浙江沿海2010“10.25”溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害特征及成因分析

丁駿，王晶，王勤

（1.浙江大學(xué)，浙江杭州310058；2.浙江省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，浙江杭州310012）

浙江沿海2010“10.25”溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害特征及成因分析

丁駿1，2，王晶1，2，王勤2

（1.浙江大學(xué)，浙江杭州310058；2.浙江省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心，浙江杭州310012）

2010年10月25—29日，浙江省沿岸遭受了本海區(qū)近10年來(lái)最強(qiáng)溫帶風(fēng)暴潮襲擊，浙江北部沿海部分岸段出現(xiàn)超過(guò)當(dāng)?shù)鼐涑蔽坏母叱蔽?，寧波?zhèn)海、舟山定海和沈家門(mén)部分沿岸地區(qū)出現(xiàn)漫灘和內(nèi)澇等險(xiǎn)情。本文根據(jù)實(shí)況天氣圖、實(shí)況觀測(cè)資料和實(shí)況分析資料，分析了10.25溫帶風(fēng)暴潮的成因、特點(diǎn)，為今后預(yù)報(bào)此類(lèi)風(fēng)暴潮提供一些可借鑒的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。

溫帶風(fēng)暴潮；漫灘；內(nèi)澇；成因分析

1 引言

2010年10月25—29日，北方強(qiáng)冷空氣來(lái)襲，此次持續(xù)的冷空氣過(guò)程也是2010年入秋以來(lái)浙江遭遇的最強(qiáng)冷空氣，浙江沿海海面連續(xù)5天都出現(xiàn)了8—10級(jí)的大風(fēng)，其中，浙江嵊山站、南麂站、大陳站都觀測(cè)到了27—28 m/s（10級(jí)）的最大風(fēng)速。同時(shí)，肆虐的冷空氣還給浙江沿岸海域帶來(lái)了近十年來(lái)最強(qiáng)溫帶風(fēng)暴潮。在此次溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程中，影響最為嚴(yán)重的地區(qū)是杭州灣沿岸和浙江北部沿海，當(dāng)?shù)囟鄠€(gè)驗(yàn)潮站實(shí)測(cè)潮位均比正常潮位偏高100 cm以上，其增水幅度已達(dá)中等臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮級(jí)別。此次強(qiáng)冷空氣引發(fā)的溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害對(duì)浙江海島和沿岸地區(qū)居民的生活造成較嚴(yán)重的影響。海水的入侵和倒灌造成寧波鎮(zhèn)海、舟山定海和沈家門(mén)部分沿岸地區(qū)出現(xiàn)漫灘和內(nèi)澇等險(xiǎn)情（見(jiàn)圖1）。舟山海濱公園原本供市民休憩和遠(yuǎn)眺的觀海平臺(tái)被一片汪洋包圍；鎮(zhèn)海漁船碼頭的水產(chǎn)品來(lái)不及轉(zhuǎn)移已經(jīng)被潮水所淹沒(méi)；鎮(zhèn)海沿江路上的居民小區(qū)由于海水從下水道倒灌，造成嚴(yán)重內(nèi)澇；海上持續(xù)的大風(fēng)浪還造成了舟山和寧波地區(qū)大部分輪渡航班連續(xù)多日停航。

圖1 舟山海濱公園和鎮(zhèn)海漁船碼頭被海水淹沒(méi)的情形

國(guó)內(nèi)已有很多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)展溫帶風(fēng)暴潮的研究，王喜年[1]（2005）介紹了我國(guó)溫帶風(fēng)暴潮的時(shí)空分布特征及其預(yù)報(bào)方法；于福江[2]等（2002）對(duì)影響連云港的幾次溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程進(jìn)行模擬并建立了溫帶風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)模型；王世彬[3]對(duì)2009年“04.15”溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程預(yù)報(bào)及成因進(jìn)行了詳細(xì)分析；葉鳳娟[4]對(duì)天津沿海的一次溫帶風(fēng)暴潮的影響及特征進(jìn)行了詳細(xì)分析。本文根據(jù)實(shí)況天氣分析圖、實(shí)況水文、氣象觀測(cè)資料，分析了2010年“10.25”溫帶風(fēng)暴潮的成因、特點(diǎn)，為今后預(yù)報(bào)此類(lèi)風(fēng)暴潮提供一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2 “10.25”溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程氣象、海洋要素實(shí)況分析

