河北沿海1909號(hào)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程和分析

張坤蘭 傅圓圓 李桂敏 楊超 楊雯

摘要：為促進(jìn)對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警 ，減少災(zāi)害帶來(lái)的損失 ， 文章綜合分析2019年第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”對(duì)河北沿海引發(fā)的嚴(yán)重臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害過(guò)程。研究結(jié)果表明：臺(tái)風(fēng)“利奇馬”是2019年以來(lái)登陸我國(guó)的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和1949年以來(lái)登陸浙江的第三強(qiáng)臺(tái)風(fēng) ， 給河北沿海造成長(zhǎng)時(shí)間和高強(qiáng)度的風(fēng)暴增水過(guò)程;水體遠(yuǎn)距離輸運(yùn)、東北大風(fēng)、天文高潮和增水相結(jié)合 ，使河北沿海出現(xiàn)3次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位 ，其中1次超過(guò)紅色警戒潮位 ，這在20年來(lái)是首次;其中 ， 強(qiáng)烈而持久的東北風(fēng)是造成增水的主要原因。

關(guān)鍵詞：利奇馬;臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮;風(fēng)暴增水;警戒潮位;海洋災(zāi)害

中圖分類(lèi)號(hào)：P429;P458.1+24;P732????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?????? 文章編號(hào)：1005-9857（2021）12-0103-04

Analysis of No. 1909 Strong Tropical Storm Surgeat the Coast of Hebei

ZHANG Kunlan，F(xiàn)U Yuanyuan，LI Guimin，YANG Chao，YANG Wen

（Qinhuangdao Marine Environmental Monitoring Central Station，SOA.Qinhuangdao 066002，China）

Abstract： This paper analyzed the severe typhoon storm surge disaster process caused by No. 1909Super Typhoon Lekima in the coastal area of Hebei Province. The results showed that Super Typhoon Lekima was the strongest typhoon in China since 2019 and the third strongest typhoon inZhejiang since 1949， which had caused a long and strong storm surge process in Hebei coastal area. The combination of long-distance water transport， northeast wind， astronomical high tide andincreasing water had resulted in 3 high tide levels exceeding the blue warning tide level， one ofwhich exceeded the red warning tide level for the first time in 20 years. It was believed that strongand persistent northeasterly winds were the main cause of the surge.

Keywords： Lekima， Typhoon surge，Storm surge， Warning level，Marine disaster

0 引言

根據(jù)誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動(dòng)特征 ， 風(fēng)暴潮可分為熱帶氣旋引起的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮和溫帶天氣系統(tǒng)引起的溫帶風(fēng)暴潮2個(gè)類(lèi)型。其中 ， 溫帶風(fēng)暴潮在我國(guó)渤海沿岸以春季、秋季和冬季發(fā)生最多 ， 頻發(fā)區(qū)和嚴(yán)重區(qū)依次為萊州灣、渤海灣和遼東灣沿岸。造成河北沿海發(fā)生溫帶風(fēng)暴潮的天氣形勢(shì)以冷鋒（寒潮和強(qiáng)冷空氣）配合低壓類(lèi)最為嚴(yán)重 ， 其次是強(qiáng)冷鋒類(lèi)，再次是強(qiáng)孤立溫帶氣旋類(lèi)和熱帶氣旋類(lèi)[1]。

我國(guó)歷史上曾發(fā)生多次嚴(yán)重的風(fēng)暴潮災(zāi)害，尤其是臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮往往伴隨狂風(fēng)、暴雨和巨浪 ， 風(fēng)、雨、潮和浪同時(shí)侵襲而來(lái)，導(dǎo)致沿海地區(qū)海水滿溢、海堤決口、田地被淹、養(yǎng)殖區(qū)被沖和建筑物被毀，直接威脅沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和居民生命財(cái)產(chǎn)安全[2]。本研究綜合分析2019年第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”北上穿過(guò)山東進(jìn)入渤海海面，對(duì)河北沿海引發(fā)的嚴(yán)重臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害，為類(lèi)似臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警提供參考。

1 1909號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”

