浙江沿海2010“10.25”溫帶風暴潮災害特征及成因分析

丁駿，王晶，王勤

（1.浙江大學，浙江杭州310058；2.浙江省海洋監(jiān)測預報中心，浙江杭州310012）

浙江沿海2010“10.25”溫帶風暴潮災害特征及成因分析

丁駿1，2，王晶1，2，王勤2

（1.浙江大學，浙江杭州310058；2.浙江省海洋監(jiān)測預報中心，浙江杭州310012）

2010年10月25—29日，浙江省沿岸遭受了本海區(qū)近10年來最強溫帶風暴潮襲擊，浙江北部沿海部分岸段出現超過當地警戒潮位的高潮位，寧波鎮(zhèn)海、舟山定海和沈家門部分沿岸地區(qū)出現漫灘和內澇等險情。本文根據實況天氣圖、實況觀測資料和實況分析資料，分析了10.25溫帶風暴潮的成因、特點，為今后預報此類風暴潮提供一些可借鑒的預報經驗。

溫帶風暴潮；漫灘；內澇；成因分析

1 引言

2010年10月25—29日，北方強冷空氣來襲，此次持續(xù)的冷空氣過程也是2010年入秋以來浙江遭遇的最強冷空氣，浙江沿海海面連續(xù)5天都出現了8—10級的大風，其中，浙江嵊山站、南麂站、大陳站都觀測到了27—28 m/s（10級）的最大風速。同時，肆虐的冷空氣還給浙江沿岸海域帶來了近十年來最強溫帶風暴潮。在此次溫帶風暴潮過程中，影響最為嚴重的地區(qū)是杭州灣沿岸和浙江北部沿海，當地多個驗潮站實測潮位均比正常潮位偏高100 cm以上，其增水幅度已達中等臺風風暴潮級別。此次強冷空氣引發(fā)的溫帶風暴潮災害對浙江海島和沿岸地區(qū)居民的生活造成較嚴重的影響。海水的入侵和倒灌造成寧波鎮(zhèn)海、舟山定海和沈家門部分沿岸地區(qū)出現漫灘和內澇等險情（見圖1）。舟山海濱公園原本供市民休憩和遠眺的觀海平臺被一片汪洋包圍；鎮(zhèn)海漁船碼頭的水產品來不及轉移已經被潮水所淹沒；鎮(zhèn)海沿江路上的居民小區(qū)由于海水從下水道倒灌，造成嚴重內澇；海上持續(xù)的大風浪還造成了舟山和寧波地區(qū)大部分輪渡航班連續(xù)多日停航。

圖1 舟山海濱公園和鎮(zhèn)海漁船碼頭被海水淹沒的情形

國內已有很多專家學者開展溫帶風暴潮的研究，王喜年[1]（2005）介紹了我國溫帶風暴潮的時空分布特征及其預報方法；于福江[2]等（2002）對影響連云港的幾次溫帶風暴潮過程進行模擬并建立了溫帶風暴潮數值預報模型；王世彬[3]對2009年“04.15”溫帶風暴潮過程預報及成因進行了詳細分析；葉鳳娟[4]對天津沿海的一次溫帶風暴潮的影響及特征進行了詳細分析。本文根據實況天氣分析圖、實況水文、氣象觀測資料，分析了2010年“10.25”溫帶風暴潮的成因、特點，為今后預報此類風暴潮提供一些可借鑒的經驗。

2 “10.25”溫帶風暴潮過程氣象、海洋要素實況分析

2.1 天氣形勢分析

10月25日08時的500 hPa高空天氣圖上,整個亞歐地區(qū)呈現一槽一脊的天氣形勢,槽線位于113°—120°E之間,東北西南走向,溫度槽落后于高度槽,有冷平流輸送，從10月25日和26日的地面形勢圖（見圖2—3）可以看出，10月25日08時左右，冷鋒鋒面進入浙江北部海域，至26日08時冷空氣主體已經侵入整個浙江海域，由于1014號臺風的頂托作用，25日下午到26日浙江海域及沿海地區(qū)一直維持著氣壓梯度密集帶。

圖2 實況天氣圖

圖3 實況天氣圖

2.2 風、浪實況

10月25日早晨起浙江海域風力大增，下午開始沿岸地區(qū)和外海海域出現了8—9級陣風10—11級的東北大風，平均風7級以上大風持續(xù)時間超過36 h。浙江的大陳、南麂站觀測到了28 m/s（10級）的最大風速，嵊山站觀測到了27 m/s（10級）的最大風速。浙江北部沿海7級以上的東北大風一直持續(xù)到27日,南部沿海一直持續(xù)到29日。

