风暴潮 （一种气象灾害）

简介

风暴潮主要由强烈天气系统作用(热带气旋、温带气旋、强冷空气等)引起，在风暴向岸边移动时，受海面大气压强分布不均匀和大风影响，海水被强风牵引涌向岸边，使海平面明显升高，风暴潮的深度可在几分钟内快速从几厘米上升到一米或更高，可以推进到距海岸极远的地方，如果适逢天文大潮，往往会导致水位暴涨，造成严重的危害。

定义

风暴潮定义

风暴潮：中国气象局对的定义是由于热带气旋、温带天气系统、海上飑线等风暴过境时引起的强风和气压骤变，导致局部海面振荡或非周期性异常升高或降低的现象。美国国家飓风中心(National Hurricane Center)对风暴潮的定义分为Storm Surge和Storm Tide两个定义标准，Storm Surge是由风暴的狂风所产生的水位异常上升现象，超过预测的天文潮汐，可达到20英尺以上的高度，可以跨越几百英里的海岸线。Storm Tide是比Storm Surge更高的风暴潮，由Storm Surge和天文大潮一同组成。

相关概念定义

• 风暴增水简称为增水，是风暴潮中局部海面振荡或非周期异常升高现象。

• 风暴减水简称为减水，是风暴潮中局部海面振荡或非周期异常降低现象。

• 最大风暴潮也称为最大风暴增水是一次风暴潮过程中逐时增水达到的最大值。

形成

形成条件

风暴潮的形成主要是水面的风应力作用和气压变化作用引起水位急剧变化，通常引起水位急剧变化的大气扰动包含热带气旋(例如台风、飓风)、温带气旋、寒潮或冷空气。水面的风应力作用是诱发浅水风暴潮的主要原因，气压变化作用是诱发深水风暴潮的主要原因。风暴潮的大小与风暴的结构、强度、路径、移速、海岸和海底地形、水深、纬度、潮汐作用等相关因子有关。

形成过程

风暴潮的形成大致分为3个阶段：

第1阶段，在台风、飓风在大洋深处或外海时，潮位已受影响表现为海平面的微升或微降，这种来临前趋岸的波称为先兆波。

第2阶段，风暴逼近或过境是，该地区水位上升，潮位可以达到数米，被称为主振阶段。

第3阶段，风暴过境后，主振阶段结束，会存在一系列的自由波振荡，被称为余振阶段。

分类及特点

分类方式

风暴潮的分类有多种方法，按照风暴潮潮位与水深比值的不同可以分为“浅水风暴潮”和“深水风暴潮”；按照诱发风暴潮的大气扰动特性不同可以分为“台风风暴潮”和“温带风暴潮”两类；按照产生风暴潮的水域特征可以分为封闭、半封闭、海湾中的风暴潮和广阔流域中的风暴潮。国际上多采用按诱发风暴潮的大气扰动特性的分类特点来区分风暴潮的类型。

分类特点

等级划分

风暴潮等级划分分为风暴潮强度等级、高潮位超警戒程度等级和风暴潮灾度等级三个等级划分。

风暴潮强度等级

依据最大风暴增水（一次风暴潮过程中的逐时增水的最大值）的大小将风暴潮强度分为特强、强、较强、中等和一般五个等级。

高潮位超警戒程度等级

警戒潮位是一种潮位值，达到一定值之后沿岸可能出现险情需进入戒备状态。警戒潮位分为单一值和蓝色、黄色、橙色、红色警戒潮位四值两种，验潮站根据不同的使用方式设定不同的高潮位超警戒程度等级。

风暴潮灾度等级

风暴潮灾度分为特别严重、严重、较重和一般四个等级，灾度等级标准为验潮站发布的风暴潮强度等级指数和高潮位超警戒程度等级指数数量。

风暴潮灾度Hd主要由风暴潮强度等级指数（Is）和高潮位超警戒程度等级指数（Iw）两部分组成，主要是由发布各级别对风暴潮强度和高潮位超警戒程度的验潮站个数综合计算而来。

