張坤蘭，張彥龍，王文娟

(1.國家海洋局秦皇島海洋環(huán)境監(jiān)測中心站，河北秦皇島066002；2.國家海洋局南海預(yù)報中心，廣東廣州510310）

1 引言

風(fēng)暴潮是指由于強烈的大氣擾動引起的海面異常升高現(xiàn)象。河北省滄州沿海位于渤海灣西南岸，岸線走向呈西北、東南方向，岸坡平緩，平均水深約18 m，東北向海域?qū)掗?，是東北風(fēng)的迎風(fēng)岸。滄州沿海因受地理環(huán)境和向岸大風(fēng)及潮汐、潮流的共同影響，一年四季均會發(fā)生不同程度的風(fēng)暴潮。歷史上曾發(fā)生過多次嚴重的風(fēng)暴潮災(zāi)害，尤其臺風(fēng)造成的風(fēng)暴潮，往往伴隨而來的是狂風(fēng)、暴雨和巨浪，在風(fēng)、雨、潮、浪四者同時侵襲而來時，常使海岸附近海水滿溢，海堤決口，農(nóng)田、鹽田被淹，養(yǎng)殖區(qū)被沖，建筑物被毀，人畜傷亡，直接危及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)和威脅沿海居民的生命財產(chǎn)安全。

從誘發(fā)風(fēng)暴潮的天氣系統(tǒng)特征來分類，風(fēng)暴潮可以分為兩類：一類是由臺風(fēng)引起的臺風(fēng)風(fēng)暴潮；另一類是由溫帶氣旋和冷空氣活動而產(chǎn)生的溫帶風(fēng)暴潮。臺風(fēng)風(fēng)暴潮的特點是：來勢兇猛，速度快，強度大，風(fēng)暴潮位較高，破壞力大。溫帶風(fēng)暴潮具有強度弱，移動緩慢和持續(xù)性等特點[1]。形成較嚴重風(fēng)暴潮有兩個重要因素：（1）有利的海岸地形和具有廣闊的海域；（2）強勁而持久的向岸大風(fēng)。眾所周知，臺風(fēng)每年在我國東部和南部沿海登陸較頻繁，而我國北方渤海和黃海主要受溫帶風(fēng)暴潮影響。

受特殊地理位置的影響，滄州沿海既是溫帶風(fēng)暴潮的嚴重受災(zāi)地段，同時又受北上臺風(fēng)的影響，臺風(fēng)風(fēng)暴潮時有發(fā)生。2012年8月3—4日，受強熱帶風(fēng)暴“達維”影響，滄州沿海發(fā)生了災(zāi)害性的臺風(fēng)風(fēng)暴潮和海浪災(zāi)害，滄州沿海遭受到較大的經(jīng)濟損失。據(jù)初步統(tǒng)計，渤海新區(qū)受損的綠化樹木和部分村莊房屋，滄州沿海損毀的港口碼頭、堤壩及受災(zāi)養(yǎng)殖區(qū)和被淹鹽田等直接經(jīng)濟損失大約1.7 億元。從建國以來滄州沿海發(fā)生的致災(zāi)臺風(fēng)風(fēng)暴潮共有6次（見表1），最大風(fēng)暴增水值為236 cm，在滄州沿海造成了重大的風(fēng)暴潮災(zāi)害。因此，了解臺風(fēng)風(fēng)暴潮特征和準(zhǔn)確預(yù)警臺風(fēng)風(fēng)暴潮在渤黃海地區(qū)顯得尤為重要。本文針對臺風(fēng)“達維”北上穿過山東進入渤海灣后，在滄州沿海引發(fā)的一次臺風(fēng)風(fēng)暴潮進行分析，通過對高空和地面天氣圖、臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析，結(jié)合歷史上曾對本地區(qū)產(chǎn)生過嚴重災(zāi)害的臺風(fēng)進行路徑相似分析，為今后類似臺風(fēng)風(fēng)暴潮預(yù)報預(yù)警提供參考。

