改革开放以来山东沿海风暴潮灾害研究述评

刘希洋

(中国海洋大学 中国社会史研究所，山东 青岛 266100)

0 引言

我国东临西太平洋，有广阔的海岸线，海洋灾害频发，其中，风暴潮灾害是集气象、海洋、洪涝灾害为一体的综合性灾害，是最严重的海洋灾害。

风暴潮灾害的轻重，除受风暴增水的大小和当地天文大潮高潮位的制约外，还取决于受灾地区的地理位置、海岸形状和海底地形、社会及经济情况。 山东沿海地区是全省人口密度最大、社会经济发展最快的区域，但这一带三面环海，海岸线漫长而曲折，易受热带气旋、温带气旋、强冷空气的影响，是风暴潮灾害频发地区之一。 历史上，山东沿海地区曾发生过多次严重的风暴潮灾害，近年来，随着沿海经济的快速发展，风暴潮灾害造成的损失呈急剧增长的趋势。

改革开放以来，山东沿海风暴潮灾害研究取得了可观成绩，但目前对相关研究的进展和存在的问题，还没有专门的探讨。 本文拟对相关研究成果进行评述，以掌握风暴潮灾害研究的动态，梳理风暴潮灾害研究的学术脉络，把握风暴潮灾害研究的基本趋向，明确风暴潮灾害研究中存在的问题和未来可以拓展的空间。

1 风暴潮灾害发生、发展的基本规律

通过对各类历史资料或观测数据进行归类与统计分析，总结风暴潮的成因、数量、类型、频率、强度、时空分布等，是相关研究的基本思路和方法。

受资料的种类和数量限制，早期的研究大多以整个山东沿海为研究对象，以数十年甚至数百年为时限。 比如，刘安国[1]根据诸多地方史志资料，探讨了新中国成立前山东沿岸的风暴潮类型；李文渭[2]依据《中国古代潮汐资料汇编》和其他一些史志资料，统计分析了山东半岛及其以北沿海风暴潮灾害的数量、时空分布、发生频率等；杨运恒、曹艳英[3]根据历史资料和气象、海洋观测记录，分析了渤海沿岸及胶、辽半岛500 多年来风暴潮的时空分布和基本成因。

这些研究对挖掘、整理、解读风暴潮灾害的历史资料，把握历史上山东沿海风暴潮灾害的基本原因、整体特征和发展趋势具有重要学术价值和意义，但也存在一些不足:很多史志资料对风暴潮灾害的记录比较简单、模糊，在此基础上进行的统计分析得出的数据或结论有可能存在较大误差；研究忽视山东沿海不同地区和不同岸段在气候、地质、地形等要素方面的差异，致使相关结论过于宏观而与微观环境的契合度较差。

新世纪以来，有关风暴潮灾害发生、发展规律的研究日益走向深入，突出表现在两个方面。 首先，研究内容趋于精细，出现一些针对风暴潮灾害个别致灾因子的研究，比如，风暴潮的形成与天气系统及其变化有直接关系。 周淑玲、闫丽凤[4]、刘春兰[5]都探讨了影响风暴潮形成的气象要素。其次，研究的空间范围趋于具体，出现不少关于沿海局部地区甚至一个城市的研究，其中，有关莱州湾和青岛地区的研究成果最多。

莱州湾风暴潮的形成机制一直是学界关注的基本问题之一。 一些学者试图运用统计的方法，分析风暴潮发生时各项相关因素的作用特别是天气数据及其变化，总结出一般规律。 王立生[6]指出，莱州湾的平缓浅滩是风暴潮产生的有利条件，风向、风速及气压变化是莱州湾风暴潮形成的重要天气因素，周期性的天文潮汐变化对风暴潮的形成起着推波助澜的作用；山义昌等[7]认为，在莱州湾风暴潮爆发过程中有3 个比较明显的天气机制，即爆发前的东南大风、爆发后的东北大风及其持续时间、天文大潮，对于海水比较浅的莱州湾，风的动力作用远大于气压差的作用，所以对增水量值的估计，应主要考虑风向、风速和风的持续时间；周树华等[8]通过分析新中国成立之后近60年的资料，总结了莱州湾风暴潮灾害发生的主要天气特征及其时空分布情况。

