1、 第六章 風(fēng)暴潮與災(zāi) 害性海浪1 風(fēng)暴潮與災(zāi)害性海浪的危害2 風(fēng)暴潮與災(zāi)害性海浪的成因3 風(fēng)暴潮與災(zāi)害性海浪的時(shí)空分布4 風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)5 6 風(fēng)暴潮及災(zāi)害性海浪防治措施11.風(fēng)暴潮與災(zāi)害性海浪的危害 風(fēng)暴潮的危害 由強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)引起的海面異常升高或降低，使受其影響海區(qū)的潮位大大的超過(guò)平常潮位的現(xiàn)象，也成為“風(fēng)暴海嘯”或“氣象海嘯”。 2風(fēng)暴潮的主要特點(diǎn)1.一年四季皆可發(fā)生 2.發(fā)生頻次多 3.增水強(qiáng)度大 4.規(guī)律復(fù)雜 5.風(fēng)暴潮沿河口上溯，對(duì)三角洲及 上游地區(qū)沿線堤防造成威脅和損害。3風(fēng)暴潮是重大的海洋災(zāi)害。海洋表層的海水是以風(fēng)浪的形式推向海岸的。風(fēng)暴潮能否成災(zāi)，在很大程度上取決于其最大風(fēng)暴潮

2、位是否與天文潮高潮相疊。4災(zāi)害性海浪的危害 由強(qiáng)烈大氣擾動(dòng)，在海上常能掀翻船只，給海上的航行、施工、軍事活動(dòng)及漁業(yè)捕撈等活動(dòng)帶來(lái)危害，這種海浪稱(chēng)為災(zāi)害性海浪。5災(zāi)害性海浪的危害 災(zāi)害性海浪在近海不僅沖擊摧毀沿海海岸、海塘、碼頭和各類(lèi)構(gòu)造物，還伴隨著風(fēng)暴潮沉損海岸沿線船只、席卷人畜，致使各種水產(chǎn)養(yǎng)殖珍品受損，農(nóng)作物受淹沒(méi)，大片土地鹽堿化，海浪所致泥沙運(yùn)動(dòng)使海港和河道淤塞。62000年風(fēng)暴潮災(zāi)害（含近岸臺(tái)風(fēng)浪災(zāi)）損失統(tǒng)計(jì) 7 “派比安”風(fēng)暴潮災(zāi)害損失 “桑美”風(fēng)暴潮災(zāi)害損失82.風(fēng)暴潮與災(zāi)害性 海浪的成因一、天氣系統(tǒng) 1.臺(tái)風(fēng) 熱帶氣旋指發(fā)生在低緯度海洋上的強(qiáng)大而深厚的氣旋性漩渦。其分為四類(lèi)；1.

3、熱帶低壓：近中心最大風(fēng)力68級(jí) 2.熱帶風(fēng)暴：近中心最大風(fēng)力89級(jí) 3.強(qiáng)熱帶風(fēng)暴：近中心最大風(fēng)力1011級(jí) 4.臺(tái)風(fēng)：近中心最大風(fēng)力12級(jí) 91011 2.溫帶氣旋 中高緯度的氣旋是有鋒面的稱(chēng)鋒面氣旋。某些鋒面氣旋和局部性低壓槽移動(dòng)也可造成大風(fēng)。因此，溫度氣旋是造成我國(guó)近海風(fēng)暴潮的另一種重要天氣系統(tǒng)。 1213 北方的寒冷空氣大規(guī)模的向南侵襲的過(guò)程。侵入我國(guó)的寒潮，其突出的天氣表現(xiàn)是大風(fēng)和劇烈降溫，常伴有雨雪、霜凍、冰凍等天氣現(xiàn)象。 3.寒潮1415二、海洋系統(tǒng) 1.海洋潮汐 潮汐是海水在天體引潮力作用下產(chǎn)生的周期性漲落運(yùn)動(dòng)。我國(guó)近海的潮振動(dòng)主要來(lái)自太平洋潮浪。 16天文大潮與小潮17 2.

