风暴潮是指强烈的大气扰动(如热带气旋、温带气旋、强冷空气活动)所引起的海面异常升降现象。与潮汐现象不同,风暴潮不是周期性的水位升降运动。如果风暴潮正好遇上天文大潮,两者重合、叠加,就会造成水位暴涨。尤其是热带风暴造成的风暴潮,往往伴随而来的是狂风、暴雨和巨浪,在风、雨、潮、浪四者同时侵袭而来,常使海岸附近海水漫溢,海堤决口,农田、盐田被淹,建筑物被毁,倾舟拔树,人畜伤亡,给人民的生命和财产造成巨大损失。有时,也会出现相反的情况,当离岸大风长时间吹刮时,致使岸边水位急剧下降,裸露出大片海滩,对海水养殖、船舶安全、农田水利、盐业等带来不同程度的破坏和损失。前者称“风暴增水”或“气象海啸”,后者称“风暴减水”或“负风暴潮”。
1.类型
根据风暴的性质,风暴潮通常分为由温带气旋引起的温带风暴潮和由台风引起的热带风暴(台风)潮两大类。形成风暴潮的条件有三:①强劲而持久的向岸或离岸大风;②有利的海岸地形和具有广阔的海域;③天文大潮与其重合叠加。就中国沿岸而言,热带气旋风暴潮在渤海、黄海、东海、南海沿岸均有发生,并以南海、东海沿岸尤为严重和频繁;温带气旋风暴潮主要限于长江口以北的渤海、黄海沿岸,其中,莱州湾和渤海湾沿岸又是温带气旋风暴潮的严重地段。
温带风暴潮,多发生于春秋季节,夏季也时有发生。其特点是:增水过程比较平缓,增水高度低于台风风暴潮。主要发生在中纬度沿海地区,以欧洲北海沿岸、美国东海岸以及我国北方海区沿岸为多。
热带风暴潮,多见于夏秋季节。其特点是:来势猛、速度快、强度大、破坏力强。凡是有台风影响的海洋国家、沿海地区均有台风风暴潮发生。
位于在太平洋西岸的中国,台风季节长,频数多,强度大,过渡季节冷气团和暖气团在北部海区十分活跃,加上中国拥有助长风暴潮发展的广阔大陆海区,使中国不仅是世界上多风暴潮灾害的国家和地区之一,而且其最大风暴潮的高度名列世界前茅。(www.xing528.com)
2.计算方法
风暴潮预报,一般可分为两大类:其一为经验统计预报,另一为动力-数值预报,我们分别简称为“经验预报”和“数值预报”。
经验统计预报主要用回归分析和统计相关来建立指标站的风和气压与特定港口风暴潮位之间的经验预报方程或相关图表。其优点是简单、便利,易于学习和掌握,且对于某些单站预报能有较高精度。但它必须依赖于这个特定港口的充分长时间的验潮资料和有关气象站的风和气压的历史资料,以便用以回归出一个在统计学意义上的稳定的预报方程。对于那些没有足够长资料的沿海地域,由于子样较短,得出的经验预报方程可能是不稳定的。对于那些缺乏历史资料的风暴潮灾的沿岸地区,这种经验统计预报方法根本无法使用。再者,巨大的、危险性的风暴潮,相对来说总是稀少的。因而,用历史上风暴潮的资料作子样回归出的预报方程,一般会具有这样一种统计特性:它预报中型风暴潮精度较高,而用以预报最具有实际意义的、最危险的大型风暴潮,预报的极值通常比实际产生的风暴潮极值要偏低。另外,经验方法制订的预报公式或相关图表只能用于这个特定港口,不能用于其他港口。这些缺点在风暴潮数值预报中都能得以避免。
所谓风暴潮数值预报,系指数值天气预报和风暴潮数值计算两者组成的统一整体。数值天气预报给出风暴潮数值计算时所需要的海上风场和气压场——所谓大气强迫力的预报;风暴潮数值计算是在给定的海上风场和气压场强迫力的作用下、在适当的边界条件和初始条件下去数值求解风暴潮的基本方程组,从而给出风暴潮位和风暴潮流的时空分布,其中包括了特别具有实际预报意义的岸边风暴潮位的分布和随时间变化的风暴潮位过程曲线。无疑,这种更客观、更有效的理论预报方法是风暴潮预报当前发展的主要方向。
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