2010年登陸福建漳浦縣臺風的風暴潮特征分析

萬艷

（福建省海洋預報臺，福建福州350003）

2010年登陸福建漳浦縣臺風的風暴潮特征分析

萬艷

（福建省海洋預報臺，福建福州350003）

2010年連續(xù)三個臺風在福建漳浦縣登陸，創(chuàng)造了一年登陸當?shù)嘏_風個數(shù)的新紀錄，并引發(fā)了嚴重風暴潮災害。本文對比分析了三個臺風風暴潮特征，結果表明：（1）三個臺風風暴潮都具有開闊海域增水特征，最大增水出現(xiàn)在右半圓，并向兩邊遞減；最大增水時空分布與臺風移動路徑和海岸地形相關，在南路“鲇魚”和“獅子山”登陸后的偏南風作用下，灣口朝南的浮頭灣出現(xiàn)過程最大增水，出現(xiàn)時間在臺風登陸后；東路“凡亞比”臺風在穿過臺灣島靠近沿海過程中，持續(xù)增強的偏東風，使灣口朝東的九龍江口出現(xiàn)最大增水，出現(xiàn)時間為臺風登陸時刻；最大增水與臺風登陸時的強度成正比；（2）東路的臺風引發(fā)的增水出現(xiàn)在臺風進入臺灣海峽后，各站最大增水峰出現(xiàn)時間集中且明顯；南路臺風引發(fā)增水出現(xiàn)時間較早，持續(xù)時間長，最大增水峰不明顯，過程最大增水出現(xiàn)在臺風登陸后的局部區(qū)域。

臺風；漳浦縣；風暴潮；特征

1 引言

福建省位于我國東南沿海，處于西北太平洋臺風的主要移動路徑上，臺風災害頻發(fā)；由于臺灣海峽“狹管效應”的作用，臺風暴潮災害尤其嚴重。據(jù)國家海洋局歷年海洋災害公報統(tǒng)計，近十年來，福建省因風暴潮災害造成直接經(jīng)濟損失453.43億元，死亡（含失蹤）人口541人。近30年來，針對福建省臺風風暴潮的特征分析、數(shù)值模擬和預報技術已有大量的研究基礎。吳培木等[1]開展了臺灣海峽臺風暴潮非線性數(shù)值計算研究，王喜年、劉金芳等[2-3]分析了福建及周邊沿海風暴潮特點，張文舟等[4]綜合分析了4種路徑影響福建沿海的臺風風暴潮特征，謝燕雙等[5-6]通過數(shù)值實驗分析了臺風參數(shù)變化對福建沿岸臺風增水的影響，這些研究為福建省臺風風暴潮預報奠定了理論基礎，提供了寶貴經(jīng)驗。近年來隨著全球變暖[7]，熱帶氣旋在生成、路徑、登陸等方面特點也逐漸發(fā)生變化[8-10]。特別是2010年五個臺風登陸福建，其中有三個臺風（“獅子山”、“凡亞比”和“鲇魚”）登陸福建漳浦縣，創(chuàng)造了一年登陸當?shù)嘏_風個數(shù)的新紀錄，也給當?shù)匮睾５貐^(qū)造成了嚴重的風暴潮災害，尤其是1013號臺風“鲇魚”重創(chuàng)漳浦縣，造成直接經(jīng)濟損失高達18.7億元。本文分析了三個不同天氣背景、移動路徑、臺風強度且在同一地方登陸的臺風的風暴潮特征，為今后的風暴潮預報和防御提供借鑒。

2 資料來源

本文采用了中央氣象臺網(wǎng)站發(fā)布的“獅子山”、“凡亞比”和“鲇魚”實時臺風數(shù)據(jù)、福建省水文局的舊鎮(zhèn)和石碼站逐時潮位數(shù)據(jù)，以及國家海洋局廈門和東山海洋站逐時潮位和風向風速數(shù)據(jù)，各觀測站點位置見圖1。

