浅谈近年影响海南岛风暴潮的因素探讨

陈哲

摘 要：近年的风暴潮影响海南岛，特别是在台风与天文潮的前提下所发生的风暴潮，使部分岸段最高潮位超过当地警戒潮位，各时期的风暴潮对海南岛沿岸造成不同程度的损失。本文分别先后从天文潮、热带气旋、灾害造成的损失等方面进行多层次的分析比较，总结风暴潮预报经验，提高风暴潮预警能力更好地为海南岛的海洋防灾、减灾服务。

关键词：风暴潮灾害；影响因素；防范措施

一、风暴潮的性质

风暴潮是一种来自海上的自然现象，是指由于强烈的大气扰动——如热带气旋（台风、飓风）、温带气旋（寒潮）或爆发性气旋等天气系统所伴随的强风和气压骤变所导致的海面异常升降的现象[1]。风暴潮发生时一般会伴有狂风巨浪，当与天文大潮相遇，往往造成沿海地区潮水暴涨而酿成巨大灾难，当风暴潮的增水超过警戒水位后，就可能发生风暴潮而引起的各种灾害。当水位在短时间内急剧上升就能冲毁堤坝、淹没农田和城镇、破坏各种基础建设、以至造成人们生命及财产的巨大损失。风暴潮对沿海人民生命和财产构成巨大的威胁，近年来我国因风暴潮灾害而造成的损失是呈逐年上升趋势，每年都达到上百亿元左右[2-3]。

受全球气候变暖和海平面上升的影响，不同重现期的风暴潮增值水位将发生很大变化。据历史资料统计，海南岛沿海风暴潮每年有3.8次增水值达到30cm以上，一年有两次增水值达到50cm 以上，每两年就会有一次增水在100cm 以上[4]，由于各种人为及非人为影响相对海平面的上升，重现期风暴潮增水水位的高潮位也从目前50 a缩短为10 a一遇[5]，因此，未来风暴潮重现期的研究重点应该是将全球气候变暖导致相对海平面上升对风暴潮重现期所产生的影响作为主要方向[6]。

根据我国风暴潮灾害历史记录、验潮站观测数据，利用增水或潮位等指标，郭洪寿[7]按照纯自然科学划分方法，将风暴增水的大小将风暴潮强度划分为7 个等级（如表1所示）。

二、风暴潮的灾害

风暴潮单次引起海洋灾害的损害性仅次于海啸，但由于其发生频率次数远远超出了海啸，所以风暴潮引起的灾害居海洋灾害之首[8]，我国许多沿海地区都是风暴潮的多发地区，风暴潮能否对社会形成灾害，主要取决于海平面增水的大小和当地天文大潮高潮位的因素。我国沿海地区每年都受到西太平洋、及南海热带气旋的直接影响，热带气旋的作用直接加大海水潮位的增加，如正处天文大潮时期所引起的风暴潮所造成的灾害更是触目惊心，除此，灾情程度也取决于受灾地区的地理位置、海岸形状，以及沿海地区经济、建筑的易损性。上述因素均能左右灾情的严重程度性，同时灾害对各个行业的灾害损失也是不同的（如表2）。

梁海燕[9]针对0518 号台风“达维”引发的风暴潮灾害调查数据进一步说明，风暴潮灾害中海水养殖损失占到82.1%，其后依次是农业、渔业、房屋、堤防及其他海洋工程，分别占到70%、5.7%、3.4%、1.8%。在风险区系统内，各承灾体所承灾能力最弱的是海水养殖业，其次是农田和海洋捕捞（渔港和渔船），上述结论与三防、海洋、气象、民政等部门提供2014年“威马逊”台风、“海鸥”台风中各行业受损失结果可以看出，海南岛沿岸风暴潮灾害承灾能力最弱的是海水养殖业的论点几乎相符。因此每次风暴潮来袭之前做好海水养殖业、农业、渔业的防范保护措施是重中之重的事情。

三、影响海南岛风暴潮的因素

（一）天文潮的影响

英国科学家牛顿发现并论证了地球存在着吸引力，运用“万有引力定律”为基础来证明太阳、月亮的引力与地球有相互作用，导致了地球海平面发生规律性的振幅现象，这种海面现象叫做海洋潮汐或天文潮。

