣旋大都在菲律賓以東洋面生成，然后向西北方向行進(jìn)，強(qiáng)度都在強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級(jí)別以上。38次過(guò)程中超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)有15次，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)有8次，臺(tái)風(fēng)12次，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴3次，其中強(qiáng)臺(tái)風(fēng)以上級(jí)別占61%。

圖1中的氣旋路徑可劃分為3種類型。第一種，登陸粵西、雷州半島、海南島北部，如“5526”“6508” “8908”；第二種，登陸浙江福建兩省，如“9417” “9608” “9711”；第三種，近海轉(zhuǎn)向型，如“8114” “8310” “0014”。 前兩種所占比例較大，約為84%。

圖中可以看出受紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害影響較頻繁的區(qū)域有長(zhǎng)江口、杭州灣、浙江臺(tái)州到福建泉州一帶沿海；以及粵西、雷州半島、海南島東北部一帶沿海。這兩個(gè)區(qū)域也是我國(guó)一般風(fēng)暴潮災(zāi)害的多發(fā)區(qū)。另外，第一種類型的氣旋路徑比較平直；而第二種類型的氣旋路徑分布范圍較廣，并且登陸后受高壓影響，常常會(huì)發(fā)生東轉(zhuǎn)，或北上進(jìn)入黃海，使山東、江蘇遭受風(fēng)暴潮災(zāi)害。

圖 1 紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮臺(tái)風(fēng)路徑Fig. 1 Tracks of typhoons which cause red tropical storm surge

1.2 發(fā)生紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的潮位站空間分布

圖 2 各潮位站達(dá)紅色預(yù)警級(jí)別統(tǒng)計(jì)分布圖Fig. 2 Cartogram of stations in red warning level

圖 3 各潮位站達(dá)紅色預(yù)警級(jí)別次數(shù)示意圖 Fig. 3 Times of stations in red warning level

圖 4 各潮位站最大增水（超200 cm）統(tǒng)計(jì)分布圖Fig. 4 Cartogram of stations with surge over 200 cm

圖 5 各潮位站最大增水（超200 cm）次數(shù)示意圖Fig. 5 Times of stations with surge over 200 cm

圖2統(tǒng)計(jì)了1949－2009年間沿海各潮位站高潮位達(dá)到紅色預(yù)警級(jí)別的次數(shù)（超過(guò)當(dāng)?shù)鼐涑蔽?0 cm以上），圖中標(biāo)出的潮位站均是達(dá)到紅色級(jí)別的30余站點(diǎn)。圓點(diǎn)越大表示該站達(dá)到紅色預(yù)警級(jí)別的次數(shù)越多。圖 3列出達(dá)紅色級(jí)別最多或較多的潮位站，其中，琯頭站9次，其次湛江站7次。圖2中有兩塊區(qū)域圓點(diǎn)比較密集，分別是長(zhǎng)江口到福建泉州一帶沿海和珠江口到雷州半島東岸一帶沿海。

圖4表示的是1949－2009年間發(fā)生紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害時(shí)各潮位站最大增水的情況，圖中標(biāo)出的各站都是最大增水超過(guò)200 cm的驗(yàn)潮站，圓點(diǎn)大小表示超過(guò)200 cm的次數(shù)。圖5列出最大增水超200 cm最多或較多的潮位站，湛江站最多是6次，其次鰲江站5次。圖4中圓點(diǎn)較密集的兩塊區(qū)域和圖2中相吻合。

從上面4張圖中可以看出，受影響較重的區(qū)域主要是長(zhǎng)江口，浙江臺(tái)州到福建泉州一帶沿海；珠江口、粵西到雷州半島東部、海南島東北部一帶沿海。和圖1所得到的結(jié)論基本一致。

風(fēng)暴增水除與氣旋的路徑、強(qiáng)度、風(fēng)區(qū)范圍有關(guān)外，各潮位站所處的岸形對(duì)其也有一定影響。雷州半島東岸是個(gè)大尺度彎曲海岸，是這里容易出現(xiàn)重大風(fēng)暴潮的重要原因之一；珠江河口區(qū)在臺(tái)風(fēng)季節(jié)往往受上游洪水影響，抬高了正常潮位，風(fēng)暴潮波上傳受阻，與洪水波疊加，即使是較弱的臺(tái)風(fēng)，也會(huì)造成災(zāi)害性的風(fēng)暴潮高潮位[6]；長(zhǎng)江口到福建泉州增水大的潮位站大都位于河口或者海灣附近，地形有利于增水。如沙埕、瑞安、鰲江、健跳、海門(mén)、吳淞、乍浦、健跳、白巖潭、梅花等潮位站。

2 時(shí)間分布

2.1 年際分布

圖6統(tǒng)計(jì)出1949－2009年間每年紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)?？梢钥闯黾t色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的發(fā)生頻率呈增多的趨勢(shì)。人類活動(dòng)中大量溫室氣體排放等引起全球平均氣溫升高，已成為世界各國(guó)政府和科學(xué)界的普遍看法。隨著全球氣候變暖，海平面上升，極端天氣頻繁發(fā)生，紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害也愈加頻繁。

圖 6 1949－2009 年間紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生次數(shù)Fig. 6 Frequency of red tropical storm surges during 1949-2009

