霞石

[拼音]：fengbaochao

[外文]：storm surge

由颱風、溫帶氣旋、冷鋒的強風作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統引起的水面異常升降現象，又稱風暴增水或氣象海嘯。風暴潮是一種重力長波，週期從幾小時到幾天不等，介於地震海嘯和低頻的海洋潮汐之間，振幅可達數米。1969年發生在美國密西西比州的帕斯·奇里斯蒂安附近的風暴潮，潮位高達7.4米。風暴潮是沿海地區的一種自然災害。它和相伴的狂風巨浪，可引起水位暴漲、堤岸決口、農田淹沒、房摧船毀，釀成災害。例如，1970年11月12～13日發生在孟加拉灣沿岸地區的一次颶風暴潮，最大增水超過6米，曾導致20餘萬人死亡和約 100萬人無家可歸。在較大的風暴潮和潮汐高潮相疊的情況下，必然造成更大的災害，但這種情況比較罕見。

通常把風暴潮分為溫帶氣旋引起的溫帶風暴潮和熱帶風暴（颱風）引起的熱帶風暴潮兩類。

溫帶風暴潮

多發生於春秋季節，中緯度沿海各地都可見到，如北海和波羅的海沿岸、美國東岸和日本沿岸，經常出現這種風暴潮，它以潮位變化的穩定和持續為其特點。每逢春秋過渡季節，中國北部海區在北方冷高壓配合南方低壓（槽）的天氣形勢影響下發生的風暴潮，也有類似的特點。

熱帶風暴潮

屢見於夏秋季節，總伴有急劇的水位變化。北太平洋西部、南海、東海、北大西洋西部、墨西哥灣、孟加拉灣、阿拉伯海、南印度洋西部、南太平洋西部沿岸和諸島嶼等，凡是熱帶風暴影響的沿海地區，均有熱帶風暴潮發生。中國東南沿海也是這類風暴潮的多發地區。

典型的熱帶風暴引起的風暴潮位變化的過程，大致經歷3個階段的變化(見圖)：

（1）當風暴還在很遠的海面或洋麵上時，可能由於風暴移動速度小於當地自由長波速度，便有“先兆波”先於風暴到達岸邊，引起沿岸的海面緩慢上升或下降（初振階段）；

（2）當風暴逼近測站或過境時，海面直接感受到風暴的影響，沿岸水位急劇升高，這時風暴潮位可達極大值（高達數米），持續時間約數小時（主振階段）；

（3）當風暴離境後，水位的主峰已過，但風暴潮並不穩定地下降，仍殘留著一系列明顯的波動──假潮、邊緣波或陸架波（見陸架攔獲波）（餘振階段）。當風暴移動速度等於或接近於當地長波的波速時，將出現共振現象，導致水位猛增，極易釀成潮災。在大陸架上，即使沒有風暴的直接作用，也能產生由外海風暴潮以自由波的形式傳入的風暴潮。

作用於水面的風應力和氣壓變化的作用相比，前者是誘發淺水風暴潮的主要強迫力，後者是誘發深水風暴潮的主要強迫力。這種深水風暴潮的潮位很少超過 1米，其值可用靜壓關係近似地表達，即氣壓下降（升高）1毫巴，海面升高（降低）1釐米。風暴移動越慢，這種近似表達的精度越高。海水越淺，風暴潮的非線性效應將變得越加重要。風暴潮的大小和風暴的結構、強度、路徑、移速、海岸和海底形態、水深、 緯度及海水的熱力-動力性質等因子密切相關。

位於太平洋西岸的中國，颱風季節長，頻數多，強度大，過渡季節冷氣團和暖氣團在北部海區又十分活躍，加上中國海擁有助長風暴潮發展的廣闊的大陸架海區，使中國不僅是世界上多風暴潮災的國家和地區之一，而且其最大風暴潮的高度名列世界前茅。譬如中國渤海的萊州灣地區在歷史上的最高潮位超過3.5米，東南沿海地區則達到5.94米，後者為中國有逐時潮位記錄以來風暴潮的最高記錄，居世界第三位。

表中資料是從複雜的驗潮曲線中分離出來的。通常認為風暴潮由實測水位值減去對應時刻的潮汐推算值的“剩餘”來表徵，這種基於線性疊加原理的分離方法，只有當風暴潮和天文潮的非線性耦合效應不顯著時，方有良好的近似。

為了減少因風暴潮災給人們帶來生命財產的損失，從20世紀50年代起，世界各主要沿海國家相繼建立了風暴潮的觀測、警報和預報系統，開展了風暴潮的預報服務工作。

現行的風暴潮預報方法很多，歸納起來大體可分為兩類:經驗統計預報和動力-數值預報。前者的主要思路是依據歷史資料，用數理統計方法建立氣象要素（如風和氣壓等）和特定地點風暴潮之間的經驗函式關係；後者是利用天氣數值預報提供的有關風暴的預報資料，或海面的風和氣壓場的預報資料，在一定的初始條件和邊界條件下，用數值方法求解控制海水運動的動力學方程組，從而算出特定海域內未來的風暴潮。

經驗統計的預報方法簡單易行，早期各國就是利用這種方法預報單站極值風暴潮的。但是僅僅作這種預報是不夠的，因為用以衡量出現的風暴潮災的，並非風暴潮的極值本身，而是潮汐和風暴潮在對應時刻疊加的最高水位。人們為了滿足實際需要，隨後提出了單站風暴潮過程的預報方法。這類方法仍廣泛用在各國的業務預報中。動力-數值預報方法是從 50年代發展起來的。1954年，H.基維西爾德首先利用人工計算的辦法，成功地作了這方面的嘗試。隨著電子計算機的使用，W.W.漢森於1956年根據這種方法計算了北海的風暴潮，獲得較為滿意的結果。這些計算都是針對二維問題進行的，它無法提供風暴潮流的鉛直結構。為了彌補這一缺陷，隨後又發展了風暴潮的三維數值計算模式，並利用多種方法進行計算，使風暴潮的數值模擬結果更加精確。風暴潮的動力-數值預報方法，雖然只在美國和英國等少數國家正式用於業務中，但由於這種方法具有巨大的優越性，已成為現代風暴潮預報方法的主要發展方向。應該指出，除了需要深入掌握風暴潮的發生和發展的規律，以便建立完善的風暴潮預報模式外，風暴潮預報精度的提高，有賴於海上天氣數值預報的進一步完善。

從60年代起，中國風暴潮工作者致力於風暴潮理論及其預報方法的研究，先後建立並逐步完善了超淺海風暴潮理論，探索了從海洋和大氣相互作用觀點出發研究和計算風暴潮的可能途徑，討論了淺海海洋對風暴潮的響應，對中國沿海各個海區的風暴潮成功地進行了數值模擬，研究了海面風場的數值計算和預報。風暴潮的監測和通訊系統已在中國全國範圍內建立，以經驗-統計預報方法為主，結合動力-數值預報方法，使風暴潮業務預報工作日臻完善。

參考書目

馮士筰編著:《風暴潮導論》，科學出版社，北京，1982。P.Welander，Numerical Prediction of Storm Sur-ges，Advances in Geophysics，Vol.8，pp. 315～379，1961。