影響我國的重大臺風風暴潮時空分布

侯京明，于福江，原野，付翔

（1. 中國海洋大學 海洋環境學院，山東 青島 266100; 2. 國家海洋環境預報中心，北京 100081）

影響我國的重大臺風風暴潮時空分布

侯京明1,2，于福江2，原野2，付翔2

（1. 中國海洋大學 海洋環境學院，山東 青島 266100; 2. 國家海洋環境預報中心，北京 100081）

統計了1949－2009年間發生在我國大陸沿海的38次達到紅色預警級別的重大臺風風暴潮過程，分析了其在空間、時間上的分布規律。分析結果表明：紅色臺風風暴潮災害的發生次數呈上升趨勢，且多發生在7－9月間，9月最多;長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風風暴潮災害的高風險區。

紅色；臺風風暴潮；時空分布

風暴潮是指由強烈大氣擾動，如熱帶氣旋（臺風或稱颶風）、溫帶氣旋（含寒潮大風）等引起的海面異常升高現象。風暴潮災害居海洋災害之首，世界上絕大多數因臺風引起的特大海岸災害（人員傷亡、財產損失）大都是由風暴潮造成的。

我國政府高度重視風暴潮預報。現階段，海洋預報部門主要根據臺風影響區域內測站的預報總水位和當地防潮警戒潮位的關系來發布風暴潮預警報級別。其中，警戒潮位指沿海發生風暴潮時，受影響沿岸潮位達到某一高度值，人們須警戒并防備潮災發生的指標性潮位值。它的高低與當地防潮工程緊密相關。按照國務院頒發的《風暴潮、海浪、海嘯、海冰應急預案》中的規定，風暴潮預警級別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級，分別表示特別嚴重、嚴重、較重、一般，顏色依次為紅色、橙色、黃色和藍色，其中紅色風暴潮指某驗潮站的總水位超過當地警戒潮位80 cm以上的風暴潮過程。它往往造成上百億元的經濟損失，有時甚至造成嚴重的人員傷亡。

風暴潮的監測、預報必須依靠及時準確的潮位數據，國家海洋環境預報中心現已實現逐分鐘實時接收中國海洋觀測網包含的100多個潮位站數據，同時，在國家“908專項”、“十一五”科技支撐等重大項目的支持下，積累了大量資料。本文采用1949－2009年間達到紅色預警級別的臺風風暴潮(以下簡稱紅色臺風風暴潮)災害影響期間的能收集到的海洋站逐時潮位資料，經過整理，從中篩選了受臺風風暴潮災害影響嚴重的30余個典型潮位站，還包含個別水利系統的潮位站，選取的范圍北起天津塘沽站，南至海南秀英站，基本涵蓋了我國臺風風暴潮的影響區域。

1 空間分布

1.1 引起紅色臺風風暴潮災害的臺風路徑空間分布

如圖1所示產生紅色臺風風暴潮災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，強度都在強熱帶風暴級別以上。38次過程中超強臺風有15次，強臺風有8次，臺風12次，強熱帶風暴3次，其中強臺風以上級別占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風風暴潮災害影響較頻繁的區域有長江口、杭州灣、浙江臺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。這兩個區域也是我國一般風暴潮災害的多發區。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，常常會發生東轉，或北上進入黃海，使山東、江蘇遭受風暴潮災害。

圖 1 紅色臺風風暴潮臺風路徑Fig. 1 Tracks of typhoons which cause red tropical storm surge

1.2 發生紅色臺風風暴潮災害的潮位站空間分布

圖 2 各潮位站達紅色預警級別統計分布圖Fig. 2 Cartogram of stations in red warning level

圖 3 各潮位站達紅色預警級別次數示意圖 Fig. 3 Times of stations in red warning level

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

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

圖2統計了1949－2009年間沿海各潮位站高潮位達到紅色預警級別的次數（超過當地警戒潮位80 cm以上），圖中標出的潮位站均是達到紅色級別的30余站點。圓點越大表示該站達到紅色預警級別的次數越多。圖 3列出達紅色級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中有兩塊區域圓點比較密集，分別是長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年間發生紅色臺風風暴潮災害時各潮位站最大增水的情況，圖中標出的各站都是最大增水超過200 cm的驗潮站，圓點大小表示超過200 cm的次數。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中圓點較密集的兩塊區域和圖2中相吻合。

從上面4張圖中可以看出，受影響較重的區域主要是長江口，浙江臺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所得到的結論基本一致。

風暴增水除與氣旋的路徑、強度、風區范圍有關外，各潮位站所處的岸形對其也有一定影響。雷州半島東岸是個大尺度彎曲海岸，是這里容易出現重大風暴潮的重要原因之一；珠江河口區在臺風季節往往受上游洪水影響，抬高了正常潮位，風暴潮波上傳受阻，與洪水波疊加，即使是較弱的臺風，也會造成災害性的風暴潮高潮位[6]；長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、吳淞、乍浦、健跳、白巖潭、梅花等潮位站。

