河北沿海1909号台风风暴潮过程和分析

张坤兰 傅圆圆 李桂敏 杨超 杨雯

摘要：为促进对台风风暴潮灾害的预报预警 ，减少灾害带来的损失 ， 文章综合分析2019年第9号台风“利奇马”对河北沿海引发的严重台风风暴潮灾害过程。研究结果表明：台风“利奇马”是2019年以来登陆我国的最强台风和1949年以来登陆浙江的第三强台风 ， 给河北沿海造成长时间和高强度的风暴增水过程;水体远距离输运、东北大风、天文高潮和增水相结合 ，使河北沿海出现3次超过蓝色警戒潮位的高潮位 ，其中1次超过红色警戒潮位 ，这在20年来是首次;其中 ， 强烈而持久的东北风是造成增水的主要原因。

关键词：利奇马;台风风暴潮;风暴增水;警戒潮位;海洋灾害

中图分类号：P429;P458.1+24;P732      文献标志码：A       文章编号：1005-9857（2021）12-0103-04

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

ZHANG Kunlan，FU 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

根据诱发风暴潮的大气扰动特征 ， 风暴潮可分为热带气旋引起的台风风暴潮和温带天气系统引起的温带风暴潮2个类型。其中 ， 温带风暴潮在我国渤海沿岸以春季、秋季和冬季发生最多 ， 频发区和严重区依次为莱州湾、渤海湾和辽东湾沿岸。造成河北沿海发生温带风暴潮的天气形势以冷锋（寒潮和强冷空气）配合低压类最为严重 ， 其次是强冷锋类，再次是强孤立温带气旋类和热带气旋类[1]。

我国历史上曾發生多次严重的风暴潮灾害，尤其是台风风暴潮往往伴随狂风、暴雨和巨浪 ， 风、雨、潮和浪同时侵袭而来，导致沿海地区海水满溢、海堤决口、田地被淹、养殖区被冲和建筑物被毁，直接威胁沿海地区经济建设和居民生命财产安全[2]。本研究综合分析2019年第9号台风“利奇马”北上穿过山东进入渤海海面，对河北沿海引发的严重台风风暴潮灾害，为类似台风风暴潮灾害的预报预警提供参考。

1 1909号台风“利奇马”

2019年第9号台风“利奇马”于8月4日生成于菲律宾以东洋面，7日升级成台风，7日23时加强为超级台风并持续向 WN方向移动，10日1时在浙江温岭沿海登陆，登陆中心附近最大风力为16级 ， 中心最低气压为930hPa。登陆后“利奇马”强度减弱并向偏 N方向移动，随后纵穿浙江和江苏移入黄海海面，11日20时在山东青岛沿海再次登陆，登陆中心附近最大风力为9 级 ， 中心最低气压为980hPa。随后“利奇马”移入渤海海面并不断减弱 ， 13日14时停止编号。

台风“利奇马”是2019年以来登陆我国的最强台风和1949年以来登陆浙江的第三强台风，具有登陆强度大、风雨强度大、持续时间长和灾害影响大等特点。据初步统计，台风“利奇马”给河北沿海造成的直接经济损失约为3.3亿元，其中受灾损失主要包括水产养殖设施、防波堤和护岸损毁，沙滩侵蚀，木栈道、景区设施、标志牌和海水浴场护网损坏以及农田和盐田淹没。在“利奇马”台风风暴潮过程中，河北沿海最大风暴增水值为226 cm，河北省海洋预报台发布红色风暴潮警报，这是20年来河北首次将风暴潮警报级别上升到红色。

2 天气形势

根据8月10日20时的500 hPa高空图，整个亚欧地区呈现“两槽两脊”形式 ， 中纬度河套地区有低槽存在，槽前有西南气流输送，海上副热带高压偏北偏西，我国东部沿海大部分地区由副热带高压的偏南气流控制。台风“利奇马”在低压槽前西南气流和副热带高压偏南气流的共同影响下，快速向偏 N方向移动。12日20时西风槽减弱并北移至蒙古地区，副热带高压减弱东撤，热带低压“利奇马”减弱。

根据8月11日8时的地面天气图，台风“利奇马”中心即将到达山东半岛 ， 中心附近最大风速为 23m/s，气压为982hPa;11日20时50分“利奇马”在青岛登陆 ， 12日5时穿过山东半岛进入莱州湾海面。

