滄州沿岸風暴潮變化特征分析

傅圓圓 張坤蘭 楊 超 姚 遠

（國家海洋局秦皇島海洋環境監測中心站，河北 秦皇島066002）

0 前言

按誘發風暴潮的大氣擾動的特征來劃分，通常把風暴潮分為熱帶氣旋引起的臺風風暴潮和由溫帶氣旋引起的溫帶風暴潮兩大類[1]。渤海沿岸的風暴潮過程是由局地風“直接作用”及外部天氣系統“間接影響”共同作用引起的，且它們引起的風暴潮時空分布明顯不同。“利奇馬”臺風風暴潮中，“直接作用”引起的風暴增水在渤海灣占總風暴增水的2/3[2]。北上臺風主要在每年的7~9月影響渤海[3]。“達維”影響期間是天文大潮期，天文高潮時滄州沿海出現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使風暴增水值達到最大[4]。滄州風暴增水主要是因為強烈持久的向岸大風[5]。受天氣系統和海岸線地形的影響，7~10月是河北省風暴潮高發時段，滄州市沿海受到風暴潮影響的次數最多[6]。風暴潮沒有特別固定的線性規律，對風暴潮最主要的措施應是以防御為主[7]。渤海海域近岸工程后風暴潮增水有增加的趨勢，寒潮風暴潮期間，增水增加明顯[8]。海平面上升對黃驊的漫灘影響非常明顯，有效防范風暴潮災害的同時，在氣候變化的大背景下，應進一步研究和提出應對海平面上升的長效防治措施[9]。

黃驊站位于渤海西南海岸，由于特殊的地理位置，海洋災害時常發生。本文基于1965——2019年的風暴潮統計數據和資料，分析黃驊驗潮站的風暴潮特征及其成因，有利于防災減災。

1 滄州風暴潮統計及成因分析

1．1 風暴潮資料統計

歷史資料表明，河北省沿海風暴潮比較嚴重，尤其是位于渤海灣沿岸的滄州市岸段。表1為1965年以來滄州沿海致災風暴潮災害統計，1965——2019年，滄州沿岸致災風暴潮有16次，年均約0.29次，近十年致災風暴潮占全部的43.7%，近年來受全球氣候變暖的影響，致災風暴潮存在明顯增加趨勢；月最多在8月為6次，月次多為9月、10月，均為3次；受臺風影響造成的風暴潮災害共8次，1次出現在7月，1次出現在9月，其余均出現在8月，滄州災害性臺風風暴潮的多發期基本與臺風同步。災害性溫帶風暴潮的季節變化也非常明顯；每年3~4月、10~11月正值春秋過渡季節，冷暖空氣頻繁活躍在我國北方海域，溫帶氣旋、強冷空氣頻繁發生，1965年以來黃驊8次災害性溫帶風暴潮集中發生在3~4月和10~11月。

表1 1965年以來滄州沿海致災風暴潮災害統計表

表2為有記錄以來臺風和溫帶系統造成的最大增水和最高潮位值，結果顯示，黃驊港臺風風暴潮最大增水值為245 cm，對應的最高潮位為595 cm，出現原因為9711號臺風。溫帶風暴潮最大增水255厘米，發生在1997年11月12日；溫帶風暴潮最高潮位為565 cm，出現在2003年10月11日。溫帶風暴潮的最高潮位和最大增水均是由冷鋒配合低壓（俗稱北高南低型）的溫帶天氣系統造成的。

表2 黃驊驗潮站最大增水和最高潮位（單位：cm）

滄州沿海風暴潮主要對港口、碼頭、路基、防潮防浪堤壩、鹽田、海水養殖場、漁船、城鎮、鄉村等基礎設施和漁業警戒造成危害。由黃驊近年來16次風暴潮災害統計資料可以看出，水產養殖、養殖設備設施、防波堤、護岸損毀、農田及鹽田淹沒等為風暴潮易災區。