2019年第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”于8月4日生成于菲律賓以東洋面，7日升級(jí)成臺(tái)風(fēng)，7日23時(shí)加強(qiáng)為超級(jí)臺(tái)風(fēng)并持續(xù)向 WN方向移動(dòng)，10日1時(shí)在浙江溫嶺沿海登陸，登陸中心附近最大風(fēng)力為16級(jí) ， 中心最低氣壓為930hPa。登陸后“利奇馬”強(qiáng)度減弱并向偏 N方向移動(dòng)，隨后縱穿浙江和江蘇移入黃海海面，11日20時(shí)在山東青島沿海再次登陸，登陸中心附近最大風(fēng)力為9 級(jí) ， 中心最低氣壓為980hPa。隨后“利奇馬”移入渤海海面并不斷減弱 ， 13日14時(shí)停止編號(hào)。

臺(tái)風(fēng)“利奇馬”是2019年以來(lái)登陸我國(guó)的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和1949年以來(lái)登陸浙江的第三強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，具有登陸強(qiáng)度大、風(fēng)雨強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)和災(zāi)害影響大等特點(diǎn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，臺(tái)風(fēng)“利奇馬”給河北沿海造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為3.3億元，其中受災(zāi)損失主要包括水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施、防波堤和護(hù)岸損毀，沙灘侵蝕，木棧道、景區(qū)設(shè)施、標(biāo)志牌和海水浴場(chǎng)護(hù)網(wǎng)損壞以及農(nóng)田和鹽田淹沒(méi)。在“利奇馬”臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中，河北沿海最大風(fēng)暴增水值為226 cm，河北省海洋預(yù)報(bào)臺(tái)發(fā)布紅色風(fēng)暴潮警報(bào)，這是20年來(lái)河北首次將風(fēng)暴潮警報(bào)級(jí)別上升到紅色。

2 天氣形勢(shì)

根據(jù)8月10日20時(shí)的500 hPa高空?qǐng)D，整個(gè)亞歐地區(qū)呈現(xiàn)“兩槽兩脊”形式 ， 中緯度河套地區(qū)有低槽存在，槽前有西南氣流輸送，海上副熱帶高壓偏北偏西，我國(guó)東部沿海大部分地區(qū)由副熱帶高壓的偏南氣流控制。臺(tái)風(fēng)“利奇馬”在低壓槽前西南氣流和副熱帶高壓偏南氣流的共同影響下，快速向偏 N方向移動(dòng)。12日20時(shí)西風(fēng)槽減弱并北移至蒙古地區(qū)，副熱帶高壓減弱東撤，熱帶低壓“利奇馬”減弱。

根據(jù)8月11日8時(shí)的地面天氣圖，臺(tái)風(fēng)“利奇馬”中心即將到達(dá)山東半島 ， 中心附近最大風(fēng)速為 23m/s，氣壓為982hPa;11日20時(shí)50分“利奇馬”在青島登陸 ， 12日5時(shí)穿過(guò)山東半島進(jìn)入萊州灣海面。

3 河北沿海“利奇馬”臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程

本研究采用的潮汐和氣象數(shù)據(jù)均為滄州、曹妃甸、京唐港和秦皇島監(jiān)測(cè)站的實(shí)測(cè)資料，風(fēng)暴潮4色警戒潮位引自《2013年河北省海洋警戒潮位核定報(bào)告》。

8月11日“利奇馬”位于江蘇北部，隨后不斷向偏 N方向移動(dòng)并在青島黃島登陸，隨后穿過(guò)山東半島進(jìn)入萊州灣海面。受“利奇馬”影響，渤海西部沿海出現(xiàn)迅猛的風(fēng)暴增水，增水一直持續(xù)到13日上午。隨著“利奇馬”強(qiáng)度減弱和風(fēng)速減小，其對(duì)水體的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)不斷減弱， 渤海西部沿海的增水過(guò)程結(jié)束。

受“利奇馬”影響，河北沿海滄州、曹妃甸、京唐港和秦皇島出現(xiàn)嚴(yán)重的風(fēng)暴增水過(guò)程。從8月11日0時(shí)起，受東北風(fēng)不斷增大的影響，河北沿海開(kāi)始出現(xiàn)持續(xù)的風(fēng)暴增水并不斷增大。滄州和曹妃甸于11日23時(shí)左右風(fēng)暴增水達(dá)到最大值，分別為226cm 和165cm;京唐港于12日2時(shí)左右風(fēng)暴增水達(dá)到最大值，為112cm;秦皇島于12日1時(shí)左右風(fēng)暴增水達(dá)到最大值，為76cm。