风暴潮高峰时与天文潮相遇，两者潮势叠加起来，就会使水位暴涨就能导致特大风暴潮灾害的发生。风暴潮成灾强度大小都与之直接相关，当热带气旋登陆前后遇到天文大潮也会暴发风暴潮灾害，它是由强风或气压骤变对海面作用，导致沿海水位急剧升降的，常给沿海一带造成危害，风暴潮灾害已经成海洋灾害之首位，世界上绝大多数因强风暴引起的特大海岸灾害都是由风暴潮造成的。

近年来由于热带气旋登陆时正好遇见天文潮而发生风暴潮对沿海地区的生产、生活带来了灾难性的后果，1409号超强台风“威马逊”影响期间最大增水时恰逢天文低潮位，7 月18 日海口秀英站出现超当地警戒潮位的高潮位，秀英站当天最大增水209 cm，最高潮位超过警戒潮位57 cm。1415号台风“海鸥”登陆海南时恰逢天文大潮，两者相遇产生历史最高潮水位4.37米，超过警戒水位1.47米，刷新海口市建国以来最高潮水位（见图1），本次风暴潮最高潮水位导致了海口市内海水严重倒灌，严重影响了广大市民的日常工作及生活[10]。

（二）热带气旋的影响

按照 WMO 的标准，热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风 、强台风和超强台风统一称为热带气旋（Tropical Cyclone，简称 TC），海南岛位于西太平洋，无论是在南海还是西太平洋生成的TC，每年光登陆海南岛的TC占登陆全国的20%，素有“台风走廊”之称[11]。

根据中国气象局（CMA）“关于实施热带气旋等级国家标准（GB/T 19201-2006）”规定：热带气旋（TC）按中心附近地面最大风速（采用二分钟平均风速）划分为六个等级（如表3）。

每年登陆海南岛的热带气旋平均为2～3个，从表4中分析热带气旋登陆时间是在4月持续到12月，主要影响时间在6～10月，登陆比率占全年总数的90%，每年的8、9月是热带气旋登陆的高峰期。通过各个渠道分析海南岛强台风灾害性气候事件中发现最常发生于秋季，其中在1966年到2014共有15次强台风登陆海南[12]。

從气象及海洋资料统计台风引发的风暴增水≥30cm 的平均每年3.8场；风暴增水≥100cm的平均每两年一场；一般风暴潮增水在30cm左右，当与天文高潮位遭遇，均有酿成风暴潮灾害的潜在风险，我国历史以来台风引起风暴潮的最大增水值是594 cm[13]。根据历史资料分析，海南岛特大风暴潮几乎都是因为热带气旋引起的，热带气旋是海南的最主要气象灾害，其强度、路径均主导了包括较大的风暴潮灾害的主要因素，不止带来了大风、暴雨，同时也包括可以引起的泥石流、山体滑坡、风暴潮等其它地质灾害，严重威胁人民生命财产安全和制约国民经济的发展。

近年对本岛风暴潮影响较大的强台风

1）历史记录以来造成海南岛灾害最严重的1973年9月7314号超强台风，当时强风、暴雨、风暴潮造成全岛近千人死亡经济损失无法估算。

2）海南省相关部门统计2005年9月超强台风“达维”造成本省直接经济损失超过100亿元。26日凌晨3时左右在万宁山根镇登陆，登陆时中心最大风速55m/s，中心气压950hPa，是海南岛建国以来有记录数据排名第三的强台风，导致全省遭受严重经济损失，东部及南部沿海琼海、万宁、陵水、三亚等市縣发生严重的风暴潮灾害。

3）2013年第30号超强台风“海燕”是2013年严重影响海南省本岛的最强台风该台风不仅强度强、移速快，而且生命史长，对本岛影响范围广。

从图2中可以看出“海燕”强台风带来的强降水直接影响到三亚、陵水、乐东沿海地区， “海燕”在该沿海区域诱发大风暴潮，局部地方出现特大风暴潮，风暴潮直接使沿海地区、沿河区域潮水暴涨，直接冲毁海堤沿海的莺歌海盐场、乐东香蕉与芒果种植业、三亚沿海的基础工程项目、旅游措施造成毁灭性的破坏。