学者们也试图通过分析典型个案，在更加具体的时空条件下探究莱州湾不同类型风暴潮的形成机制。 不过，相关研究成果数量有限，且对温带风暴潮关注较多，对台风风暴潮关注较少。 陈希村等[9]和崔建云[10]简要分析了2003 年10 月发生在莱州湾的特大风暴潮的状况、成因等；周玉兰等[11]分析了2007 年3 月4 日发生在莱州湾的温带气旋风暴潮的天气系统、风场结构特征以及诱发风暴潮的气象和天文因素；周玉兰等[12]总结了1992 年中国沿海特大台风风暴潮对莱州湾的影响及其基本特征，并利用极值分布理论，预估了风暴潮的最高潮位。

与莱州湾风暴潮灾害的研究几乎都集中在温带风暴潮形成鲜明对比，关于青岛风暴潮灾害的研究几乎都集中在台风风暴潮。 林滋新等[13]划分了影响青岛近海的台风路径的基本类型，从不同角度探讨了青岛近海风暴潮灾害的成因；林滋新、赵林平[14]则进一步指出，黄海中部海域的偏东向风场是激发青岛地区风暴潮的有利风场，天文大潮叠加形成的高潮位是形成风暴潮灾害的基础，高潮位的向岸大风浪是导致严重风暴潮灾害的主要因素；张晓慧等[15]将分析重点放在了引发青岛沿海高潮位的因素及其基本规律上。

另外，还有一些更加微观的研究，如薛敏蓉等《对青岛市区沿海一线风暴潮问题的探讨》[16]、江文胜和孙文心《地形变化对青岛地区风暴潮灾影响的一次模拟》[17]等。 它们在一定程度上拓宽了风暴潮灾害研究的领域，有助于形成新的问题意识和挖掘潜在的学术增长点。

除了莱州湾、青岛之外，黄河三角洲以及烟台、日照等城市的风暴潮灾害研究也有一些进展，虽然这些研究的主题、内容、方法等具有相似性，但具有鲜明的区域特色和微观视角，对防灾减灾的现实指导意义更强，是风暴潮灾害研究愈加深入的一种体现。 刘敦训等[18]从天气学和海洋动力学的角度分析了9711 号台风对黄河三角洲地区海潮的影响，从海平面风场对海水风应力增水效应，变压场增水效应及台风路径、强度和移速以及台风大暴雨对海潮的影响等方面分析了台风暴潮产生机制；董胜等[19]采用组合分布法对日照地区风暴潮增水的重现值进行了计算，提出了以台风发生强烈的季节和月份进行统计抽样的替代方法，简化了工程设计初期的数据处理工作量。

2 风暴潮灾害的预报预警

风暴潮预报主要有经验统计预报和数值预报两种模式。 改革开放以来，二者的研究都有所推进，在计算机技术快速发展的推动下，准确性、及时性、有效性较好的数值预报方法取得很大进展，已成为风暴潮预报中主要的参考依据。

2.1 风暴潮经验统计预报

经验统计预报方法一般是通过对历史资料进行统计分析，采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。

以整个山东沿海为研究范围的，主要有周淑玲、闫丽凤[22]，他们用最优子集回归建立了气旋类、冷锋类的防风暴潮的预报方程，对热带气旋造成的风暴潮进行了定性分析，并给出了该类型的预报方法，建立了山东半岛防风暴潮的预报警报系统。

经验统计预报方法具有个体性，一般只能在特定的区域或港口应用，所以，分区域研究或定点研究是基本途径，其中，莱州湾和青岛仍是最受关注的区域。 吕宗正、陈吉贤[23]和尹延英等[24]都是以特定的水文站为基点，依据多年观测资料，在分析风暴潮天气形势的基础上，建立了风暴潮预报方案；杜成玉等[25]根据渤海湾山东岸段实测潮水文、气象、地理等资料，对该段沿海风暴潮的特点和成因进行分析，在此基础上制作了简易实用的风暴潮预报方案。