根據(jù)滄州、曹妃甸、京唐港和秦皇島4個(gè)監(jiān)測(cè)站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，滄州、曹妃甸和京唐港分別出現(xiàn)3次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位，其中分別有1次超過(guò)紅色警戒潮位;秦皇島共出現(xiàn)2次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位，其中有1次超過(guò)橙色警戒潮位（表1）。8月13日 ，隨著“利奇馬”影響的不斷減小，風(fēng)速和風(fēng)暴增水不斷減少， 河北沿海的風(fēng)暴增水過(guò)程結(jié)束，潮位逐步恢復(fù)正常。

4 風(fēng)暴增水與氣象要素的相關(guān)分析

4.1 風(fēng)速與增水

從4個(gè)監(jiān)測(cè)站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看 ， 自8月11日8時(shí)起 ，滄州沿海的風(fēng)力為6級(jí) ， 6級(jí)以上大風(fēng)持續(xù)36h，7級(jí)大風(fēng)持續(xù)12h，風(fēng)向主要為 EN;京唐港沿海的風(fēng)力為6級(jí) ， 秦皇島和曹妃甸沿海的風(fēng)力為5級(jí)。

對(duì)本次風(fēng)暴潮過(guò)程中4個(gè)監(jiān)測(cè)站的增水值和風(fēng)速進(jìn)行分析 ，風(fēng)速與增水值存在一定的相關(guān)關(guān)系[3] ， 表明強(qiáng)烈而持久的東北風(fēng)是造成增水的主要原因。

4.2 氣壓與增水

當(dāng)有熱帶氣旋影響時(shí) ，氣旋中心與四周形成極強(qiáng)的氣壓度力 ， 由于空氣的輻合上升運(yùn)動(dòng) ， 輻合力使海水向中心集中而造成海面增水 ， 因此氣壓差越大 ，增水越明顯[4]。在受“利奇馬”影響的河北沿海風(fēng)暴增水過(guò)程中 ， 4個(gè)監(jiān)測(cè)站的氣壓與增水值基本呈反相關(guān)的關(guān)系。以滄州為例 ， 隨著“利奇馬”中心不斷靠近渤海灣 ，滄州沿海的氣壓不斷降低而增水不斷增加 ， 當(dāng)氣壓開(kāi)始上升時(shí)增水逐漸回落。

4.3 天文潮汐對(duì)風(fēng)暴增水的影響

許多研究結(jié)果已證實(shí) ，氣象要素影響產(chǎn)生的風(fēng)暴增水與天文潮汐有密切關(guān)系。當(dāng)氣象要素影響產(chǎn)生的風(fēng)暴增水與天文潮汐的高潮位相疊加時(shí) ， 風(fēng)暴增水更加迅猛 ，造成的危害更加嚴(yán)重[4]。渤海灣的潮汐為不規(guī)則半日潮 ， 即1 d 之內(nèi)出現(xiàn)2次高潮和2次低潮。在“利奇馬”臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中 ， 4個(gè)監(jiān)測(cè)站風(fēng)暴增水的日最高潮位均出現(xiàn)在后半日 ，且出現(xiàn)時(shí)間與天文高潮基本重合。

5 風(fēng)暴增水的原因和特點(diǎn)

根據(jù)風(fēng)暴增水過(guò)程 ，結(jié)合臺(tái)風(fēng)“利奇馬”的位置和天氣形勢(shì) ， 以滄州沿海為例詳細(xì)分析風(fēng)暴增水的原因和特點(diǎn)。

8月11日0時(shí)起 ， “利奇馬”位于江蘇東南部 ， 中心氣壓為982 hPa，最大風(fēng)速為23 m/s。受臺(tái)風(fēng)外圍影響 ，北黃海和渤?；颈粬|南風(fēng)控制。受偏 E 向大風(fēng)分量的影響 ， 黃海中部和南部的水體通過(guò)渤海海峽遠(yuǎn)距離輸運(yùn)到渤海內(nèi)部 ，使渤海灣內(nèi)的水體不斷堆積 ，滄州沿海在低潮期仍出現(xiàn)40～70 cm 的增水。11日8時(shí)“利奇馬”移至江蘇東北部 ， 滄州沿海為6～7級(jí)的東北風(fēng) ， 同時(shí)天文潮汐處于漲潮階段 ，風(fēng)暴增水不斷加大。 11日12時(shí)43分 ， 在前半日天文高潮期間 ，滄州沿海出現(xiàn)本次風(fēng)暴潮過(guò)程中第一次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位（486cm） ，增水值為134 cm。