10月25日上午起浙江海域的風浪顯著增大,下午出現4 m巨浪，26日出現6 m狂浪，25—29日浙江海域一直維持4 m以上巨浪。本次過程我省海域南北兩個海上浮標都觀測到了5.9 m的最大有效波高和9.5 m的最大波高，沿岸地區(qū)也出現了2—3的有效波高。由冷空氣引發(fā)這么大的波高在近10年以來也是罕見的。浙江海域QF205和QF207浮標冷空氣過程風力和波高見圖4—5。

圖4 浙江北部QF207浮標風速和波高

圖5 浙江南部QF205浮標風速和波高

2.3 風暴潮實況特征分析

實況觀測數據顯示,本次溫帶風暴潮過程最大增水出現在杭州灣沿岸，杭州灣北岸的澉浦站最大增水達143 cm，乍浦站達141 cm，杭州灣南岸的鎮(zhèn)海站為107 cm，浙江中南部沿海岸段過程最大增水也都接近100 cm，是近10年來最強的溫帶風暴潮過程,增水幅度接近中等臺風風暴潮級別，過程最大增水分布見圖6。

圖6 浙江省沿海風暴增水分布圖

本次溫帶風暴潮過程浙北沿岸是影響最嚴重的岸段。25日中午前后鎮(zhèn)海、乍浦、定海站高潮位分別超過當地警戒潮位20 cm、12 cm和4 cm。26日13時鎮(zhèn)海站高潮位仍然超過當地警戒潮位3 cm,乍浦站則達到當地警戒潮位。

圖7和圖8是乍浦站和鎮(zhèn)海站在本次溫帶風暴潮中的潮位過程圖。從實況圖中可以看出，乍浦站和鎮(zhèn)海站過程增水具有明顯的潮汐周期波動特征，過程最大增水分別出現在25日10時和12時，也就是冷鋒過境后2—4 h左右。冷鋒過境后沿海地區(qū)風速迅速增加，當偏北風最大風速出現時，沿海觀測站的增水峰值也隨之出現。鎮(zhèn)海站的風暴潮過程增水峰值恰好疊加在了天文高潮上，乍浦站的風暴潮過程增水次峰疊加在了天文高潮上。

圖7 浙江乍浦站潮位過程圖

圖8 浙江鎮(zhèn)海站潮位過程圖

3 風暴潮成因分析

3.1 北高南低的氣壓場

10月25日11時左右，冷鋒進入浙江北部海域，此時1014號臺風位于菲律賓以東海域，25日夜間到26日隨著造成冷空氣主體南下和1014號臺風北上的共同影響，浙江沿海地區(qū)氣壓梯度加大，導致沿海風力迅速增大，形成強烈而持久的向岸北到東北大風。

3.2 強烈而持久的向岸大風

從10月24日開始，東亞地面氣壓場維持北高南低的形式，浙江海域維持著6級偏東風，隨著冷鋒過境，25日起浙江海域風力迅速增大，平均風達7—8級，陣風9—10級，沿岸的大陳、南麂站過程最大陣風達28 m/s（10級）。浙江北部沿海7級以上的北到東北大風一直持續(xù)到27日,南部沿海一直持續(xù)到29日。強烈而持久的東北大風是出現風暴潮大增水的重要因子。

本次溫帶風暴潮過程浙江北部岸段的沈家門海洋站增水曲線為波動型（見圖9），有兩個較為明顯的波峰，對應的最大增水分別為65 cm和66 cm，分別出現在25日15時和26日4時，對應的最大平均風速分別為13.2 m/s和13.0 m/s，分別出現在25日17時和26日8時。本次過程沈家門站過程增水和風速的相關系數達到0.82，通過了99.9%的顯著性檢驗，相關性非常顯著（自由度v=72-2=70,查相關系數顯著性檢驗表，a=0.001時，r0.001=0.38,由于∣r增水∣=0.82＞0.38,因此認為，在a=0.001的顯著性水平上，增水和風速的相關是顯著的）。擬合曲線為：