灾度 H_d=Is+Iw

风暴潮强度等级指数（Is）=I级风个数X20+II级个数X16+III级个数X12+IV级个数X8+V级个数X4

高潮位超警戒程度等级指数（Iw）=I级风个数X20+II级个数X15+III级个数X10+IV级个数X5

命名系统

风暴潮一般以诱发天气系统来命名，台风引起的风暴潮以台风名称+风暴潮命名，如2005年登陆中国9号台风被命名为0509号强台风，由台风引起的风暴潮被称为“0509台风风暴潮”。温带风暴潮多以发生日期命名，如2003年10月11日的发生的风暴潮被称为“03.10.11”温带风暴潮。

影响因素

影响因素

风暴潮的影响因素主要分为四个方面，包括热带气旋的大小及强度、热带气旋相对岸边的移动方向、海岸线的形状和天文大潮的叠加。其具体的影响因素包括风暴的大小、强度、路径、移速、海岸和海底形态、水深、纬度、海水的热力、动力因子等。

热带气旋的大小和强度

1. 大小。热带气旋的风场会推动大片的海洋波动，其强风也会影响特定区域较长的时间，风暴潮模拟结果显示，在其他条件相同下，半径为100千米的热带气旋引起的风暴潮要比半径为50千米的热带气旋引起的风暴潮高。

2. 强度。较低的中心气压会产生较大的吸力，热带气旋的强度也会导致较强的风形成，风眼处的气压最低，导致海洋表面的水位上升来抵消气压差，在强风的作用下风暴潮会向海岸移动到达海岸时可以引起更大幅度的水位上升。风暴潮模拟结果显示，在其他条件相同下，最低中心气压为920百帕斯卡的热带气旋要比最低中心气压为980百帕斯卡的热带气旋引起的风暴潮要高。

热带气旋的路径和移速

1. 路径。热带气旋在靠近海岸时候形成的风暴潮要比离岸时产生的风暴潮要高，在北半球热带气旋呈逆时针方向转动，由南向或西南向登陆的热带气旋会产生东风或东南风将海水推向岸边堆高，由东向或北向登陆的热带气旋则会形成北风或西北风将海水推离岸边。

2. 移速。台风风暴潮与台风的移动速度呈对数关系，台风移动的速度越快，产生的风暴潮越大，这种增大趋势随着移动速度的加大而变缓。

海岸线和海底形态

1. 海岸线的形状。在封闭海区、半封闭海区和海湾产生的风暴潮要比海峡的高，封闭或袋形地形更容易将海水困住形成海水堆叠使海平面升高。

2. 海底地形。海底地形会对风暴潮的高度和速度产生影响，海底地形的斜度和深度可以影响潮水的速度和方向。

3. 水深、宽度。大陆架的宽度和坡度可以影响风暴潮的大小，与陡坡相比，浅坡可能会产生更大的风暴潮。

潮汐作用

潮汐可以产成海洋表面周期性的水位变化 ，潮汐产生的水流与海浪结合可以形成更高的增水与减水现象，在遇到天文高潮时，风暴潮与天文高潮相叠，尤其是与天文大潮期的高潮相叠，极易形成风暴潮灾害。

造成影响

风暴潮引起的灾害居海洋灾害之首，虽然风暴潮引起的灾害严重程度低于海啸，但由于其发生频率远远造成海啸的发生频率，故而风暴潮在历来造成的灾害损失要比海啸严重的多。

风暴潮减水

风暴潮减水减水使海水迅速退回，造成海底和沿岸地区地表裸露，导致对海底的冲刷和对海岸的侵蚀，造成水土流失、海岸构筑物破坏海滨浴场退化；还可以使航道水深骤减，增加船舶触礁的可能。

风暴潮增水

风暴潮增水使水位在短时间内急剧上升，海水可能冲毁堤坝、破坏城市基础设施；淹没农田导致土地盐碱化；破坏海岸河口植被，导致沿海生态环境恶化；风暴潮可以将轮船托上岸造成轮船碰撞、搁浅或者沉没；还会影响滩涂和海边的养殖区，破坏水产养殖和盐业生产。

