渤海风暴潮研究进展简介

王建华，卜清军，许长义

(1. 山西省朔州市朔城气象局 山西朔州036002；2. 天津市滨海气象局 天津300457)

渤海风暴潮研究进展简介

王建华1，卜清军2，许长义2

(1. 山西省朔州市朔城气象局 山西朔州036002；2. 天津市滨海气象局 天津300457)

风暴潮的研究一直是人们关注的焦点，对其特征、活动规律及其发生发展的物理机制进行了深入探讨，尤其将渤海风暴潮作为研究重点。在简要回顾风暴潮国内外主要研究成果的基础上，重点总结了不同类型的渤海风暴潮以及影响风暴潮发生发展的主因，并在此基础上讨论了当前渤海风暴潮研究中存在的问题和未来的研究前景，以便进一步深入开展渤海风暴潮的研究，提高渤海风暴潮的预报准确率。

风暴潮 渤海 诱发因子 研究进展

0 引 言

风暴潮是指由于强烈大气扰动而出现的海面异常升高的现象。[1]风暴潮灾害是所有海洋灾害中最严重的一种。我国风暴潮一般具有以下几个特点：一年四季均有发生；发生次数较多；风暴潮位较高；规律较复杂，特别是在潮差大的浅水区，天文潮与风暴潮具有较明显的非线性耦合效应，致使风暴潮的规律更为复杂。

渤海是我国风暴潮最严重的地区之一。渤海严重的风暴潮灾害导致水位暴涨、堤岸决口、咸潮倒灌，直接危及当地的经济建设、威胁沿海居民的生命财产安全。渤海海域的地形地貌及其地理位置的特殊性使其一年四季均有风暴潮发生。因此，开展渤海风暴潮研究，对防止和减少灾害的发生具有重要的理论价值和实际意义。本文在较系统地介绍渤海风暴潮研究进展的基础上，重点回顾了近几十年来国内外学者在此领域开展的工作，对渤海风暴潮的类型、诱发风暴潮的主要原因等几方面给予回顾，并对相关问题进行讨论，以便进一步深入开展该领域的研究工作，从而提高对渤海风暴潮所带来的灾害性天气的预报预测能力。

1 国内外相关研究进展

国外风暴潮研究始于20世纪20年代，最初主要是了解其现象、发生过程和初步探讨其成因。风暴潮的研究方法主要有理论方法、经验统计预报方法和数值模拟方法，其中数值模拟方法是研究风暴潮最直接的方法。我国 20世纪 70年代的浅海风暴潮理论奠定了我国的风暴潮数值预报基础。建立在该理论基础上的二维全流模式使我国的风暴潮数值预报模式有很了大发展。于宜法等建立了渤海多年一遇最大增水值的计算方法，对2003年10月渤海湾风暴潮天气系统进行了数值模拟和动力分析。

我国渤海风暴潮的研究始于20世纪70年代，最早由中国海洋大学完成第一次环渤海风暴潮实地考查，并提出了渤海经验预报方法。[1]之后在渤海风暴潮研究中同样取得了较好效果和较大的研究进展。

2 渤海风暴潮类型的研究

风暴潮按其成因主要分为热带气旋或台风引起的台风型风暴潮和由温带气旋或冷空气引起的温带气旋风暴潮或冷锋型风暴潮。无论哪一种天气系统影响，其直接结果都是产生向岸大风导致风暴潮增水。目前来看，制约风暴潮模型预报能力的主要还是天气预报模型的准确性，也就是海平面风场和海平面气压场的准确性，这也是业务人员在预报中需要特别关注的。因此研究不同天气类型的渤海风暴潮对于准确预报风暴潮是十分必要的。

2.1 台风型风暴潮

台风是造成渤海西岸风暴潮的主要天气系统之一，多见于夏秋季节，台风的移向、移速、路径、强度和持续时间均对风暴潮的产生及其潮位高低起关键性作用，其特点是：来势猛、速度快、强度大、破坏力强。根据统计分析，台风进入渤海后的路径有 3条，分别为直接北上在东北平原登陆、西进在华北平原登陆以及东北方向移动在辽东半岛登陆。对于台风型风暴潮，业务人员既要考虑风应力效应对其的影响，又要考虑气压变化对风暴潮发生的影响。

2.2 冷锋型风暴潮

冷锋型风暴潮又称温带气旋风暴潮，指在春秋过渡季节，冷暖空气在渤海湾频繁交汇，其持续时间长，增水过程较为平缓；天气形势中，大多数冷锋型风暴潮是在高空纬向环流型下发生的，其地面形势为“北高南低”型，尤其是出现停滞或移动缓慢的强冷高压时，可使渤海湾出现持续的偏东大风，海水倒灌，潮位猛增，形成风暴潮。统计结果表明，冷锋型风暴潮是导致渤海风暴潮的主要天气类型。