4、河口潮汐 海洋潮波傳至河口引起河口水位的升降運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是1.漲潮時(shí)間短，落潮時(shí)間長(zhǎng)。2.高、低潮間隙自河口向上游遞增。3.潮差沿河程而變化。4.潮流為往復(fù)流，受河岸約束。 3.海平面上升18三、地理因素 1.沿海平原和三角洲 在國(guó)際上，一般認(rèn)為海拔5m以下的海岸區(qū)域易受氣候變化，海平面上升和風(fēng)暴潮災(zāi)害的危險(xiǎn)區(qū)域。我國(guó)沿海的河口和三角洲區(qū)域海水易堆積、難以擴(kuò)散，易造成災(zāi)害，是風(fēng)暴潮的重災(zāi)區(qū)。 2.海岸帶地質(zhì)環(huán)境 對(duì)整個(gè)渤海海岸帶的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大致可分為基巖海岸帶和泥砂質(zhì)海岸帶?；鶐r海岸是堅(jiān)硬的石質(zhì)，能抵擋住風(fēng)暴潮。泥砂質(zhì)海岸帶比較松軟，風(fēng)暴潮及災(zāi)害性海浪來(lái)襲時(shí)就易導(dǎo)致災(zāi)害。19四、人類(lèi)活動(dòng) 1.

5、防潮工程 自古以來(lái)，人們都用修造海堤的辦法來(lái)防御海潮的侵襲，至今這都是有效地措施。但由于多數(shù)海堤沒(méi)有達(dá)標(biāo)，造成那些低標(biāo)準(zhǔn)海堤在大潮災(zāi)面前顯得無(wú)能為力，這是沿海地區(qū)仍遭受巨大經(jīng)濟(jì)損失的根本原因。 2.地面沉降 長(zhǎng)江三角洲是我國(guó)地面沉降最為嚴(yán)重的地區(qū)，地面標(biāo)高變低，上海地區(qū)直接導(dǎo)致黃浦江高潮對(duì)市區(qū)造成災(zāi)害。 20 3.經(jīng)濟(jì)發(fā)展 隨著我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，沿?；A(chǔ)設(shè)施的增加，造成承災(zāi)體日趨龐大，使列入潮災(zāi)的次數(shù)增多。 4.過(guò)度開(kāi)發(fā) 人類(lèi)活動(dòng)經(jīng)常成為海岸侵蝕災(zāi)害的主要因素。沿岸采砂，不合理的海岸工程建設(shè)，過(guò)度開(kāi)采地下水，是分類(lèi)活動(dòng)直接導(dǎo)致的海岸侵襲的常見(jiàn)原因。213 風(fēng)暴潮與災(zāi)害性海浪的時(shí)空分布一、

6、風(fēng)暴潮時(shí)空分布 1.主要發(fā)生區(qū) 從氣象學(xué)上劃分，全球共8個(gè)熱帶氣旋多發(fā)區(qū)：西北太平洋、東北太平洋、北大西洋、孟加拉灣、阿拉伯海、南太平洋、西南印度洋、東南印度洋。我國(guó)是世界上遭受風(fēng)暴潮災(zāi)害最嚴(yán)重的三個(gè)國(guó)家之一。除我國(guó)外，另外兩個(gè)國(guó)家是孟加拉國(guó)和美國(guó)。 2.主要發(fā)生時(shí)間 多見(jiàn)于夏秋季節(jié)，特點(diǎn)是來(lái)勢(shì)猛、速度快、強(qiáng)度大、破壞力強(qiáng) 22 3.臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮傳播過(guò)程 大致可分為三個(gè)過(guò)程： 1.臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)在大洋時(shí)表現(xiàn)為海面的微微上升或換換下降，謂之“先兆波”。 2.風(fēng)暴已逼近或過(guò)境時(shí)，該地區(qū)產(chǎn)生急劇水位升高，謂之主振階段。 3.風(fēng)暴過(guò)境后仍存在存在一系列振動(dòng)，謂余振針階段。23二、災(zāi)害性海浪時(shí)空分布 1.災(zāi)害性海

7、浪的時(shí)空分布 海區(qū)臺(tái)風(fēng)浪寒潮浪溫帶氣旋浪總次數(shù)年均次數(shù)渤海21012240.9黃海2386551545.5東海115104472669.5臺(tái)灣海峽7785111736.2巴士海峽19310529810.6南海21817639414.1合計(jì)628566125130946.824 2.災(zāi)害性海浪的年際變化 我國(guó)近海及其鄰近海域發(fā)生次數(shù)具有明顯的年際變化，每年發(fā)生次數(shù)在1038之間，年平均為26.3次，并有23年的連續(xù)高、低頻次年組現(xiàn)象。目前對(duì)災(zāi)害性海浪發(fā)生頻次的年紀(jì)變化只能做隨機(jī)現(xiàn)象看待。 3.災(zāi)害性海浪的年內(nèi)分布 我國(guó)近海全年都有災(zāi)害性海浪發(fā)生，各月差別較大，11月最多，5月最少。254 風(fēng)暴潮