圖9 沈家門站溫帶風暴潮過程潮位圖

鎮(zhèn)海海洋站增水曲線為波動型（見圖10），對應的最大增水分別為107 cm，出現在25日12時，對應的最大平均風速分別為14.3 m/s，出現在25日7時、8時。本次過程鎮(zhèn)海站過程增水和風速的相關系數達到0.40，也通過了99.9%的顯著性檢驗，相關性非常顯著（r0.001=0.38,由于∣r增水∣= 0.40＞0.38，因此認為，在a=0.001的顯著性水平上，增水和風速的相關是顯著的）。鎮(zhèn)海站增水和風速的相關系數小于沈家門站，由此可以看出鎮(zhèn)海站風暴增水的非線性效應要大于沈家門站。該站的擬合曲線為：

圖10 鎮(zhèn)海站溫帶風暴潮過程潮位圖

3.3 天文高潮位與過程增水峰值的配置

本次過程適逢天文高潮，沿海幾個潮位站過程增水峰值過程恰好和天文高潮位重疊是造成實測潮位超越警戒潮位的主要原因。由于強烈的東北向岸大風一直持續(xù)，導致沿海潮位站過程大增水一直維持，增水峰值過程很容易與天文高潮位相重合，這個特征在海島站體現地最典型。和臺風引起的增水不同，浙江溫帶風暴潮增水曲線受非線性效應影響，基本都為波動型，沒有明顯的增水主體，增水峰值過程時間較長，很容易和天文高潮位相重合，形成較高的實測潮位。

4 結論

受“10.25”冷空氣和“1014”號臺風共同影響，又恰逢天文大潮期，使浙江海域遭受了近10年來最強溫帶風暴潮侵襲，浙江北部沿海地區(qū)出現溫帶風暴潮災害，部分岸段出現海水漫堤和倒灌險情，通過對本次過程的分析，我們得出以下結論：

（1）持續(xù)的強冷空氣和北高南低地面形勢是本次過程東北大風持續(xù)的必要前提；

（2）強烈而持久的向岸東北大風是造成本次溫帶風暴潮災害的主要因素；

（3）溫帶風暴潮和臺風風暴潮有兩個明顯區(qū)別，一是增水曲線多為波動型，沒有明顯的增水主體，比臺風風暴潮更平滑，增水峰值或次峰很容易與天文高潮相重合；二是影響浙江的溫帶風暴潮主要由風速和風向決定，基本不用考慮氣旋效應，但臺風風暴潮中氣壓增水是不容忽視的；

（4）溫帶風暴潮過程中增水與風速大小的相關關系非常顯著，用風速大小的預報值基本就能推算增水大小的預報值；

（5）溫帶風暴潮過程和大風引發(fā)的向岸大浪共同作用容易導致沿岸地區(qū)的堤防、船舶、養(yǎng)殖設施等造成嚴重危害，因此要特別注意提前發(fā)布此類風暴潮災害預警；

（6）采用實況資料分析和統計預報分析法能較好地預報此類風暴潮過程，在今后的預報中應加強這方面經驗的總結。

[1]王喜年.關于溫帶風暴潮[J].海洋預報2005,22（S）:17-23.

[2]于福江,王喜年.戴明瑞.影響連云港的幾次顯著溫帶風暴潮過程分析及其數值模擬[J].海洋預報,2002,19（1）:113-122.

[3]王世彬.2009年“04.15”風暴潮過程預報及成因分析[J].海洋預報,2010,27(3):35-39.

[4]葉鳳娟.一次溫帶風暴潮對天津沿海的影響及特征分析[J].天津航海,2010,4:54-55.

Characteristics of 2010.10.25 extratropical storm surge in Zhejiang

DING Jun1,2，WANG Jin1,2，WANG Qin2
（1.Zhejiang University，Hangzhou 310058 China；2.Marine monitoring and forecasting center of Zhejiang，Hangzhou 310012 China)

From October 25 to 29 in 2010,the coastal areas of Zhejiang Province had been attacked by the strongest extratropical storm surge in recent 10 years records.The high tidal level had exceeded the local warning point at some region of the northern coast.Some areas,for example,Ningbo,Zhenhai,Zhoushan and Shenjiamen,are suffered by the floodplain and waterlogging.The characteristics and causing reason of 10.25 extratropical storm surge are analyzed according to the live weather map,observation data and real data analysis,which could provide some reference to improve the forecasting accuracy.

extratropical storm surge；floodplain；waterlogging；causing analysis

book=52,ebook=52

P731

：A

：1003-0239（2012）04-0023-06

2011-08-14

海洋公益性行業(yè)科研專項“自主海洋動力環(huán)境衛(wèi)星微波遙感處理技術研究示范”（201102032-4）

丁駿（1978-），男，工程師，從事海洋環(huán)境預報工作。E-mail:ddjj7888@sina.com