沧州沿岸风暴潮变化特征分析

傅圆圆 张坤兰 杨 超 姚 远

（国家海洋局秦皇岛海洋环境监测中心站，河北 秦皇岛066002）

0 前言

按诱发风暴潮的大气扰动的特征来划分，通常把风暴潮分为热带气旋引起的台风风暴潮和由温带气旋引起的温带风暴潮两大类[1]。渤海沿岸的风暴潮过程是由局地风“直接作用”及外部天气系统“间接影响”共同作用引起的，且它们引起的风暴潮时空分布明显不同。“利奇马”台风风暴潮中，“直接作用”引起的风暴增水在渤海湾占总风暴增水的2/3[2]。北上台风主要在每年的7~9月影响渤海[3]。“达维”影响期间是天文大潮期，天文高潮时沧州沿海出现了超警戒潮位的高潮位，而后“达维”中心在沧州沿海带来的东北大风使风暴增水值达到最大[4]。沧州风暴增水主要是因为强烈持久的向岸大风[5]。受天气系统和海岸线地形的影响，7~10月是河北省风暴潮高发时段，沧州市沿海受到风暴潮影响的次数最多[6]。风暴潮没有特别固定的线性规律，对风暴潮最主要的措施应是以防御为主[7]。渤海海域近岸工程后风暴潮增水有增加的趋势，寒潮风暴潮期间，增水增加明显[8]。海平面上升对黄骅的漫滩影响非常明显，有效防范风暴潮灾害的同时，在气候变化的大背景下，应进一步研究和提出应对海平面上升的长效防治措施[9]。

黄骅站位于渤海西南海岸，由于特殊的地理位置，海洋灾害时常发生。本文基于1965——2019年的风暴潮统计数据和资料，分析黄骅验潮站的风暴潮特征及其成因，有利于防灾减灾。

1 沧州风暴潮统计及成因分析

1．1 风暴潮资料统计

历史资料表明，河北省沿海风暴潮比较严重，尤其是位于渤海湾沿岸的沧州市岸段。表1为1965年以来沧州沿海致灾风暴潮灾害统计，1965——2019年，沧州沿岸致灾风暴潮有16次，年均约0.29次，近十年致灾风暴潮占全部的43.7%，近年来受全球气候变暖的影响，致灾风暴潮存在明显增加趋势；月最多在8月为6次，月次多为9月、10月，均为3次；受台风影响造成的风暴潮灾害共8次，1次出现在7月，1次出现在9月，其余均出现在8月，沧州灾害性台风风暴潮的多发期基本与台风同步。灾害性温带风暴潮的季节变化也非常明显；每年3~4月、10~11月正值春秋过渡季节，冷暖空气频繁活跃在我国北方海域，温带气旋、强冷空气频繁发生，1965年以来黄骅8次灾害性温带风暴潮集中发生在3~4月和10~11月。

表1 1965年以来沧州沿海致灾风暴潮灾害统计表

表2为有记录以来台风和温带系统造成的最大增水和最高潮位值，结果显示，黄骅港台风风暴潮最大增水值为245 cm，对应的最高潮位为595 cm，出现原因为9711号台风。温带风暴潮最大增水255厘米，发生在1997年11月12日；温带风暴潮最高潮位为565 cm，出现在2003年10月11日。温带风暴潮的最高潮位和最大增水均是由冷锋配合低压（俗称北高南低型）的温带天气系统造成的。

表2 黄骅验潮站最大增水和最高潮位（单位：cm）

沧州沿海风暴潮主要对港口、码头、路基、防潮防浪堤坝、盐田、海水养殖场、渔船、城镇、乡村等基础设施和渔业警戒造成危害。由黄骅近年来16次风暴潮灾害统计资料可以看出，水产养殖、养殖设备设施、防波堤、护岸损毁、农田及盐田淹没等为风暴潮易灾区。