8、預(yù)報(bào)一、風(fēng)暴潮的預(yù)報(bào)進(jìn)展 20世紀(jì)30年代就已經(jīng)在天氣預(yù)報(bào)和潮汐預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始風(fēng)暴潮的預(yù)報(bào)研究工作。70年代較全面的開(kāi)展風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)工作。1978年經(jīng)國(guó)家海洋局主管部門(mén)審定，正式批準(zhǔn)作為國(guó)家局預(yù)報(bào)項(xiàng)目。 一次嚴(yán)風(fēng)暴潮災(zāi)害觀測(cè)和預(yù)報(bào)的成功，可減少人員傷亡95%以上，減少經(jīng)濟(jì)損失20%到50%。二、風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的性質(zhì)和要求 風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)分消息、預(yù)報(bào)、警報(bào)3種。風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)就是要預(yù)報(bào)風(fēng)暴條件下，沿岸風(fēng)暴潮位水時(shí)間變化，指出受影響的嚴(yán)重岸段，進(jìn)而將其疊加在沿岸驗(yàn)潮站的正常潮位預(yù)報(bào)值之上，最終預(yù)報(bào)處將出現(xiàn)的最高潮位與潮時(shí)。26三、風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)的方法 一般分為兩大類(lèi)： 1.經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)，簡(jiǎn)稱(chēng)經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)。 主要用回

9、歸分析和統(tǒng)計(jì)相關(guān)來(lái)建立指標(biāo)站的風(fēng)、氣壓等要素與預(yù)報(bào)點(diǎn)風(fēng)暴潮之間的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)方程和相關(guān)圖表，包括極值預(yù)報(bào)和過(guò)程預(yù)報(bào)兩類(lèi)。 2.動(dòng)力數(shù)值預(yù)報(bào)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)值預(yù)報(bào) 隨著計(jì)算機(jī)的普及，世界各國(guó)正在采用數(shù)值預(yù)報(bào)方法進(jìn)行風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)。風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)系指數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和風(fēng)暴潮數(shù)值計(jì)算二者組成的統(tǒng)一體。275 海浪預(yù)報(bào)一、海浪預(yù)報(bào)的進(jìn)展 自古以來(lái)，人類(lèi)不斷探索風(fēng)浪規(guī)律。20世紀(jì)50年代后，人們對(duì)波浪沉入研究，把海浪研究理論推向新階段。80年代初，建立在海洋學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的海浪數(shù)值預(yù)報(bào)模式得到發(fā)展，成為海浪預(yù)報(bào)發(fā)展新方向。二、海浪計(jì)算的要素 描述海浪的要素主要是波高、波周期、波長(zhǎng)和波速。波高指相鄰波峰和波谷

10、之間的垂直距離。波周期是相鄰的兩個(gè)波峰相機(jī)通過(guò)一固定點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。波長(zhǎng)是相鄰兩波峰之間的水平距離。波速是指波峰在單位時(shí)間內(nèi)的水平位移。28三、我國(guó)海浪預(yù)報(bào)和警報(bào)制作及發(fā)布 制作海浪預(yù)報(bào)首先需獲得當(dāng)天海上海浪和海洋氣象監(jiān)測(cè)資料，預(yù)報(bào)員根據(jù)資料分析當(dāng)天海上海浪實(shí)況，根據(jù)常規(guī)天氣預(yù)報(bào)方法預(yù)報(bào)出未來(lái)海上風(fēng)場(chǎng)。四、海浪預(yù)報(bào)方法 （一）經(jīng)驗(yàn)法 1.Bretcheider方法 2.Wilson方法 3.井島方法29 （二）半經(jīng)驗(yàn)半理論方法 1.有效波預(yù)報(bào)方法 2.波普預(yù)報(bào)方法 3.能、譜綜合預(yù)報(bào)方法 （三）數(shù)值預(yù)報(bào)方法 第一類(lèi)模型基于Boussinesq方程，直接描述海浪波動(dòng)過(guò)程水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 第二類(lèi)模型依據(jù)緩坡方程，基于海浪要素在海浪周期和波長(zhǎng)時(shí)空尺度上緩變的事實(shí) 第三類(lèi)模型基于能量平衡方程式，計(jì)算深海和陸架海的海浪306 風(fēng)暴潮及災(zāi)害