这种依据历史资料分析相关因子统计特征的预报方法简便易用，但其精度在很大程度上受到气象预报精度的影响，稳定性较差，误差较大。 采用回归计算技术，建立统计预报模型，是提高预报准确性和稳定性的可行路径，被不少学者用于不同区域的风暴潮经验预报研究。 徐振山[26]和张胜平等[27]都通过建立风暴潮回归统计预报模型探讨了莱州湾温带风暴潮产生的物理机制。 曾德美[28]利用青岛港多年实测资料，通过多元回归技术，求取了该港极值增减水的预报公式。 刘学萍等的《烟台港风暴潮灾害及其预报》[29]、《烟台风暴潮分析与预报预警系统》[30]，综合烟台港20 多年水文和气象资料，着重从气象与海洋的结合上探索了风暴潮的生成机制和一般特征，先后运用不同的计算方法建立了风暴潮客观、定量、自动化预报系统。

风暴潮预报是一个综合体系，风暴潮灾害的预防应综合考虑各种因素的影响，李培顺[31]指出，风暴潮灾是潮位与海浪联合作用的结果，增水、潮位、海浪的一体预报，是风暴潮预报尤其是灾害性风暴潮预报的基本思路；他先后探究了风暴潮过程预报方法和灾度预报方法，颇有特色。他的《青岛港台风暴潮过程预报方法探讨》[32]采用周期外推法预报增水峰时，采用回归计算和增水峰连线外延相结合的方法预报峰值，然后以此模拟增水曲线，对台风在预报区内任一位置24 小时之内的增水过程进行预报。 他的《青岛地区的台风暴潮灾度预报探讨》[33]则依据青岛沿海地区的台风暴潮成灾范围和经济损失额划分了灾级，利用1949 年以来青岛地区台风暴潮成灾个例，以潮位、波高以及他们的综合值为因子，运用逐步回归方法，建立了青岛地区台风暴潮灾度预报方程。这种灾度预报方法，基本脱离防潮警戒水位的概念，在一定程度上克服了用警戒水位值判别和预报青岛沿海台风暴潮灾情偏差较大的缺点。

2.2 风暴潮数值预报

上述研究采用回归计算建立预报方程或模型，虽然已经在一定程度上克服了以往单纯依靠风暴潮各种因子的统计特征进行预报存在的不稳定、误差大等缺陷，但受样本容量小、资料的系统性和完整性欠缺、气象预报的精确性不足等因素的影响，还存在不少需要完善的地方。 而数值预报方法在诸多方面能够克服经验统计预报的缺点。 数值预报是基于风暴潮控制方程、计算方法和计算机的应用而发展起来的一种新型的研究方法，从流体力学方法出发，到处理台风中心到达海岸时，风、气压在沿岸引起的台风暴潮分布的动力学模式。

20 世纪80 年代以来，有关风暴潮数值预报和数值模拟的研究不断涌现，大大提升了风暴潮预报的精度和效率，将风暴潮灾害预报预警研究推向了一个新的阶段。 山东沿海风暴潮数值预报同样取得了显著进展，比如，丁文兰、刘凤树[34]采用动力数值计算方法，模拟了具有代表性的几次台风暴潮，并试图对不同路径的台风所引起的黄河口附近的风暴增水进行预报；吴亚楠等[35]针对山东沿海区域建立了ADCIRC 模型，分别模拟了经过该地区的历年台风风暴潮过程，然后利用风暴潮增水值模拟结果进行统计分析，给出了百年一遇风暴潮增水极值。