3 實況

3.1 臺風概況

1006號熱帶風暴“獅子山”于8月29日02時在西北太平洋上生成，生成后先緩慢向西北方向移動，30日10時轉向偏東方向移動，31日23時轉向西偏北方向移動，并于9月2日06時50分前后在省漳浦縣沿海登陸，登陸時中心附近最大風力為9級（23 m/s），中心最低氣壓為990 hPa，登陸后“獅子山”以每小時10—15 km的速度向西偏北方向移動。

1011號臺風“凡亞比”于9月15日20時在臺灣花蓮東南約680 km的海面上生成，生成后向偏北方向移動，17日18時加強為強臺風，開始轉向偏西方向移動，18日16時加強為超強臺風，臨近臺灣島時降為強臺風，19日09時在臺灣花蓮登陸，20日07時在漳浦縣登陸，登陸時中心附近最大風力有12級（35 m/s），登陸后“凡亞比”沿著海岸向南進入廣東省。

1013號臺風“鲇魚”于10月13日20時在西北太平洋上生成，生成后向西偏北方向移動，16日20時轉向偏西方向移動，加強為強臺風，穿過菲律賓后轉向偏北方向移動，并加強為超強臺風，22日21時減弱為臺風，23日12時前后在漳浦縣登陸，登陸時中心附近最大風力有13級（38 m/s），登陸后“鲇魚”繼續(xù)向偏北方向移動（見圖1）。

圖1 臺風路徑及觀測站點示意圖

3.2 風暴潮實況

“獅子山”登陸時中心附近最大風力為9級，在其影響期間，福建全省沿海風暴增水較小，風暴增水最大值出現(xiàn)在舊鎮(zhèn)站（44 cm，見表1），各站都沒有出現(xiàn)超過當?shù)鼐涑蔽坏母叱蔽?；“凡亞比”強度強于“獅子山”，受其影響，19日12時開始，福建南部沿海出現(xiàn)40—50 cm的風暴增水，廈門、石碼兩個潮位站的增水峰極值超過了100 cm，最大增水出現(xiàn)在石碼站（118 cm），各站沒有出現(xiàn)超警戒潮位現(xiàn)象；“鲇魚”登陸時臺風中心附近風力有13級，是三個登陸臺風中強度最強的，引起的增水也是最大的，受其影響，22日0時開始，福建南部沿海出現(xiàn)40—80 cm的風暴增水，石碼、舊鎮(zhèn)站的增水峰極值大于100 cm，最大增水出現(xiàn)在舊鎮(zhèn)站（166 cm）?！蚌郁~”影響期間恰逢天文大潮期，石碼、舊鎮(zhèn)站分別在10月23日13時和10月22日13時出現(xiàn)超警戒6 cm和2 cm的高潮位，東山站也在10月22日12時達到當?shù)鼐涑蔽痪€。

表1 臺風期間沿海潮位站風暴潮情況（基面：黃零）

4 臺風暴潮特征

4.1 風暴增水時空分布特征

對于開闊海域登陸的臺風，最大增水出現(xiàn)在臺風行進右側的最大風速半徑附近，往外圍逐漸減??；臺風左側增水較小，往外圍增水急劇減小，甚至出現(xiàn)負增水（即風暴減水）；最大增水出現(xiàn)在臺風登陸前后[11]。受臺灣島地形作用影響，福建沿海臺風風暴潮特征與開闊海域有差異，依據(jù)前人研究[4]，本文2010年登陸漳浦縣的三個臺風均可歸為“穿過臺灣海峽南部或臺灣海峽以南在廣東東部至福建漳浦一帶正面登陸”類型的臺風。根據(jù)臺風移動路徑差異進一步分為兩類，“獅子山”和“鲇魚”為南路，“凡亞比”為東路。