2.1 天氣形勢(shì)分析

10月25日08時(shí)的500 hPa高空天氣圖上,整個(gè)亞歐地區(qū)呈現(xiàn)一槽一脊的天氣形勢(shì),槽線位于113°—120°E之間,東北西南走向,溫度槽落后于高度槽,有冷平流輸送，從10月25日和26日的地面形勢(shì)圖（見(jiàn)圖2—3）可以看出，10月25日08時(shí)左右，冷鋒鋒面進(jìn)入浙江北部海域，至26日08時(shí)冷空氣主體已經(jīng)侵入整個(gè)浙江海域，由于1014號(hào)臺(tái)風(fēng)的頂托作用，25日下午到26日浙江海域及沿海地區(qū)一直維持著氣壓梯度密集帶。

圖2 實(shí)況天氣圖

圖3 實(shí)況天氣圖

2.2 風(fēng)、浪實(shí)況

10月25日早晨起浙江海域風(fēng)力大增，下午開(kāi)始沿岸地區(qū)和外海海域出現(xiàn)了8—9級(jí)陣風(fēng)10—11級(jí)的東北大風(fēng)，平均風(fēng)7級(jí)以上大風(fēng)持續(xù)時(shí)間超過(guò)36 h。浙江的大陳、南麂站觀測(cè)到了28 m/s（10級(jí)）的最大風(fēng)速，嵊山站觀測(cè)到了27 m/s（10級(jí)）的最大風(fēng)速。浙江北部沿海7級(jí)以上的東北大風(fēng)一直持續(xù)到27日,南部沿海一直持續(xù)到29日。

10月25日上午起浙江海域的風(fēng)浪顯著增大,下午出現(xiàn)4 m巨浪，26日出現(xiàn)6 m狂浪，25—29日浙江海域一直維持4 m以上巨浪。本次過(guò)程我省海域南北兩個(gè)海上浮標(biāo)都觀測(cè)到了5.9 m的最大有效波高和9.5 m的最大波高，沿岸地區(qū)也出現(xiàn)了2—3的有效波高。由冷空氣引發(fā)這么大的波高在近10年以來(lái)也是罕見(jiàn)的。浙江海域QF205和QF207浮標(biāo)冷空氣過(guò)程風(fēng)力和波高見(jiàn)圖4—5。

圖4 浙江北部QF207浮標(biāo)風(fēng)速和波高

圖5 浙江南部QF205浮標(biāo)風(fēng)速和波高

2.3 風(fēng)暴潮實(shí)況特征分析

實(shí)況觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,本次溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程最大增水出現(xiàn)在杭州灣沿岸，杭州灣北岸的澉浦站最大增水達(dá)143 cm，乍浦站達(dá)141 cm，杭州灣南岸的鎮(zhèn)海站為107 cm，浙江中南部沿海岸段過(guò)程最大增水也都接近100 cm，是近10年來(lái)最強(qiáng)的溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程,增水幅度接近中等臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮級(jí)別，過(guò)程最大增水分布見(jiàn)圖6。

圖6 浙江省沿海風(fēng)暴增水分布圖

本次溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程浙北沿岸是影響最嚴(yán)重的岸段。25日中午前后鎮(zhèn)海、乍浦、定海站高潮位分別超過(guò)當(dāng)?shù)鼐涑蔽?0 cm、12 cm和4 cm。26日13時(shí)鎮(zhèn)海站高潮位仍然超過(guò)當(dāng)?shù)鼐涑蔽? cm,乍浦站則達(dá)到當(dāng)?shù)鼐涑蔽弧?/p>

圖7和圖8是乍浦站和鎮(zhèn)海站在本次溫帶風(fēng)暴潮中的潮位過(guò)程圖。從實(shí)況圖中可以看出，乍浦站和鎮(zhèn)海站過(guò)程增水具有明顯的潮汐周期波動(dòng)特征，過(guò)程最大增水分別出現(xiàn)在25日10時(shí)和12時(shí)，也就是冷鋒過(guò)境后2—4 h左右。冷鋒過(guò)境后沿海地區(qū)風(fēng)速迅速增加，當(dāng)偏北風(fēng)最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)，沿海觀測(cè)站的增水峰值也隨之出現(xiàn)。鎮(zhèn)海站的風(fēng)暴潮過(guò)程增水峰值恰好疊加在了天文高潮上，乍浦站的風(fēng)暴潮過(guò)程增水次峰疊加在了天文高潮上。