3 风暴潮灾害的影响与应对

3.1 风暴潮灾害对沿海自然地理环境的影响

风暴潮灾害频发的沿海地区，其自然地理环境会逐渐发生改变。 研究这种变化，不仅是评估风暴潮灾害影响的基本组成部分，而且是探究海洋生态环境变迁的重要途径。 就山东沿海地区而言，学界的研究还处于起步阶段，主要表现是:研究的对象与内容还不多，集中在风暴潮对沿海地形地貌的影响、对滨海湿地和岸滩的冲击两个方面，研究的方法相对单一，研究的力量相对薄弱。

黄河三角洲、莱州湾的自然地理环境在风暴潮影响下的变化最具典型意义。 丁东及其团队的《黄河三角洲及邻区风暴潮沉积特征》[36]、《黄河三角洲及邻区的风暴潮沉积》[37]、《莱州湾的风暴潮沉积》[38]先后对黄河三角洲、莱州湾的风暴潮沉积状况进行了实地调查和研究，总结了风暴潮的沉积特征，并从沉积物的分层特征和分布状况分析了风暴潮对沿海地形地貌和土地的影响；王文海等[39]专门探究了1992 年特大风暴潮灾害对山东沿海海岸的侵蚀情况。

张晓龙等[40]和李存才等[41]指出，风暴潮灾害给黄河三角洲地区的湿地带来严重危害，不仅破坏了正常的生态系统，而且妨碍工农业生产，威胁人民群众生命财产安全。 刘桂卫等[42]通过对2007 年3 月初风暴潮前后典型岸滩的剖面测量、沉积物取样分析及数值计算等，探讨了莱州湾西岸岸滩在大风天气下的演化特征及其对风暴潮的响应。

3.2 风暴潮灾害对社会经济的影响及其应对

风暴潮灾害对人类社会的影响以及人类如何应对风暴潮灾害一直是学界研究的重点之一。 由于人群的复杂性以及社会经济活动的多样性，风暴潮灾害对人类社会的影响也是多种多样、轻重并存的。

风暴潮灾害对社会经济的冲击最为直接和明显，因而也最受学界关注。 这方面的研究具有一个相似的特征，即以当代中国发生的典型风暴潮灾害为研究对象，在概述风暴潮灾害状况的基础上，分析和总结风暴潮灾害带来的各类社会经济危害。 相关成果主要有刘凤岳《风暴潮对黄河三角洲的影响及其一般规律》[43]、滕学水《8114 号台风风暴潮对山东沿海影响的分析》[44]、吴桑云等《山东沿海的9216 号台风暴潮灾害》[45]、黄长扬等《9216 号强热带风暴对黄河三角洲的影响》[46]。 这些带有个案研究性质的成果具有针对性和及时性，既有利于及时发现防灾减灾工作中存在的漏洞和不足之处，也便于各方力量有效地开展救灾与重建工作。 比如，1992 年8 月30 日至9 月2 日的特大风暴潮给我国福建至河北沿海地区都带来了巨大危害，陈雪英等[47]指出，采用较短年限潮位资料导致校核高潮位偏低是山东沿海一些海岸工程遭到破坏的重要原因之一，因而建议采用时间序列长的资料作为推算校核水位的依据。

上述大多数研究重在将风暴潮灾害带来的各种社会经济危害加以梳理、分类和总结，对指导实际的赈灾、减灾、防灾工作而言，这些还稍显粗糙。确定风暴潮灾害破坏性的强度，对风暴潮灾害造成的社会经济损失和承灾体承受灾害的能力进行量化评估，是继续深化风暴潮灾害的影响与应对研究的题中之义，也是提高防灾减灾效率和水平的内在要求。 近年来，涵盖这几方面的风暴潮灾害风险评估研究不断涌现，不仅切实推进了风暴潮灾害的应对研究，而且成为一个有较大拓展空间的学术增长点，整体上带动了社会科学视野下的风暴潮灾害研究。