1.2 風暴潮增水成因分析

影響黃驊的主要天氣系統有：冷高壓、溫帶氣旋、冷高壓和溫帶氣旋結合和熱帶氣旋。大風是嚴重危害該海域海上活動安全的氣象要素，當渤海吹偏東大風時，強風驅趕海水自峽口和遼東灣向渤海灣流動，造成黃驊岸段較大增水。當大的增水適逢天文潮位高潮時，就會導致較高水位，甚至引起潮災。表1中16次致災風暴潮，冷高壓和溫帶氣旋結合導致的致災風暴潮共2次，強冷空氣誘發的風暴潮共6次，溫帶氣旋未造成損失，臺風風暴潮共8次。5種典型的成因具體情況如下：

1.2.1 冷高壓和溫帶氣旋結合

溫帶氣旋包括北方氣旋（東北低壓、黃河氣旋、渤海低壓）和南方氣旋（江淮氣旋、東海氣旋及南方低壓倒槽）。2003年10月11日發生在渤海沿岸的特大風暴潮，地面形勢圖見圖1。黃驊站最高潮位565 cm，達到當地橙色警戒潮位（537 cm），損失達3.04億元。

圖1 2003年10月11日08時地面天氣圖

1．2．2 冷高壓（單一冷空氣影響）

2016年10月22日，受南下強冷空氣影響，這類冷高壓強度大，風力大且為東北方向，極易造成渤海灣地區大浪和風暴增水，地面形勢圖見圖2。黃驊站出現了547 cm的高潮位，最大增水為188 cm，超出風暴潮橙色警戒潮位（537 cm）10 cm，達到風暴潮橙色警報標準，這次風暴潮災害給滄州沿海地區造成了重大災害，沿海風浪加上潮水，部分養殖區被淹、航道回淤等，災害損失較為嚴重，經濟損失為1.676億元。

圖2 2016年10月22日地面天氣圖

1．2．3 溫帶氣旋

2016年7月20日，滄州沿海受出海氣旋前部的影響出現了3~5級東-東南大風，日最大風速10.3 cm/s，地面形勢圖見圖3。雖然黃驊站的風力較小，但由于黃驊站海域天文潮較高，黃驊站最大增水98 cm，最高潮位473 cm，達到當地藍色警戒潮位（470 cm）。本次增水和最高潮位相比其他致災風暴潮較弱，未有經濟損失。

圖3 2016年7月20日地面圖天氣圖

1．2．4 臺風

（1）北上型

2012年8月3~4日受強熱帶風暴“達維”北上影響，滄州沿海發生了災害性臺風風暴潮和海浪災害，地面天氣形勢見圖4。強熱帶風暴“達維”中心給滄州沿海帶來的8級以上東北大風使風暴增水值達到最大，最大風暴增水值158 cm，最高潮位517 cm，達到了風暴潮黃色警戒潮位（503 cm）。這次強熱帶風暴給滄州沿海造成極大的災害損失，據初步統計渤海新區受損的綠化樹木和部分村莊房屋，損毀的港口碼頭、堤壩及受災養殖區和被淹鹽田等直接經濟損失大約1.7億元。

圖4 2012年8月3日第10號臺風“達維”影響的地面形勢

（2）登陸轉向型

2019年1909號臺風“利奇馬”為2019年以來登陸中國的最強臺風和1949年以來登陸浙江第三強的臺風，地面形勢圖見圖5。8月11~13日，滄州沿海最大風暴增水值為226 cm，最高潮位577 cm，達到了風暴潮紅色警戒潮位（570 cm）。受其影響，滄州市損失達2.2億萬元。

圖5 2019年第9號臺風“利奇馬”影響的地面形勢

2 結論

本文基于滄州黃驊站多年的實測數據以及統計資料，統計了黃驊1965——2019年風暴潮災害情況，受臺風影響造成的風暴潮災害共9次，近十年致災風暴潮占全部的43.7%；主要出現在8月，滄州災害性臺風風暴潮的多發期基本與臺風同步。災害性溫帶風暴潮的季節變化也非常明顯，1965年以來黃驊8次災害性溫帶風暴潮集中發生在3~4月和10~11月，多為冷空氣誘發導致。

分析歷史上四種典型的風暴潮成因類型（冷高壓、溫帶氣旋、冷高壓和溫帶氣旋結合和熱帶氣旋），冷高壓和溫帶氣旋結合導致的致災風暴潮共2次，強冷空氣誘發的風暴潮共6次，而溫帶氣旋未致災，臺風風暴潮共8次。