1.2 风暴潮增水成因分析

影响黄骅的主要天气系统有：冷高压、温带气旋、冷高压和温带气旋结合和热带气旋。大风是严重危害该海域海上活动安全的气象要素，当渤海吹偏东大风时，强风驱赶海水自峡口和辽东湾向渤海湾流动，造成黄骅岸段较大增水。当大的增水适逢天文潮位高潮时，就会导致较高水位，甚至引起潮灾。表1中16次致灾风暴潮，冷高压和温带气旋结合导致的致灾风暴潮共2次，强冷空气诱发的风暴潮共6次，温带气旋未造成损失，台风风暴潮共8次。5种典型的成因具体情况如下：

1.2.1 冷高压和温带气旋结合

温带气旋包括北方气旋（东北低压、黄河气旋、渤海低压）和南方气旋（江淮气旋、东海气旋及南方低压倒槽）。2003年10月11日发生在渤海沿岸的特大风暴潮，地面形势图见图1。黄骅站最高潮位565 cm，达到当地橙色警戒潮位（537 cm），损失达3.04亿元。

图1 2003年10月11日08时地面天气图

1．2．2 冷高压（单一冷空气影响）

2016年10月22日，受南下强冷空气影响，这类冷高压强度大，风力大且为东北方向，极易造成渤海湾地区大浪和风暴增水，地面形势图见图2。黄骅站出现了547 cm的高潮位，最大增水为188 cm，超出风暴潮橙色警戒潮位（537 cm）10 cm，达到风暴潮橙色警报标准，这次风暴潮灾害给沧州沿海地区造成了重大灾害，沿海风浪加上潮水，部分养殖区被淹、航道回淤等，灾害损失较为严重，经济损失为1.676亿元。

图2 2016年10月22日地面天气图

1．2．3 温带气旋

2016年7月20日，沧州沿海受出海气旋前部的影响出现了3~5级东-东南大风，日最大风速10.3 cm/s，地面形势图见图3。虽然黄骅站的风力较小，但由于黄骅站海域天文潮较高，黄骅站最大增水98 cm，最高潮位473 cm，达到当地蓝色警戒潮位（470 cm）。本次增水和最高潮位相比其他致灾风暴潮较弱，未有经济损失。

图3 2016年7月20日地面图天气图

1．2．4 台风

（1）北上型

2012年8月3~4日受强热带风暴“达维”北上影响，沧州沿海发生了灾害性台风风暴潮和海浪灾害，地面天气形势见图4。强热带风暴“达维”中心给沧州沿海带来的8级以上东北大风使风暴增水值达到最大，最大风暴增水值158 cm，最高潮位517 cm，达到了风暴潮黄色警戒潮位（503 cm）。这次强热带风暴给沧州沿海造成极大的灾害损失，据初步统计渤海新区受损的绿化树木和部分村庄房屋，损毁的港口码头、堤坝及受灾养殖区和被淹盐田等直接经济损失大约1.7亿元。

图4 2012年8月3日第10号台风“达维”影响的地面形势

（2）登陆转向型

2019年1909号台风“利奇马”为2019年以来登陆中国的最强台风和1949年以来登陆浙江第三强的台风，地面形势图见图5。8月11~13日，沧州沿海最大风暴增水值为226 cm，最高潮位577 cm，达到了风暴潮红色警戒潮位（570 cm）。受其影响，沧州市损失达2.2亿万元。

图5 2019年第9号台风“利奇马”影响的地面形势

2 结论

本文基于沧州黄骅站多年的实测数据以及统计资料，统计了黄骅1965——2019年风暴潮灾害情况，受台风影响造成的风暴潮灾害共9次，近十年致灾风暴潮占全部的43.7%；主要出现在8月，沧州灾害性台风风暴潮的多发期基本与台风同步。灾害性温带风暴潮的季节变化也非常明显，1965年以来黄骅8次灾害性温带风暴潮集中发生在3~4月和10~11月，多为冷空气诱发导致。

分析历史上四种典型的风暴潮成因类型（冷高压、温带气旋、冷高压和温带气旋结合和热带气旋），冷高压和温带气旋结合导致的致灾风暴潮共2次，强冷空气诱发的风暴潮共6次，而温带气旋未致灾，台风风暴潮共8次。