就山东沿海地区而言，以中国海洋大学赵昕、殷克东两位教授及其团队的研究最具代表性。 他们以山东省和青岛为视域，运用经济学的方法，对风暴潮灾害风险区划、风暴潮灾害经济损失评估、风暴潮灾害防灾减灾能力评价以及与此相关的经济问题进行了深入研究，取得了不少成果。

风暴潮灾害带来的经济损失一般包括直接经济损失和间接经济损失，其中，由于后者涉及的范围广，变量多，很多难以量化，导致数据难以统计，评价指标不易建立。 而赵昕等[48]较好地突破了风暴潮灾害间接损失数据缺乏的局限性，实现了风暴潮灾害间接经济损失的量化。

另一种评估和预测风暴潮灾害带来的社会经济损失的方法，是对沿海地区承灾体(人、财产、产业、资源、历史建筑等)进行脆弱性分析，这不仅能反映社会系统承受风暴潮灾害冲击的程度，而且便于不同地区根据实际情况采取科学合理的防灾减灾措施。 目前，风暴潮灾害的脆弱性研究已取得显著进展，但多数研究采用的评价方法是主观评价法，主观性较强，而赵昕及其团队先后以山东沿海七市为例，构建风暴潮脆弱性指标体系，运用层次分析法、熵值法测算七市的风暴潮脆弱性。 其中，《山东省沿海七市风暴潮脆弱性分析》[49]还结合聚类分析对沿海七市的脆弱性进行了分类。 《山东省沿海地区风暴潮灾害的脆弱性分析》[50]则对两种方法下测算的结果进行Kendall 一致性检验。 此外，二文都在分析影响各市脆弱性得分差异的基础上，提出了一些降低风暴潮灾害脆弱性的对策。

殷克东一直致力于风暴潮社会经济损失评估及与其相关的海洋经济发展与经济安全问题研究。 他与方胜民、赵领娣编著的《青岛近海风暴潮灾害损失与海洋经济安全预警》[51]以青岛地区为研究对象，从理论和实证两个角度，探讨了风暴潮灾害经济风险区划的理论和模型、经济损失评估的指标体系和等级划分模型、海洋经济安全指标体系及其预警模型等一系列重要问题，对探索新型海洋防灾减灾方式和发展模式，有效缓解社会经济损失、减轻沿海地区经济发展压力，提升海洋防灾减灾能力、维护海洋经济安全具有重要学术价值和意义。

按照防御措施性质划分，应对风暴潮灾害的措施大体包括工程性措施和非工程性措施两大类，在实际的防灾实践中，两类措施的恰当配合是有效抵御风暴潮灾害和减少损失的保证。 目前，关于山东沿海风暴潮灾害应对的研究，既有针对整个山东沿海的，如季明川《山东风暴潮灾及减灾对策》[52]、袁本坤等《山东沿海的风暴潮灾害及其防御对策研究》[53]；又有关注特定区域的，如刘凤树等《黄河口区风暴潮及其影响与预防对策的研究》[54]、刘学萍和黄本峰《烟台港风暴潮灾害及船舶安全管理对策》[55]。 它们基本都是在概括风暴潮灾害的灾情、特点与规律的基础上，针对现实防灾过程中存在的问题提出若干对策。

除了从宏观层面提出对策之外，一些学者转换视角，从评估沿海地区的防灾减灾能力出发，根据不同区域受灾程度的大小和防灾减灾水平的高低，确定风险区划，把握灾害分布格局，进而提出相应的解决方案。 这不仅对应对风暴潮灾害具有重要指导意义，而且可为区域发展规划的科学制定、土地资源的合理利用、沿海重大工程的顺利建设等提供依据。 殷克东等[56]以及刘强、张玉红[57]先后以青岛沿海风暴潮为例，建立了风暴潮灾害风险评价指标体系和风暴潮灾害易损性风险区划模型，将青岛区市划分为4 个不同风险等级，揭示了青岛近海地区风暴潮灾害风险的地域差异性；李莉、沈琼[58]以山东省沿海城市为研究对象，从防护设施水平、监测预警能力、社会防灾能力、恢复重建能力四个方面对沿海城市风暴潮防灾减灾能力进行综合评估，并提出了相应的防灾减灾对策。