2 1210號臺風(fēng)“達維”概述

2012年第10號臺風(fēng)“達維”于7月28日20時在日本東京東南方約1330 km的西北太平洋洋面上生成，7月31日早晨在西北太平洋洋面上加強為強熱帶風(fēng)暴，8月1日08 時在日本九州島東南部海面加強為臺風(fēng)，并于2日21時30分前后在江蘇省響水縣陳家港鎮(zhèn)沿海登陸。登陸后，“達維”強度逐漸減弱，3日1 時在江蘇省北部減弱為強熱帶風(fēng)暴，4 時前后進入山東省境內(nèi)，3日9時在山東省境內(nèi)減弱為熱帶風(fēng)暴，中心附近最大風(fēng)力有9 級，最低氣壓為990 hPa，隨后“達維”進入渤海西部海面，4日8時在河北省東北部近海減弱為熱帶低壓，11 時停止編號。

“達維”高緯度生成并西行進入黃海登陸我國，這在歷史上是非常少見的，“達維”也是1949年以來登陸長江以北的最強臺風(fēng)。8月1日“達維”進入日本西南部海面后強度持續(xù)增強，特別是進入黃海以后中心風(fēng)力加強到40 m/s，而該臺風(fēng)7 級風(fēng)圈半徑一直小于200 km?！斑_維”生成后，7月28—30日回旋少動，31日起開始加速，并以每小時30—40 km快速向西偏北方向移動。因此，“達維”具有生成緯度高、強度強、尺度小、移動速度快等特點。

3 天氣形式分析

從8月2日20時500 hPa高空圖上看（見圖1），整個亞歐地區(qū)呈現(xiàn)兩槽一脊的形勢，中緯度地區(qū)河套和渤海之間有短波槽活動，槽前有西南氣流。同時，海上副熱帶高壓勢力較強，位置偏西，覆蓋范圍大，我國東部沿海大部分地區(qū)由副熱帶高壓西側(cè)的偏南氣流控制?！斑_維”在副高邊緣偏南氣流和低壓槽前西南氣流共同影響下，快速向西偏北方向移動。4日08 時（見圖2），西風(fēng)槽減弱東移至東北地區(qū)，海上副高減弱東撤，“達維”移速減慢，向河北省東北方向移去。

8月3日08時地面天氣圖顯示（見圖3），“達維”中心移至36°N，118.2°E山東省中部地區(qū)，中心附近最大風(fēng)速為25 m/s，氣壓為988 hPa，此時渤海中東部水體受偏東風(fēng)的影響，不斷涌入到渤海灣內(nèi)，滄州沿海的增水開始增大。3日20 時（見圖4），受海上副高阻擋“達維”繼續(xù)向北偏西方向移動，主體移至河北滄州地區(qū)，此時段“達維”中心帶來的東北大風(fēng)使得滄州沿海在3日17 時39 分出現(xiàn)了超警戒潮位的高潮位，4日0時滄州沿海的風(fēng)暴增水值也達到最大，同時東北大風(fēng)也在滄州沿海帶來了3.0 m 的災(zāi)害性大浪。

4 風(fēng)暴潮過程及成因分析

4.1 增水過程概述

3日9時“達維”位于山東省境內(nèi)，此時渤海中東部受偏東風(fēng)的影響，水體不斷涌入渤海灣，渤海西部受東北風(fēng)控制，且風(fēng)速不斷增大，處于渤海灣底部的滄州沿海增水不斷增大[2]，這個階段，正好趕上天文潮漲潮時，兩者配合使得滄州沿海的水位快速提高，并在天文高潮時超過警戒潮位，此時滄州沿海的增水值在100 cm 左右。第二個階段，隨著“達維”繼續(xù)北上，中心接近河北滄州地區(qū)，雖然天文潮開始回落，但此階段滄州沿海的東北風(fēng)迅速增大到9 級以上，滄州沿海的增水值波動式繼續(xù)增大，于4日0時達到最大增水值158 cm，在這個階段，滄州沿海的東北大風(fēng)占主導(dǎo)地位。第三個階段，“達維”東北方向移至河北東北部，減弱為熱帶低壓，渤海西部轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，風(fēng)速減弱，渤海灣的水體開始向東回流，滄州沿海的增水也開始回落，在4日5時增水值回落至50 cm以下。