圖2 “凡亞比”影響期間石碼站增水和廈門站風序列曲線

三個臺風的增水空間分布類似于開闊海域，最大增水都出現(xiàn)在臺風中心右半圓區(qū)域，增水幅度向兩側遞減，但最大增水空間分布位置有所不同，南路“獅子山”和“鲇魚”程最大增水出現(xiàn)在舊鎮(zhèn)站，東路“凡亞比”最大增水出現(xiàn)在石碼站；從時間分布上看（見表1），“獅子山”和“鲇魚”分別在登陸后2 h和5 h出現(xiàn)最大增水，“凡亞比”在登陸時出現(xiàn)最大增水，這與臺風行進路徑和海岸地形密切相關。石碼站位于九龍江入?？?，九龍江自西向東流入廈門灣；廈門站位于廈門灣中南部，廈門灣灣口東南朝向，有利于該海域風暴增水的風向為偏東風。就“凡亞比”而言，在其離開臺灣島向漳浦縣靠近過程中，廈門灣風力持續(xù)增強，風向從東北風逐漸轉為東南風（見圖5），臺灣海峽的海水在向岸風的作用下，傳入廈門灣并堆積，廈門站和石碼站在臺風登陸時出現(xiàn)最大增水。舊鎮(zhèn)站位于浮頭灣的灣頂，浮頭灣是一個灣口朝南的狹長海灣，偏南風有利于該海域的增水。以“鲇魚”和“獅子山”為例，在其登陸漳浦以后向偏北方向移動過程中，風向從偏東風逐漸轉為偏南風后（見圖3—4，因缺石碼站風速風向數(shù)據(jù)，通過廈門和東山站數(shù)據(jù)判斷），在偏南風作用下，舊鎮(zhèn)站在“鲇魚”登陸后5 h出現(xiàn)最大增水。

圖3 “獅子山”影響期間舊鎮(zhèn)站增水和廈門、東山站風序列曲線（圖中上部為廈門站，下部為東山站）

圖4 “鲇魚”影響期間舊鎮(zhèn)站增水和廈門、東山站風序列曲線（圖中上部為廈門站，下部為東山站）

圖5 “獅子山”影響期間各站增水曲線

4.2 風暴增水曲線特征

由圖5—7可見，南路“獅子山”影響期間，各站增水不明顯，增水幅度均小于50 cm，主振不明顯，其中舊鎮(zhèn)站在臺風登陸后2 h出現(xiàn)增水局部激振。東路“凡亞比”二次登陸福建南部沿海前13 h即在臺風離開臺灣島時，福建沿海出現(xiàn)明顯風暴增水現(xiàn)象，各站增水在臺風登陸前后2 h達到最大，增水主振出現(xiàn)時間集中且明顯。這種現(xiàn)象與臺灣島地形對臺風起阻擋作用有關，當臺風進入臺灣海峽，大風區(qū)主要位于臺灣海峽南部，臺風后部為西南或偏南風，大風驅使大量海水從海峽南部進入海峽，海峽北部為較小的東北、偏東風，使小部分海水從海峽北部進入，加上海峽北窄南寬，使海水在海峽中堆積[4]。南路“鲇魚”從臺灣海峽南部北上登陸福建，登陸前34 h福建沿海就出現(xiàn)明顯風暴增水現(xiàn)象，增水曲線呈振蕩形式，振幅為50 cm，周期約12 h；該類臺風在自南向北移動過程中，臺風右半圓的偏南風將南海水向臺灣海峽輸送，促使海水在海峽中堆積。相對而言，東路臺風引發(fā)的增水主要出現(xiàn)在臺風進入臺灣海峽后，各站最大增水峰出現(xiàn)時間集中且明顯；南路臺風引發(fā)增水出現(xiàn)時間較早，持續(xù)時間長，最大增水峰不明顯，過程最大增水出現(xiàn)在臺風登陸后的局部區(qū)域。

由單站增水曲線（見圖2—4）可見，三個臺風影響期間，舊鎮(zhèn)站的增水曲線都具有單增水峰特征，增水峰極值出現(xiàn)在臺風登陸后2—8 h；南路“獅子山”和“鲇魚”影響期間廈門、東山站、石碼站為震蕩增水過程；而東路“凡亞比”影響期間廈門、東山、石碼、舊鎮(zhèn)站的增水曲線為單增水峰，是典型的臺風增水過程，增水曲線表現(xiàn)為前期增水不明顯，隨著臺風靠近出現(xiàn)一個急劇增水的峰值，之后水位緩慢回落，該過程與風速的變化過程基本一致（見圖2）。