8月11日20時(shí)50分 ， “利奇馬”在青島黃島再次登陸 ，并由臺(tái)風(fēng)降為熱帶風(fēng)暴 ， 其中心距渤海灣越來(lái)越近 ，滄州沿海的風(fēng)力維持在7級(jí) ，風(fēng)暴增水在低潮期有小幅回落但一直保持高位。 11日23時(shí)6分 ，在后半日天文高潮期間 ，滄州沿海出現(xiàn)本次風(fēng)暴潮過(guò)程中第二次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位甚至超過(guò)紅色警戒潮位的高潮位（574cm） ，增水值達(dá)到峰值為226 cm。

8月12日5時(shí) ， “利奇馬”穿過(guò)山東半島移入萊州灣海面并開(kāi)始回旋打轉(zhuǎn) ， 強(qiáng)度繼續(xù)減弱 ， 此時(shí)滄州沿海為6級(jí)的東北風(fēng) ，風(fēng)暴增水為173 cm 且呈下降趨勢(shì)。12日13時(shí)43分 ，東北大風(fēng)繼續(xù)控制滄州沿海 ，在前半日天文高潮期間 ， 滄州沿海出現(xiàn)本次風(fēng)暴潮過(guò)程中第三次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位（484cm） ，增水值為131cm。

隨著“利奇馬”逐漸減弱 ， 渤海海峽水體輸運(yùn)通道的風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏 S方向 ，對(duì)水體的輸送能力減弱[5] ， 影響渤海的遠(yuǎn)距離輸運(yùn)增水有所回落。 8月12日21時(shí)后 ， 滄州沿海的風(fēng)力降為6級(jí)以下 ， 增水也慢慢回落。

綜上所述 ，河北沿海“利奇馬”臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮主要具有5個(gè)特點(diǎn)。①持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。自8月11日0時(shí)起 ，河北沿海出現(xiàn)較大增水 ，至13日14時(shí)風(fēng)暴潮過(guò)程持續(xù)超過(guò)62h;臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí) ， 河北沿海的天文高潮和增水相疊加 ， 出現(xiàn)3次超過(guò)警戒潮位的高潮位。②警報(bào)級(jí)別高。本次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中 ， 滄州、曹妃甸和京唐港均出現(xiàn)1次超過(guò)紅色警戒潮位的高潮位 ，這在20年來(lái)是首次;秦皇島也出現(xiàn)超過(guò)橙色警戒潮位的高潮位。③與以往河北沿海的臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程不同 ，本次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程出現(xiàn)的3次增水均是由黃海水體遠(yuǎn)距離向渤海內(nèi)輸運(yùn)和本地東北大風(fēng)的共同作用造成的。④本次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中 ，滄州、曹妃甸和京唐港3次高潮位的時(shí)間與天文高潮同步 ， 且第二次增水過(guò)程均更加迅猛 ， 并出現(xiàn)本次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程的最高潮位。⑤8月11日22-23時(shí) ， 當(dāng)河北沿海出現(xiàn)最大增水時(shí) ， 熱帶風(fēng)暴的位置處于山東半島 ， 渤海灣受其前部影響處于東北大風(fēng)控制區(qū)。在本次臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程中 ，增水值與風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)較高 ， 表明強(qiáng)烈而持久的東北風(fēng)是造成增水的主要原因。

6 結(jié)語(yǔ)

臺(tái)風(fēng)“利奇馬”是2019年以來(lái)登陸我國(guó)的最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)和1949年以來(lái)登陸浙江的第三強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。8 月11日“利奇馬”在青島黃島二次登陸 ，并在山東半島附近緩慢移動(dòng) ，給河北沿海造成長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)暴增水過(guò)程;水體遠(yuǎn)距離輸運(yùn)、東北大風(fēng)、天文高潮和增水相結(jié)合 ，使河北沿海出現(xiàn)3次超過(guò)藍(lán)色警戒潮位的高潮位 ，其中1次超過(guò)紅色警戒潮位 ， 這在20年來(lái)是首次。每年的7-8月我國(guó)北部海區(qū)多發(fā)生臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮[6] ，其對(duì)渤海西岸造成的危害往往更大。了解和分析“利奇馬”強(qiáng)臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程有助于準(zhǔn)確地判斷和預(yù)報(bào)本地臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮過(guò)程 ，從而減少風(fēng)暴潮災(zāi)害帶來(lái)的損失。

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