4.2 風(fēng)暴潮成因分析

文章前言提到形成較大風(fēng)暴潮有兩個重要因素：（1）有利的海岸地形和具有廣闊的海域；（2）強勁而持久的向岸大風(fēng)。下面針對這兩方面進行詳細分析。

4.2.1 地理因素

地理因素主要是指海岸線形狀、地理位置等，在同一狀況下，因地理上的差異導(dǎo)致風(fēng)暴潮現(xiàn)象有很大的差別。渤海灣是一個向西凹、呈弧狀的淺水灣，潮流進入灣底，潮波遇岸受阻產(chǎn)生反射波，導(dǎo)致灣底潮位急劇上升。渤海灣東南滄州海岸線與潮流基本垂直，為東北大風(fēng)的迎風(fēng)岸，便于潮波能量集中，另一方面，滄州海岸地勢平坦，河流斷面寬淺，河口呈喇叭狀，易形成涌潮，海水往往沿河口上溯幾十公里，甚至百余公里，這些都構(gòu)成了多潮災(zāi)的地理條件[3]。

4.2.2 大風(fēng)分析

（1）大風(fēng)實況

本文利用滄州監(jiān)測站的風(fēng)速觀測資料進行分析（見圖5）?？梢钥闯?，從8月3日10 時起風(fēng)力增為6 級，此后滄州沿海的風(fēng)速持續(xù)增大，極大風(fēng)力11 級，7 級以上大風(fēng)持續(xù)11 h，6 級以上的大風(fēng)持續(xù)15 h，風(fēng)向均為東北風(fēng)，可見強烈而持久的向岸大風(fēng)是造成這次風(fēng)暴增水的主要因素。

（2）風(fēng)速和氣壓與風(fēng)暴增水過程的相關(guān)關(guān)系

分析此次受“達維”影響的滄州沿海風(fēng)暴增水過程，發(fā)現(xiàn)滄州監(jiān)測站的風(fēng)速和氣壓與增水值大小有一定的相關(guān)關(guān)系[4]。初始階段，滄州沿海的氣壓值持續(xù)走低，風(fēng)力為2—5 級的東北風(fēng)，風(fēng)暴增水值逐漸增大，增水值從20—40 cm 增大到80—100 cm。第二階段，隨著“達維”中心西移至河北滄州地區(qū)，滄州沿海的氣壓值繼續(xù)下降，風(fēng)力增大到10 級，最大風(fēng)速25 m/s，100 cm 以上的風(fēng)暴增水維持了8 h，風(fēng)暴增水值最大為158 cm。第三階段，滄州沿海的氣壓值開始緩慢上升，風(fēng)力逐漸減小，風(fēng)暴增水值逐漸回落[5]（見圖5）。

4.2.3 增水特征分析

從滄州監(jiān)測站的潮位數(shù)據(jù)來看（見圖6），整個增水過程從8月3日10時開始，3日17時39分，滄州海洋環(huán)境監(jiān)測站觀測到了517 cm的高潮位，超當(dāng)?shù)鼐涑蔽?7 cm，此時風(fēng)暴增水值為100 cm，到4日0時達到最大增水158 cm。本次臺風(fēng)風(fēng)暴增水是近幾年來滄州沿海增水幅度最大的一次，向岸的潮流在向岸大浪的配合下，在滄州沿海帶來了一次災(zāi)害嚴重的風(fēng)暴潮過程。