5 小結

（1）與在理想開闊海域正面登陸臺風風暴潮特征相似，2010年登陸漳浦三個臺風的風暴潮最大增水都出現(xiàn)在臺風行進的右半圓區(qū)域，但由于臺風路徑差異和臺灣島地形作用，最大增水出現(xiàn)的位置和時間不同，灣口朝南的海灣在其南側登陸并在登陸后西行或北上臺風的偏南風作用下有利于風暴潮增水，最大增水出現(xiàn)在臺風登陸后的幾個小時；灣口朝東的海灣在其南側登陸臺風的偏東風作用下有利于風暴潮增水，最大增水出現(xiàn)在臺風登陸時或登陸前幾個小時。根據(jù)臺風路徑和沿海地形特點，臺風登陸后的幾個小時仍可能是風暴潮災害防御的重要時期；

（2）東路的臺風引發(fā)的增水出現(xiàn)在臺風進入臺灣海峽后，各站最大增水峰出現(xiàn)時間集中且明顯，可預報性較強；南路臺風引發(fā)增水出現(xiàn)時間較早，持續(xù)時間長，最大增水峰不明顯，過程最大增水出現(xiàn)在臺風登陸后的局部區(qū)域，預報難度大；

圖6 “凡亞比”影響期間各站增水曲線

圖7 “鲇魚”影響期間各站增水曲線

（3）三個臺風影響期間，舊鎮(zhèn)站的增水曲線都具有單增水峰特征，增水風極值出現(xiàn)在臺風登陸后幾個小時；南路“獅子山”和“鲇魚”影響期間廈門、東山站、石碼站為振蕩增水過程；而東路“凡亞比”影響期間各潮位站的增水曲線均為單增水峰，具有典型的臺風增水過程，具有明顯的“初振”、“主振”和“余振”特征。

[1]吳培木,許永水,李燕初,等.臺灣海峽臺風暴潮非線性數(shù)值計算[J].海洋學報，1981,3(I)：28-43.

[2]王喜年,劉鳳樹.閩粵沿海臺風暴潮的初步研究[J].海洋科學集刊,1986,(27)：33-43.

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[5]陳金泉,胡建宇,林克,等.福建海岸臺風暴潮數(shù)值預報方法的初步研究[J].廈門大學學報,1984.23(4)：485-496.

[6]謝燕雙,商少平,王代鋒.福建沿岸臺風暴潮數(shù)值試驗[J].廈門大學學報：自然科學版,2009.48(5)：714-718.

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[11]馮士笮.風暴潮導論[M].北京：科學出版社,1982.4-9.

Characteristics analysis of typhoon storm surge landed in Zhangpu county of Fujian in 2010

WAN Yan
(Fujian Marine Forecasts，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350003 China)

Three typhoons landed consecutively in Zhangpu County,Fujian Province in 2010,which created a new record of the number of local typhoon landing,and caused sever storm surge disasters.The characteristics of three typhoon storm surges are analyzed.The results show that the water level increase occurred in the open sea for all of three storm surges.The largest water run-up appeared in the right semicircle,and gradually decreased on the both two sides.The spatial and temporal distribution of the maximum water level increase was related to the typhoon moving path and the coastal morphology.After typhoon Megi and Shizishan landing from the south path,the largest run-up in the water level increasing process which emerged after the typhoon landing appeared in the Futou bay with its mouth towards the south under the action of south wind.Whereas,in the process of typhoon Fanyabi from the east path passing through Helena island of Taiwan and approaching to the coast,under the effect of enhancing east wind the maximum increase of water level appeared at the estuary of Jiulong River with its mouth towards east at the moment of the typhoon landing.It is noticeable that the largest run-up is proportional to the typhoon landing intensity.

typhoon;Zhangpu County;storm surge;characteristics

book=302,ebook=302

P444

：A

：1003-0239（2012）05-0017-06

2012-04-16

萬艷（1979-），女，工程師，主要從事海洋預報、海洋管理工作。E-mail:wanyanfj@163.com