3 河北沿海“利奇马”台风风暴潮过程

本研究采用的潮汐和气象数据均为沧州、曹妃甸、京唐港和秦皇岛监测站的实测资料，风暴潮4色警戒潮位引自《2013年河北省海洋警戒潮位核定报告》。

8月11日“利奇马”位于江苏北部，随后不断向偏 N方向移动并在青岛黄岛登陆，随后穿过山东半岛进入莱州湾海面。受“利奇马”影响，渤海西部沿海出现迅猛的风暴增水，增水一直持续到13日上午。随着“利奇马”强度减弱和风速减小，其对水体的驱动效应不断减弱， 渤海西部沿海的增水过程结束。

受“利奇马”影响，河北沿海沧州、曹妃甸、京唐港和秦皇岛出现严重的风暴增水过程。从8月11日0时起，受东北风不断增大的影响，河北沿海开始出现持续的风暴增水并不断增大。沧州和曹妃甸于11日23时左右风暴增水达到最大值，分别为226cm 和165cm;京唐港于12日2时左右风暴增水达到最大值，为112cm;秦皇岛于12日1时左右风暴增水达到最大值，为76cm。

根据沧州、曹妃甸、京唐港和秦皇岛4个监测站的实测数据，沧州、曹妃甸和京唐港分别出现3次超过蓝色警戒潮位的高潮位，其中分别有1次超过红色警戒潮位;秦皇岛共出现2次超过蓝色警戒潮位的高潮位，其中有1次超过橙色警戒潮位（表1）。8月13日 ，随着“利奇马”影响的不断减小，风速和风暴增水不断减少， 河北沿海的风暴增水过程结束，潮位逐步恢复正常。

4 风暴增水与气象要素的相关分析

4.1 风速与增水

从4个监测站的实测数据来看 ， 自8月11日8时起 ，沧州沿海的风力为6级 ， 6级以上大风持续36h，7级大风持续12h，风向主要为 EN;京唐港沿海的风力为6级 ， 秦皇岛和曹妃甸沿海的风力为5级。

对本次风暴潮过程中4个监测站的增水值和风速进行分析 ，风速与增水值存在一定的相关关系[3] ， 表明强烈而持久的东北风是造成增水的主要原因。

4.2 气压与增水

当有热带气旋影响时 ，气旋中心与四周形成极强的气压度力 ， 由于空气的辐合上升运动 ， 辐合力使海水向中心集中而造成海面增水 ， 因此气压差越大 ，增水越明显[4]。在受“利奇马”影响的河北沿海风暴增水过程中 ， 4个监测站的气压与增水值基本呈反相关的关系。以沧州为例 ， 随着“利奇马”中心不断靠近渤海湾 ，沧州沿海的气压不断降低而增水不断增加 ， 当气压开始上升时增水逐渐回落。

4.3 天文潮汐对风暴增水的影响

许多研究结果已证实 ，气象要素影响产生的风暴增水与天文潮汐有密切关系。当气象要素影响产生的风暴增水与天文潮汐的高潮位相叠加时 ， 风暴增水更加迅猛 ，造成的危害更加严重[4]。渤海湾的潮汐为不规则半日潮 ， 即1 d 之内出现2次高潮和2次低潮。在“利奇马”台风风暴潮过程中 ， 4个监测站风暴增水的日最高潮位均出现在后半日 ，且出现时间与天文高潮基本重合。

5 风暴增水的原因和特点

根据风暴增水过程 ，结合台风“利奇马”的位置和天气形势 ， 以沧州沿海为例详细分析风暴增水的原因和特点。

8月11日0时起 ， “利奇马”位于江苏东南部 ， 中心气压为982 hPa，最大风速为23 m/s。受台风外围影响 ，北黄海和渤海基本被东南风控制。受偏 E 向大风分量的影响 ， 黄海中部和南部的水体通过渤海海峡远距离输运到渤海内部 ，使渤海湾内的水体不断堆积 ，沧州沿海在低潮期仍出现40～70 cm 的增水。11日8时“利奇马”移至江苏东北部 ， 沧州沿海为6～7级的东北风 ， 同时天文潮汐处于涨潮阶段 ，风暴增水不断加大。 11日12时43分 ， 在前半日天文高潮期间 ，沧州沿海出现本次风暴潮过程中第一次超过蓝色警戒潮位的高潮位（486cm） ，增水值为134 cm。