第一，“達維”進入山東境內(nèi)，渤海中東部的偏東大風(fēng)使得大量水體涌入到渤海灣內(nèi)[6]，隨后“達維”中心移至河北滄州地區(qū)，東北大風(fēng)進一步加劇了滄州沿海的增水；第二，此次增水過程正逢天文大潮期，在天文高潮時滄州沿海出現(xiàn)了超警戒潮位的高潮值，但是增水最高值出現(xiàn)在天文高潮后6 h，增水曲線高值和天文潮低潮位疊加在一起，若東北大風(fēng)正值天文潮漲潮時，風(fēng)推潮順，將會出現(xiàn)更高的潮水位；第三，此次風(fēng)暴潮過程也出現(xiàn)了二次增水過程，且第二次增水幅度比第一次更大；第四，滄州沿海的最大增水時間和“達維”中心移至河北滄州地區(qū)基本一致，滄州沿海的最大增水時間是在4日0時，此時“達維”中心移至河北滄州地區(qū)。

5 歷史相似分析

臺風(fēng)是誘發(fā)滄州沿海風(fēng)暴潮的重要原因，這類風(fēng)暴潮多發(fā)生在7、8月份[7]。對建國以來發(fā)生在滄州沿海的致災(zāi)風(fēng)暴潮進行統(tǒng)計（見表1），其中11 次風(fēng)暴潮災(zāi)害，臺風(fēng)風(fēng)暴潮6 次，溫帶風(fēng)暴潮5 次。6次臺風(fēng)風(fēng)暴潮中5 次超過警戒潮位，并且致災(zāi)最嚴重，潮位最高的也由臺風(fēng)風(fēng)暴潮造成，如1997年8月20日臺風(fēng)風(fēng)暴潮，滄州黃驊潮水位達5.95 m，是自1982年黃驊站建立以來觀測到的最高潮位。

表1 1950年以來黃驊港歷次致災(zāi)風(fēng)暴潮簡表[9]

圖7 為6 次北上影響滄州地區(qū)的臺風(fēng)路徑圖，從臺風(fēng)路徑來看：5 次臺風(fēng)穿過山東半島，進入渤海，在其西岸登陸或在遼東半島登陸時，臺風(fēng)中心影響渤海地區(qū)，造成東北大風(fēng)，風(fēng)暴增水疊加在天文潮上，引起災(zāi)害性風(fēng)暴潮[3]；1 次臺風(fēng)經(jīng)黃海在朝鮮半島登陸，在渤海及黃海北部出現(xiàn)強而持久的偏東大風(fēng)，海水在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的風(fēng)海流使海水不斷涌入渤海灣內(nèi)，對于滄州沿海，臺風(fēng)遠距離的水體輸送[8]，疊加在天文高潮上形成致災(zāi)風(fēng)暴潮。由此可見，北上臺風(fēng)路徑也是影響臺風(fēng)風(fēng)暴潮強度的重要因素。

6 結(jié)語

（1）臺風(fēng)風(fēng)暴潮的強度受地形、氣象條件及臺風(fēng)路徑的影響顯著?！斑_維”影響期間是天文大潮期，天文高潮時滄州沿海出現(xiàn)了超警戒潮位的高潮位，而后“達維”中心在滄州沿海帶來的東北大風(fēng)使風(fēng)暴增水值達到最大，“達維”在滄州沿海造成了一次災(zāi)害性的臺風(fēng)風(fēng)暴潮過程；

（2）對歷史上致災(zāi)臺風(fēng)風(fēng)暴潮資料分析，北上臺風(fēng)穿過山東半島，進入渤海西部海面，在其西岸登陸或在遼東半島登陸時，臺風(fēng)中心影響渤海地區(qū)，造成東北大風(fēng)，是引起災(zāi)害性風(fēng)暴潮的主要因素；同時臺風(fēng)的遠距離水體輸送也是滄州沿海致災(zāi)風(fēng)暴潮形成的重要因素。通過研究本地區(qū)臺風(fēng)風(fēng)暴潮及路徑規(guī)律，結(jié)合地理環(huán)境特點，可以提前預(yù)防，及時發(fā)布預(yù)警報，撤離人財物，減少風(fēng)暴潮災(zāi)害帶來的損失。

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