这些研究提出的对策与前述研究看起来大同小异，但在很大程度上为对策实施提供了一套客观的参照标准，更具针对性和操作性，为因地制宜、更加精准和有效地制定与实施防灾减灾措施奠定了坚实基础。 当然，在指标选取方面，它们都还存在数量少、偏重承灾体易损性等不足，需要在综合考虑整个灾害体系的情况下，继续完善评价指标体系和区划模型。

近年来，在海洋史和灾害史都受到学界重视的背景下，海洋灾害史研究悄然兴起，成为一个颇具潜力的研究方向。 虽然目前关于山东沿海历史上风暴潮灾害的影响与应对的研究还处于探索阶段，但一些成果已经彰显出了历史学视野下灾害研究的特点与学术价值。 比如，蔡勤禹等[59]利用原始档案对青岛历史上最为严重的一次风暴潮灾害的发生经过、造成的各类损失作了分析总结，特别展现了不同组织和群体应对风暴潮灾害的种种努力及其相互之间的关系，让我们看到了人在灾害面前的反应。 此外，文章还反思了当时青岛在灾害预防和灾后赈救方面存在的一些不足，对我们进行城市的规划和防灾减灾具有借鉴意义。

4 结论与展望

改革开放以来，山东沿海风暴潮灾害研究取得了可观成绩，无论是灾害发生、发展的规律，还是灾害的预报预警，抑或灾害对自然环境和人类社会的影响，以及灾害的应对，都有显著推进。 而且气象学、海洋学、地质学、历史学、管理学、经济学等学科的学者纷纷参与其中，或从学科本位出发，或采用跨学科研究方法，促使风暴潮灾害研究呈现出多方参与、多头并进的局面。

截至目前，学界对山东沿海风暴潮灾害的成因、基本特征和规律的研究已经让我们颇为全面和深入地掌握了风暴潮产生的基本机制及其主要影响因子，为开展风暴潮灾害预报和防灾减灾工作奠定了良好的基础。 不过，在气候变化不确定性因素增多，极端天气增多，海洋生态系统遭到破坏，以及沿海地区社会经济规模不断扩大和日益频繁的背景下，有关风暴潮灾害发生、发展的基本规律的研究还面临着不少挑战，应在结合山东沿海风暴潮灾害一般特征的基础上，着重加强对那些引发重大灾害的典型风暴潮的研究，注意探究人类的各种活动在致灾风暴潮形成、演变中的角色。

近年来，国内外关于风暴潮预报的研究，日益朝着模型化、数字化、可视化的方向发展，山东沿海风暴潮数值预报虽已实现业务化运行，但面对复杂的海岸线和地形以及多变的天气系统，未来仍需探索建立更为精细化的风暴潮数值预报模型，并在不同时空条件下论证模型的适用性，进一步提升风暴潮灾害预报的及时性、准确性、可靠性。

按照可见程度和持续时间的长短划分，灾害对人类的影响大体包括“显性影响”和“隐性影响”两类，前者主要是指灾害在短时间内对人类生产、生活、生命财产等方面的影响，后者主要是指灾害在某个或多个时期内对政治体制、社会秩序、社会生活、人群心理等方面的影响。目前，就风暴潮灾害的影响而言，学界对前者的研究已取得可观的成绩，形成若干研究范式，而对后者的研究寥寥可数，还处于起步阶段。 在风暴潮灾害的应对方面，现有研究虽已突破单纯的规范研究范畴，但过于社会科学化的研究倾向，往往忽视了不同的人(群)在灾害面前的复杂心态、选择与行为方式。 对此，拉长时段，拓宽视野，内外联动，借助灾害研究和海洋研究的理论方法，加强人文视野下的研究，突出人的地位和作用，进一步丰富人们对海洋、海洋灾害与人类社会之间关系的认识，是值得继续开拓和深入探研的方向。