圖7 浙江乍浦站潮位過(guò)程圖

圖8 浙江鎮(zhèn)海站潮位過(guò)程圖

3 風(fēng)暴潮成因分析

3.1 北高南低的氣壓場(chǎng)

10月25日11時(shí)左右，冷鋒進(jìn)入浙江北部海域，此時(shí)1014號(hào)臺(tái)風(fēng)位于菲律賓以東海域，25日夜間到26日隨著造成冷空氣主體南下和1014號(hào)臺(tái)風(fēng)北上的共同影響，浙江沿海地區(qū)氣壓梯度加大，導(dǎo)致沿海風(fēng)力迅速增大，形成強(qiáng)烈而持久的向岸北到東北大風(fēng)。

3.2 強(qiáng)烈而持久的向岸大風(fēng)

從10月24日開(kāi)始，東亞地面氣壓場(chǎng)維持北高南低的形式，浙江海域維持著6級(jí)偏東風(fēng)，隨著冷鋒過(guò)境，25日起浙江海域風(fēng)力迅速增大，平均風(fēng)達(dá)7—8級(jí)，陣風(fēng)9—10級(jí)，沿岸的大陳、南麂站過(guò)程最大陣風(fēng)達(dá)28 m/s（10級(jí)）。浙江北部沿海7級(jí)以上的北到東北大風(fēng)一直持續(xù)到27日,南部沿海一直持續(xù)到29日。強(qiáng)烈而持久的東北大風(fēng)是出現(xiàn)風(fēng)暴潮大增水的重要因子。

本次溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程浙江北部岸段的沈家門(mén)海洋站增水曲線為波動(dòng)型（見(jiàn)圖9），有兩個(gè)較為明顯的波峰，對(duì)應(yīng)的最大增水分別為65 cm和66 cm，分別出現(xiàn)在25日15時(shí)和26日4時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大平均風(fēng)速分別為13.2 m/s和13.0 m/s，分別出現(xiàn)在25日17時(shí)和26日8時(shí)。本次過(guò)程沈家門(mén)站過(guò)程增水和風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.82，通過(guò)了99.9%的顯著性檢驗(yàn)，相關(guān)性非常顯著（自由度v=72-2=70,查相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表，a=0.001時(shí)，r0.001=0.38,由于∣r增水∣=0.82＞0.38,因此認(rèn)為，在a=0.001的顯著性水平上，增水和風(fēng)速的相關(guān)是顯著的）。擬合曲線為：

圖9 沈家門(mén)站溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程潮位圖

鎮(zhèn)海海洋站增水曲線為波動(dòng)型（見(jiàn)圖10），對(duì)應(yīng)的最大增水分別為107 cm，出現(xiàn)在25日12時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大平均風(fēng)速分別為14.3 m/s，出現(xiàn)在25日7時(shí)、8時(shí)。本次過(guò)程鎮(zhèn)海站過(guò)程增水和風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.40，也通過(guò)了99.9%的顯著性檢驗(yàn)，相關(guān)性非常顯著（r0.001=0.38,由于∣r增水∣= 0.40＞0.38，因此認(rèn)為，在a=0.001的顯著性水平上，增水和風(fēng)速的相關(guān)是顯著的）。鎮(zhèn)海站增水和風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)小于沈家門(mén)站，由此可以看出鎮(zhèn)海站風(fēng)暴增水的非線性效應(yīng)要大于沈家門(mén)站。該站的擬合曲線為：

圖10 鎮(zhèn)海站溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程潮位圖

3.3 天文高潮位與過(guò)程增水峰值的配置

本次過(guò)程適逢天文高潮，沿海幾個(gè)潮位站過(guò)程增水峰值過(guò)程恰好和天文高潮位重疊是造成實(shí)測(cè)潮位超越警戒潮位的主要原因。由于強(qiáng)烈的東北向岸大風(fēng)一直持續(xù)，導(dǎo)致沿海潮位站過(guò)程大增水一直維持，增水峰值過(guò)程很容易與天文高潮位相重合，這個(gè)特征在海島站體現(xiàn)地最典型。和臺(tái)風(fēng)引起的增水不同，浙江溫帶風(fēng)暴潮增水曲線受非線性效應(yīng)影響，基本都為波動(dòng)型，沒(méi)有明顯的增水主體，增水峰值過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，很容易和天文高潮位相重合，形成較高的實(shí)測(cè)潮位。