3 诱发渤海湾风暴潮的主要因子

风暴潮是一种自然现象，它的发生发展主要受天文、气象、地理等因素的影响，因此以下分别从天文、气象、地理3个方面分析诱发渤海风暴潮的原因。

3.1 天文因子

潮汐是海水在天体(主要为月球与太阳)引潮力作用下产生的周期性涨落运动，潮汐作用力主要是由月球对各地海域的引潮力产生的。从渤海 500年来历史风暴年表中发现，风暴潮的时间基本是在朔、望及其前后2、3天的大潮期间。风暴潮能否成灾，在很大程度上取决于其最大风暴潮是否与天文高潮相叠，因此天文因子是诱发渤海风暴潮的决定性因素。没有天文大潮的存在，仅依靠气象因素诱发渤海风暴潮灾害的可能性是非常小的。渤海湾的警戒水位为4.9,m，当天文潮位超过 3.5,m时，如再配合其他有利于风暴增水的因素，就应引起预报员的关注。

3.2 气象因子

3.2.1 气压

气压的急剧下降会引起海面升高，当内外气压差变大时，海面因维持静力平衡而上升，其上升的比例是：气压每下降 1,hPa，海面升高约 1,cm。气压下降是诱发深水风暴潮的主要强迫力，而对类似渤海这样的浅海风暴潮则是次要的，因此一般情况下气压可以不予考虑。但当台风中心移到渤海时，如 1972年7月27日，气压在 12,h内下降约 13,hPa，这时气压变化对风暴潮的影响就应予以考虑。

3.2.2 降水

通常认为，降水对风暴潮的影响很小，但当沿海地区有强而急的降水，产生很大的地表径流时，可使海面升高，对渤海风暴潮有一定影响。

3.2.3 风应力

渤海湾平均水深约18,m，是典型的半封闭浅海。冯士 筰院士指出，浅水风暴潮的一个重要特征是：与气压变化相比，风应力是风暴潮的主要强迫力。对于渤海风暴潮而言，主要是偏东或东北方向的风应力对增水最为有利。

3.3 地理因素

地理因素主要是指海岸线形状、河口地形、地理位置等，在其他因素相同的情况下，因地理上的差异而导致风暴潮现象存在很大的差别。渤海湾呈喇叭型，形状像肚大口小的葫芦，又是浅海大陆架，由于地形集能作用，潮流经海峡进入海湾继续前进至湾底，潮波遇岸受阻产生反射波，导致湾底潮位急剧上升，非常有利于风暴潮的发展。由于特定的地理和天气条件，渤海湾的风暴潮比邻近海湾(如辽东湾、莱州湾等)严重。

4 结语与展望

综上所述，近年来在渤海风暴潮的类型、主要影响因子等方面的研究取得了很多新的进展，研究结果不仅对于认识大气运动和海洋运动的特征和规律十分重要，而且对于提高和改进数值天气预报模式具有重要意义。因此，通过加强风暴潮统计研究和海上及港口观测科学试验，充分利用现有的常规和非常规观测资料以及数值模拟与诊断分析技术，比较分析相同的风暴潮过程对不同海区和港口产生的不同影响，深入探讨风暴潮的发生机制等，将丰富渤海风暴潮的研究结果，提高对渤海风暴潮的预测能力以及风暴潮灾害性天气预报水平。

［2］ 王月宾. 渤海西岸致灾风暴潮的统计预报模型[J]. 气象，2007，33(9)：40-46.

［3］ 于宜法，俞聿修. 渤海天文-风暴潮数值模拟和一种多年一遇极值水位的计算方法[J]. 海洋学报，2003：25(4)：10-17.

Reseach Progress of Bohai Sea Storm Surge

WANG Jianhua1，BU Qingjun2，XU Changyi2
(1.Shuocheng Meteorological Bureau，Shuozhou 036002，Shanxi Province，China；2. Tianjin Binhai Meteorological Bureau，Tianjin 300457，China)

Storm surge is always a focus event. In-depth studies have been made in its characteristics，activities and physical mechanism，especially on Bohai Sea storm surge. This paper briefly reviewed research results of storm surge both in China and in the world and summed up different types of Bohai Sea storm surges and the main factors of its development. On this basis，it discussed problems and research prospects on Bohai Sea storm surge，which will promote futher research and improve the forecast accuracy.

storm surge；Bohai Sea；inducing factor；research advance

P47

A

1006-8945(2014)06-0071-03

2014-05-09