4）在建国五十多年来的资料统计海南岛出现大于200 cm增水的风暴潮共有7 次，其中在2014年的“威马逊”和紧跟后面的“海鸥”超强台风均达到近年少有的持续引发两次特大风暴潮灾害，给海南岛造成重大的经济损失，图3所示是“威马逊”生成的途径，随着超强风及超强降雨的影响，在天文潮的叠加下，风暴潮主要重灾区是海南岛东北部的文昌、海口，在两座城市交界处的铺前湾有几十个村庄被潮水淹没，沿海村庄海防堤全部毁于一旦，大部分民房倒塌，潮水倒灌淹没大片农田，沿海海水养殖业损失惨重，本地区潮灾共造成6人死亡，受伤无数。

（三）地形地势的影响

风暴潮灾害强度除了主要受大风和天文潮的影响之外，与受灾地区的地形地势也有着密切的联系，在不同的地理环境、海岸形状、岸上和海底地形，其受灾程度也不一样，地形地势的影响主要性质是通过潮水的能量聚集和入侵范围来影响风暴潮增水值大小。

海南岛特殊的地理环境和气候是影响风暴潮灾害因素之一。海南岛地处热带（N 18°30′～N 20°12′与E 108°30′～111°18′），如图4海南岛地形海拔图中可以看出五指山山脉（主峰1867 m，）位于岛中部呈东西走向，四周环海，形成中部、四周低的环形层状地貌，河流分布纵横，东部及北部沿海地区是本岛几大河流的出海口，各河流出海口地区是风暴灾害的主要地区与石先武[14]等分析总结有相同之处：风暴增水的大小也会受到地形的影响，在同一河口地区不同河段风暴增水可能会相差数十甚至数百厘米，从历史资料[11]中统计分析与王红心等[15]的研究，海南岛沿岸风暴潮的分布特征为：北部增水最强，东部次之，南部再次之，西部最弱，形成风暴潮灾害的规律与风暴潮的地理分布一致相符。

（四）海平面上升的影响

从近年不完全统计，我国沿海的风暴潮灾害气候偏暖时比偏冷时段明显增多，可以推断全球气候变暖造成海平面持续上升，也是左右发生风暴潮频度和强度增加的因素之一，根据《中国海平面公报》发布的数据表明海南岛沿海海平面上升幅度最大，上升110mm，海平面的上升对于风暴潮有推波助澜的作用，是风暴潮灾害加剧的重要原因之一[15]。上述论点与甘申东等[16]分析沿海地区海平面上升一样可以影响风暴潮的大小的结论相似，得出沿海海平面上升和地下水泛滥开采都是导致地面沉降而引发的海平面相对上升，风暴潮增水与潮位叠加将出现更高的风暴潮潮位，都会引发更大的潮灾。

四、风暴潮重现期计算与防范措施

（一）验潮站潮位重现期计算

采用潮位来分析风暴潮灾害风险区划，可以运用近年影响风暴潮最厉害的台风之一：达维台风登陆期间三亚验潮站的高潮潮位与日最大风速（表6）构建函数如下（图5）：我们通过风速与潮位之间的关系来推算出风暴潮各重现期，可以得出各个重现期该地区增水情况及灾害的可能性及对防范风暴潮灾害的应对措施。

式中x代表潮位、y代表日最大风速。

利用达维台风登陆期间三亚市气象站日最大风速与三亚验潮站的观测数据，经过计算可得出三亚市沿岸各气象站点各重现期的潮位（表7）。

（二）防范风暴潮灾害的应对措施

为防范风暴潮灾害总结如何将风暴潮灾害损失降低到最低限度，具体分析如下[18-19]：

从风暴潮潮灾致灾成因来看，决定灾害损失强度主要有3个方面：

（1）风暴潮发生的频率及其强度；

（2）受灾地区的经济发达程度；

（3）受灾地区防灾减灾能力。

因此，唯有提高防灾减灾能力，才能减少风暴潮灾害带来的损失，相关措施包括：

（1）建议水利、海洋、国土、建设的相关部门对风暴潮承灾脆弱和敏感的海岸地区修建防灾设施；

（2）增加气象、海洋、水利、海事、建设、水产养殖和交通等各部门的信息资源共享，提前做好防范应对措施；

（3）健全沿海的防风暴潮体系，加强管理，提高防御水平；

（4）加强沿岸生态环境的保护，保护沿海防风林、珊瑚礁、红树林等生态环境；

（5）加大对风暴潮灾害的宣传力度，提高风暴潮防灾减灾意识和重视程度；

（6）制订海洋防灾减灾法规和风暴潮防灾减灾标准体系；

（7）充分利用灾害保险机制，为各行各业减轻损失。

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