4 結(jié)論

受“10.25”冷空氣和“1014”號(hào)臺(tái)風(fēng)共同影響，又恰逢天文大潮期，使浙江海域遭受了近10年來(lái)最強(qiáng)溫帶風(fēng)暴潮侵襲，浙江北部沿海地區(qū)出現(xiàn)溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害，部分岸段出現(xiàn)海水漫堤和倒灌險(xiǎn)情，通過(guò)對(duì)本次過(guò)程的分析，我們得出以下結(jié)論：

（1）持續(xù)的強(qiáng)冷空氣和北高南低地面形勢(shì)是本次過(guò)程?hào)|北大風(fēng)持續(xù)的必要前提；

（2）強(qiáng)烈而持久的向岸東北大風(fēng)是造成本次溫帶風(fēng)暴潮災(zāi)害的主要因素；

（3）溫帶風(fēng)暴潮和臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮有兩個(gè)明顯區(qū)別，一是增水曲線多為波動(dòng)型，沒(méi)有明顯的增水主體，比臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮更平滑，增水峰值或次峰很容易與天文高潮相重合；二是影響浙江的溫帶風(fēng)暴潮主要由風(fēng)速和風(fēng)向決定，基本不用考慮氣旋效應(yīng)，但臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮中氣壓增水是不容忽視的；

（4）溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程中增水與風(fēng)速大小的相關(guān)關(guān)系非常顯著，用風(fēng)速大小的預(yù)報(bào)值基本就能推算增水大小的預(yù)報(bào)值；

（5）溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程和大風(fēng)引發(fā)的向岸大浪共同作用容易導(dǎo)致沿岸地區(qū)的堤防、船舶、養(yǎng)殖設(shè)施等造成嚴(yán)重危害，因此要特別注意提前發(fā)布此類(lèi)風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警；

（6）采用實(shí)況資料分析和統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)分析法能較好地預(yù)報(bào)此類(lèi)風(fēng)暴潮過(guò)程，在今后的預(yù)報(bào)中應(yīng)加強(qiáng)這方面經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

[1]王喜年.關(guān)于溫帶風(fēng)暴潮[J].海洋預(yù)報(bào)2005,22（S）:17-23.

[2]于福江,王喜年.戴明瑞.影響連云港的幾次顯著溫帶風(fēng)暴潮過(guò)程分析及其數(shù)值模擬[J].海洋預(yù)報(bào),2002,19（1）:113-122.

[3]王世彬.2009年“04.15”風(fēng)暴潮過(guò)程預(yù)報(bào)及成因分析[J].海洋預(yù)報(bào),2010,27(3):35-39.

[4]葉鳳娟.一次溫帶風(fēng)暴潮對(duì)天津沿海的影響及特征分析[J].天津航海,2010,4:54-55.

Characteristics of 2010.10.25 extratropical storm surge in Zhejiang

DING Jun1,2，WANG Jin1,2，WANG Qin2
（1.Zhejiang University，Hangzhou 310058 China；2.Marine monitoring and forecasting center of Zhejiang，Hangzhou 310012 China)

From October 25 to 29 in 2010,the coastal areas of Zhejiang Province had been attacked by the strongest extratropical storm surge in recent 10 years records.The high tidal level had exceeded the local warning point at some region of the northern coast.Some areas,for example,Ningbo,Zhenhai,Zhoushan and Shenjiamen,are suffered by the floodplain and waterlogging.The characteristics and causing reason of 10.25 extratropical storm surge are analyzed according to the live weather map,observation data and real data analysis,which could provide some reference to improve the forecasting accuracy.

extratropical storm surge；floodplain；waterlogging；causing analysis

book=52,ebook=52

P731

：A

：1003-0239（2012）04-0023-06

2011-08-14

海洋公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)“自主海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星微波遙感處理技術(shù)研究示范”（201102032-4）

丁駿（1978-），男，工程師，從事海洋環(huán)境預(yù)報(bào)工作。E-mail:ddjj7888@sina.com