8月11日20时50分 ， “利奇马”在青岛黄岛再次登陆 ，并由台风降为热带风暴 ， 其中心距渤海湾越来越近 ，沧州沿海的风力维持在7级 ，风暴增水在低潮期有小幅回落但一直保持高位。 11日23时6分 ，在后半日天文高潮期间 ，沧州沿海出现本次风暴潮过程中第二次超过蓝色警戒潮位甚至超过红色警戒潮位的高潮位（574cm） ，增水值达到峰值为226 cm。

8月12日5时 ， “利奇马”穿过山东半岛移入莱州湾海面并开始回旋打转 ， 强度继续减弱 ， 此时沧州沿海为6级的东北风 ，风暴增水为173 cm 且呈下降趋势。12日13时43分 ，东北大风继续控制沧州沿海 ，在前半日天文高潮期间 ， 沧州沿海出现本次风暴潮过程中第三次超过蓝色警戒潮位的高潮位（484cm） ，增水值为131cm。

随着“利奇马”逐渐减弱 ， 渤海海峡水体输运通道的风向转为偏 S方向 ，对水体的输送能力减弱[5] ， 影响渤海的远距离输运增水有所回落。 8月12日21时后 ， 沧州沿海的风力降为6级以下 ， 增水也慢慢回落。

综上所述 ，河北沿海“利奇马”台风风暴潮主要具有5个特点。①持续时间长。自8月11日0时起 ，河北沿海出现较大增水 ，至13日14时风暴潮过程持续超过62h;台风风暴潮发生时 ， 河北沿海的天文高潮和增水相叠加 ， 出现3次超过警戒潮位的高潮位。②警报级别高。本次台风风暴潮过程中 ， 沧州、曹妃甸和京唐港均出现1次超过红色警戒潮位的高潮位 ，这在20年来是首次;秦皇岛也出现超过橙色警戒潮位的高潮位。③与以往河北沿海的台风风暴潮过程不同 ，本次台风风暴潮过程出现的3次增水均是由黄海水体远距离向渤海内输运和本地东北大风的共同作用造成的。④本次台风风暴潮过程中 ，沧州、曹妃甸和京唐港3次高潮位的时间与天文高潮同步 ， 且第二次增水过程均更加迅猛 ， 并出现本次台风风暴潮过程的最高潮位。⑤8月11日22-23时 ， 当河北沿海出现最大增水时 ， 热带风暴的位置处于山东半岛 ， 渤海湾受其前部影响处于东北大风控制区。在本次台风风暴潮过程中 ，增水值与风速的相关系数较高 ， 表明强烈而持久的东北风是造成增水的主要原因。

6 结语

台风“利奇马”是2019年以来登陆我国的最强台风和1949年以来登陆浙江的第三强台风。8 月11日“利奇马”在青岛黄岛二次登陆 ，并在山东半岛附近缓慢移动 ，给河北沿海造成长时间的风暴增水过程;水体远距离输运、东北大风、天文高潮和增水相结合 ，使河北沿海出现3次超过蓝色警戒潮位的高潮位 ，其中1次超過红色警戒潮位 ， 这在20年来是首次。每年的7-8月我国北部海区多发生台风风暴潮[6] ，其对渤海西岸造成的危害往往更大。了解和分析“利奇马”强台风风暴潮过程有助于准确地判断和预报本地台风风暴潮过程 ，从而减少风暴潮灾害带来的损失。

参考文献

[1] 仉天宇 ， 于福江 ，吴玮 ， 等.河北黄骅风暴潮灾害风险评估及防治对策[A].风暴潮灾害防治及海堤工程技术研讨会论文集编委会.风暴潮灾害防治及海堤工程技术研讨会论文集[C].北京：水利水电出版社 ，2008：256-262.

[2] 张坤兰 ，张彦龙 ，王文娟.一次强台风引发的沧州沿海风暴潮过程及成因分析[J].海洋预报 ，2014，29（4）：42-46.

[3] 李希彬 ， 张秋丰 ， 牛福新 ， 等.天津沿海一次非典型台风风暴潮分析[J].海洋开发与管理 ，2014，31（12）：40-43.

[4] 周树华 ，张芹 ， 刘桂才.莱州湾风暴潮天气的气候特征及预报[J].安徽农业科学 ，2010（26）：322-323，327.

[5] 杨晓君 ，何金海 ， 吕江津 ， 等.对一次温带气旋引发渤海风暴潮过程的数值模拟[J].气象与环境学报 ，2010，26（4）：61-65.

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