风暴潮分布

风暴潮灾害时间分布

风暴潮及其灾害具有突发性、季节性的特点，主要发生在热带气旋和温带气旋多发季，灾害类型以台风风暴潮灾害为主，温带风暴潮灾害较少，一次过程一般为数十分钟至数十小时。

季节变化特征

温带风暴潮：温带风暴潮以春季、秋季为多发季节，较大风暴潮主要发生在晚秋、冬季和早春。

台风风暴潮：台风风暴潮一年四季均可发生，以7~10月为高发期以8~9月为最高峰。

年际变化特征

风暴潮具有明显的年际变化的特点，一般为7~18年为一个周期，温带风暴潮的年纪变化幅度较大，台风风暴潮成灾数量较多。

风暴潮灾害空间分布

风暴潮灾害世界分布

风暴潮通常发生在所有迎向陆地风的海岸，世界上风暴潮主要影响地区为受热带气旋、温带气旋、冷锋影响的沿海地区。

风暴潮灾害中国分布

中国大陆海岸线南北纵跨温热两带，风暴潮可以遍布整个沿海地区，但灾害发生的频率、程度和成因都各不相同。渤海、黄海沿岸地处高纬度地区，主要受温带风暴潮威胁，偶有台风风暴潮发生；东南沿海地区位于低纬度地区，主要受台风风暴潮威胁。主要受灾的岸段集中分布在渤海湾至莱州湾沿岸、江苏省小洋河口至浙江省中部沿岸、福建宁德至闽江口沿岸、广东汕头至珠江口沿岸、雷州半岛东部沿岸、海南岛东北部沿岸六个地区。

监测与预警

监测体系

目前大多数风暴潮受灾国家都建立了风暴潮的监测、预报和警报体系，通过监测体系将收集到的资料传到分析预报中心，由计算机将资料进行分析处理后，由预报人员发出预报、警报，再由电视、电台、手机短信等广播宣传系统进行播发。目前主要的监测体系分为地面监测和空中监测两部分组成。

地面监测体系

地面监测体系包括设立验潮站、风暴潮传感器、沿海雷达、海上浮标、船舶和海上平台等观测资料进行数据收集可，可以获得风暴潮位、增水速度、海平面气压、海面风向风速、台风中心气压、台风强度、台风移动路径、台风最大风速半径等信息。

验潮站：风暴潮监测站，是风暴潮监测系统的主要组成部分，可以实时监测风暴潮要素，包括风暴潮位值、增水速度、加速度、越堤浪视像，以及温度、湿度、风速、风向、气压、雨量等。

风暴潮传感器：风暴传感器是可以记录测量水位、水速、气压等数据的测量仪，用以计算洪水在横穿各种水体和地貌时的速率、主要渗透路径、持续时间以及冲击沙丘和建筑基础设施的波浪高度和频率等。

空中监测体系

空中监测体系包括特种飞机气象探测、探空气球探测、遥感气象探测等，主要是对台风、温带气旋进行监视、跟踪，提供相关台风、温带气旋的降水强度、回波高度、范围、分布以及大气温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素。

高空探测：高空探测是将探空气球携带无线电探空仪升空将不同高度的以无线电信号的形式发回地面，高空气象探测是基础性高空资料的主要来源，但其受限于高空探空站密度不高也是制约预报水平的因素。

多普勒天气雷达探测：多普勒天气雷达可对台风进行监视、跟踪，雷达探测不仅可以提供台风的降水强度、回波高度、范围和分布状况，还可以对台风内部的风场结构进行观测研究，对台风登陆前后的螺旋雨带、台风眼壁的垂直累积含水量与降水量和眼区速度谱宽、台风内中尺度环流等进行分析，研究台风登陆前后强度和速度的变化。但雷达探测也存在着雷达回波数据短缺、异常点和晴空回波定标精度不高，影响回波测量；降水量测量等定量化产品不足等制约因素。

遥感气象探测：主要是利用气象卫星、雷达和其他遥感仪器等设备进行的气象要素探测。卫星多通道资料的应用有助于改进台风生成潜势、结构和强度等的估计，也有利于提高热带气旋数值模式初始场的准确度。

预警体系

风暴潮预警根据高潮位达到的警戒潮位划分为蓝色警戒潮位、黄色警戒潮位、橙色警戒潮位、红色警戒潮位四个等级，受不同气旋的影响提前发布预警警告，热带气旋的风暴潮预警需要提前24小时发布，温带气旋的风暴潮警告需要 提前12小时发布预警。