2 時間分布

2.1 年際分布

圖6統計出1949－2009年間每年紅色臺風風暴潮災害的發生次數。可以看出紅色臺風風暴潮災害的發生頻率呈增多的趨勢。人類活動中大量溫室氣體排放等引起全球平均氣溫升高，已成為世界各國政府和科學界的普遍看法。隨著全球氣候變暖，海平面上升，極端天氣頻繁發生，紅色臺風風暴潮災害也愈加頻繁。

圖 6 1949－2009 年間紅色臺風風暴潮災害發生次數Fig. 6 Frequency of red tropical storm surges during 1949-2009

2.2 月際分布

據統計，7－9月是西北太平洋熱帶氣旋的多發月份，期間出現的熱帶氣旋占全年的 56.3%[7]。我國紅色臺風風暴潮災害也主要發生在7、8、9三個月。雖然8月是熱帶氣旋發生頻數最多月份[7]，但紅色臺風風暴潮發生次數最多的是9月。研究表明，9－10月因為西行、西北行的超強臺風所占的比例增大，同時活動范圍向西北推進，登陸的超強臺風比較多[8]，同時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月共發生了15次紅色過程，有10次是由超強臺風引起的。

圖 7 紅色臺風風暴潮災害在1－12月的發生次數Fig. 7 Frequency of red tropical storm surges during one year

2.3 月分布

從陰歷日期來看紅色臺風風暴潮災害主要發生在各月大潮期的月初和月中2個時段。圖8中，發生次數最多的日期主要集中在農歷初三、十六前后兩個大潮期附近。其中十六發生次數最多。圖 8中，初九和二十七日前后的風暴潮災害主要發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 紅色臺風風暴潮災害在陰歷日期1－30日的發生次數Fig. 8 Frequency of red tropical storm surges during one month

3 風暴增水曲線特征

風暴增水曲線的形態可分為標準型、波動型和混合型3種。標準型增水曲線分為前兆增水、風暴潮主體（激增）和余振3個部分。此種類型的增水，潮位上升較快。激增狀態比較明顯。波動型增水形態是指增水曲線波型比較完整，類似天文潮波。混合型增水形態與標準型的區別是增水曲線上疊加較明顯的波動，增水形態介于標準型和波動型之間[2]。后2種類型的增水，潮位上升趨勢較緩。受地形和登陸點的影響，在紅色臺風風暴潮過程中，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%為標準型，如圖9所示。產生這一現象的原因是影響這一區域的熱帶氣旋一般路徑比較平直，速度較快，影響時間短，激增比較明顯。長江口到福建泉州一帶的受影響較大的潮位站點增水曲線約 70%為波動型和混合型兩種，如圖10。這主要是因為這一帶潮差比較大，天文潮和風暴潮之間的非線性相互作用效應顯著，強風暴增水耦合了天文潮，風暴增水具有明顯的潮周期[9]。

圖 9 標準型增水曲線Fig. 9 Standard surge curve

4 結 語

紅色臺風風暴潮的每次發生，都伴隨巨大的人員傷亡和財產損失。因此非常需要對它進行研究，摸清其發生規律，及時準確做好風暴潮預警報工作，盡量減少損失。通過以上空間和時間上的分析，得出以下結論：（1）受紅色臺風風暴潮影響嚴重的兩個區域是：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）紅色臺風風暴潮災害越來頻繁，發生次數呈上升趨勢。（3）紅色臺風風暴潮災害常發生在天文大潮期間，珠江口、粵西到海南島沿岸例外。（4）紅色臺風風暴潮災害多發生在每年7－9月間，9月發生次數最多。（5）風暴增水曲線特征除了與風暴路徑、地形等因素有關外，與增水和天文潮之間的非線性作用也有重要關系。

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

[1] 葉琳, 于福江. 我國風暴潮災的長期變化與預測 [J]. 海洋預報,2002, 19(1): 89-96.

[2] 項素清, 曹美蘭. 舟山港臺風風暴潮的氣候特征 [J]. 海洋預報,2003, 20(2): 67-73.

[3] 楊桂山. 中國沿海風風暴潮災害的歷史變化及未來趨向 [J]. 自然災害學報, 2000, 9(3): 23-30.

[4] 宋學家. 我國風暴潮災害及其應急管理研究 [J]. 中國應急管理,2009, 8: 12-19.

[5] 樂肯堂. 我國風暴潮災害風險評估辦法的基本問題 [J]. 海洋預報, 1998, 15(3): 38-44.

[6] 馬經廣, 胡建華. 2003年廣東風暴潮分析和預報總結 [J]. 海洋預報, 2004, 21(2): 78-85.

[7] 趙珊珊, 高歌. 西北太平洋熱帶氣旋頻數和強度變化趨勢初探[J]. 應用氣象學報, 2009, 20(5): 555-563.

[8] 黃菲, 許士斌. 西北太平洋超強臺風活動特征及其與ENSO的關系 [J]. 中國海洋大學學報, 2009, 39(5): 883-888.

[9] 孫麗, 陳升. 上海黃浦公園站強風暴潮增水特征分析 [J]. 上海水務, 2009, 25(1): 39-42.

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-重點區域精細化風暴潮預報技術及海峽西岸示范應用（200905013）。

侯京明（1982－），男，在讀碩士研究生，研究方向為風暴潮、海嘯的預警報工作。電子郵箱：houjingming1982@126.com。