2.2 月際分布

據(jù)統(tǒng)計(jì)，7－9月是西北太平洋熱帶氣旋的多發(fā)月份，期間出現(xiàn)的熱帶氣旋占全年的 56.3%[7]。我國(guó)紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害也主要發(fā)生在7、8、9三個(gè)月。雖然8月是熱帶氣旋發(fā)生頻數(shù)最多月份[7]，但紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮發(fā)生次數(shù)最多的是9月。研究表明，9－10月因?yàn)槲餍小⑽鞅毙械某瑥?qiáng)臺(tái)風(fēng)所占的比例增大，同時(shí)活動(dòng)范圍向西北推進(jìn)，登陸的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)比較多[8]，同時(shí)9月也是東部沿海一年中天文潮較高的月份。圖7中，1949－2009年間9月共發(fā)生了15次紅色過(guò)程，有10次是由超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)引起的。

圖 7 紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害在1－12月的發(fā)生次數(shù)Fig. 7 Frequency of red tropical storm surges during one year

2.3 月分布

從陰歷日期來(lái)看紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害主要發(fā)生在各月大潮期的月初和月中2個(gè)時(shí)段。圖8中，發(fā)生次數(shù)最多的日期主要集中在農(nóng)歷初三、十六前后兩個(gè)大潮期附近。其中十六發(fā)生次數(shù)最多。圖 8中，初九和二十七日前后的風(fēng)暴潮災(zāi)害主要發(fā)生在粵西到海南島東北部沿海一帶，此地的潮差較小，受天文潮影響較小。

圖 8 紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害在陰歷日期1－30日的發(fā)生次數(shù)Fig. 8 Frequency of red tropical storm surges during one month

3 風(fēng)暴增水曲線特征

風(fēng)暴增水曲線的形態(tài)可分為標(biāo)準(zhǔn)型、波動(dòng)型和混合型3種。標(biāo)準(zhǔn)型增水曲線分為前兆增水、風(fēng)暴潮主體（激增）和余振3個(gè)部分。此種類型的增水，潮位上升較快。激增狀態(tài)比較明顯。波動(dòng)型增水形態(tài)是指增水曲線波型比較完整，類似天文潮波?；旌闲驮鏊螒B(tài)與標(biāo)準(zhǔn)型的區(qū)別是增水曲線上疊加較明顯的波動(dòng)，增水形態(tài)介于標(biāo)準(zhǔn)型和波動(dòng)型之間[2]。后2種類型的增水，潮位上升趨勢(shì)較緩。受地形和登陸點(diǎn)的影響，在紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中，珠江口、粵西一直到海南島東北部海域受影響較大的潮位站增水曲線約80%為標(biāo)準(zhǔn)型，如圖9所示。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是影響這一區(qū)域的熱帶氣旋一般路徑比較平直，速度較快，影響時(shí)間短，激增比較明顯。長(zhǎng)江口到福建泉州一帶的受影響較大的潮位站點(diǎn)增水曲線約 70%為波動(dòng)型和混合型兩種，如圖10。這主要是因?yàn)檫@一帶潮差比較大，天文潮和風(fēng)暴潮之間的非線性相互作用效應(yīng)顯著，強(qiáng)風(fēng)暴增水耦合了天文潮，風(fēng)暴增水具有明顯的潮周期[9]。

圖 9 標(biāo)準(zhǔn)型增水曲線Fig. 9 Standard surge curve

4 結(jié) 語(yǔ)

紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮的每次發(fā)生，都伴隨巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此非常需要對(duì)它進(jìn)行研究，摸清其發(fā)生規(guī)律，及時(shí)準(zhǔn)確做好風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)工作，盡量減少損失。通過(guò)以上空間和時(shí)間上的分析，得出以下結(jié)論：（1）受紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮影響嚴(yán)重的兩個(gè)區(qū)域是：珠江口、粵西和雷州半島東部到海南島東北部一帶沿海；上海到福建泉州一帶沿海。（2）紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害越來(lái)頻繁，發(fā)生次數(shù)呈上升趨勢(shì)。（3）紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害常發(fā)生在天文大潮期間，珠江口、粵西到海南島沿岸例外。（4）紅色臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害多發(fā)生在每年7－9月間，9月發(fā)生次數(shù)最多。（5）風(fēng)暴增水曲線特征除了與風(fēng)暴路徑、地形等因素有關(guān)外，與增水和天文潮之間的非線性作用也有重要關(guān)系。

圖 10 波動(dòng)型和混合型增水曲線Fig. 10 Wavy surge curve and mixed surge curve

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Spatial and temporal distribution of red tropical storm surge disasters in China

HOU Jing-ming1,2, YU Fu-jiang2, YUAN Ye2, FU Xiang2

(1. College of Physical and Environmental Oceanography, Ocean University of China, Qingdao 266100, China;
2. National Marine Environmental Forecasting Center, Beijing 100081, China)

This paper gives the statistics of 38 red tropical storm surge disasters which happened along the China coast from 1949 to 2009，and analyzes the spatial and temporal distribution of these disasters. The results show that the severity of these disasters, which tended to happen in September, has increased in last two decades; two areas are seriously affected by the red tropical storm surge disasters: Shanghai to Quanzhou coast area, and the Zhujiang Estuary to northeast-Hainan coast area.

red; tropical storm surge; spatial and temporal distribution

P731.23

A

1001-6932(2011)05-0535-05

2010-10-06；

2011-04-01

海洋公益-重點(diǎn)區(qū)域精細(xì)化風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)技術(shù)及海峽西岸示范應(yīng)用（200905013）。

侯京明（1982－），男，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)轱L(fēng)暴潮、海嘯的預(yù)警報(bào)工作。電子郵箱：houjingming1982@126.com。