防范

来临前防范措施

工程措施：在可能遭受风暴潮灾害的沿海地区修筑防潮工程，如防潮堤坝、挡潮闸等。沿海地区也可以通过保护湿地来减少风暴潮灾害，沼泽、河口、泥滩等湿地在风暴潮来临时可以像海绵一样吸收风暴潮中的水和能量，淤泥和沼泽植被可以降低风暴潮带来的冲击。

非工程措施：主要指监测预报和紧急疏散计划，加强海上和沿海的风、气压、水位观测，及时发现证照，做出预警预报能力，提前做好疏散和转移计划，减少风暴潮带来的损失。

来临前躲避措施

1. 及时了解台风或强温带天气等灾害性天气系统影响，了解各级预报部门发布的风暴潮预警报。

2. 需要转移时应携带必要药品，少量重要物品尽快转移。

3. 提前熟悉疏散路线，远离海岸，选择地势较高的公共场所。

4. 关闭所有设施开关，将物品放于高处。

5. 船舶在航行中遭遇风暴潮袭击，应主动采取应急措施，及时与岸上有关部门联系，弄清船只与风暴潮的相对位置，尽快动员船员将船只驶入避风港，封住船舱。

风暴潮与海啸的区别

风暴潮和海啸虽然都会引发洪水泛滥造成破坏，但其实是由不同原因形成的自然灾害。

风暴潮是由低气压和强风引起的海平面升高，主要与热带气旋和温带气旋有关。

海啸是由海底火山爆发、地震等水下事件产生的，主要是受强烈地震或陨石、小行星冲击引起的，海啸是一种巨大的海浪（一般在10米或以上），在震源区、发生地时很小，到达浅水区时体积变大引发潮水灾害。

相关气象研究

风暴潮的研究方向主要涉及风暴潮的类型、特征、活动规律、诱发原因等机制进行分析探讨，研究方法主要有理论方法、经验统计预报方法和数值模拟的方法，其中数值模拟方法是研究风暴潮最直接的方法。近年来 已经形成了较好的预报效果，欧美地区对风暴潮的数值预报始于20世纪50年代，依托其先进的计算机技术和适于风暴潮数值预报的数值天气预报技术，以及系统的监测网络和先进的观测技术，在风暴潮数值预报方面处于领先地位。在如荷兰、丹麦、澳大利亚等发达国家也都有比较成熟的数值研究模型，来模拟风暴潮的增水发生的位置和可能洪水淹没范围、台风登陆可能的致灾范围等。中国的风暴潮研究始于20世纪70年代，以浅海风暴潮理论为风暴潮数值预报基础，在该理论基础上建立了二维全流模式逐步形成了中国风暴潮数值预报模式。近年来随着量测设备技术及计算机技术的进步风暴潮研究的基本理论和研究方法也在不断提升，建立高精度、快捷计算的风暴潮数值预报模式仍将是风暴潮研究的主流。

历史事件

• 1970年11月13日发生在孟加拉湾的热带气旋，引发的风暴潮形成的风暴增水超过6米，导致恒河三角洲一带30万人丧生，溺死牲畜50万头，100多万人无家可归。

• 1959年9月26日，伊势湾台风在日本名古屋一带登陆引发风暴潮灾害，最大风暴增水达3.45米，最高潮位达5.81米。风暴潮导致伊势湾沿岸的防波堤和海岸堤坝被冲毁，造成5180人死亡，六万余人受伤，受灾人口达150万，造成经济损失月5512亿日元。

• 8007台风风暴潮（Joe台风风暴潮），发生于1980年，由第7号台风乔伊（Joe）引起的风暴潮，台风登陆时近中心最大风速38米/秒，风力超过12级，导致中国粤西地区出现有记录以来最大的风暴潮，最大增水值5.94米，广东省因灾死亡296人，失踪137人，农作物受灾370多万亩，经济损失5亿元。

• 1992年8月28日受16号强热带风暴和天文大潮的共同影响，在中国沿海地区引发风暴潮灾害，风暴潮先后波及福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、河北和辽宁等省、市，海水冲破堤岸造成194人死亡，毁坏海堤1170公里，受灾农田193.3万公顷，受灾人口达2000多万，直接经济损失90多亿元，是1949年以来影响范围最广的风暴潮灾害。

注释

暴潮强度等级为I级的验潮站个数，以下同理II至IV级

高潮位超警戒程度等级为I级的验潮站个数，以下同理II至IV级