台风除了引发洪水外,还会使海水上涨,超出海平面10英尺 (3米)或以上时,激起的巨大海浪袭击内陆,对沿途一切造成破坏。海平面的突然上涨叫做风暴潮,风暴潮也称气象海啸或风暴海啸。由于台风和伴随的大风或强低气压引起气压剧变,从而导致海面出现异常显著的升降现象。
由于台风中心气压极低,对海水的吸吮作用使海面升高,当台风中心气压低于正常气压100百帕时,海面就会上升1米。台风中心引起海洋上汹涌的波浪有时纵深达200千米,但在海上的船舶几乎是感觉不到的。巨浪以50千米/小时以上的速度快速向前推进。
此外,风暴潮还有一个可怕的特点:接近海岸时,由于海底摩擦作用,波速变慢,波浪变陡,波高不断增大。有时,滔天恶浪竟在岸边涌成一道高达40米的水墙。
一般说来,波浪的高度只有6~10米,但这也足以使海浪所到之处的一切荡然无存。
较大的风暴潮,特别是风暴潮与天文潮高潮叠加时,会引起沿海水位暴涨,海水倒灌,狂涛恶浪,泛滥成灾。台风移近陆地或登陆时,由于其中心气压很低及强风可使沿岸海水暴涨,形成风暴潮,常会掀起狂涛猛浪,浪高可达10米以上,致使海浪冲破海堤、海水倒灌,造成生命财产的巨大损失。
风暴潮形成的原因
风暴潮能否成灾,在很大程度上取决于其最大风暴潮位是否与天文潮高潮相叠,尤其是与天文大潮期的高潮相叠。当然,也决定于受灾地区的地理位置、海岸形状、岸上及海底地形,尤其是滨海地区的社会及经济(承灾体)情况。如果最大风暴潮位恰与天文大潮的高潮相叠,则会导致发生特大潮灾
产生风暴潮的第一种因素是热带气旋内的气压下降,这会引起风暴风眼下的海平面升高。过去我们习惯于认为“水会找平自己的水位”。如果在一个装满水的无盖容器的底部用一根管子与另一个同一水平高度装了一半水的容器相连,水就会从装满水的容器流到装一半水的容器,直至两个容器的水位相同。两个容器水位相同的原因是各个容器水面上的气压相同。空中的大气对两个容器中每平方米的水的压力相同,这就是用虹吸管从一个容器吸到另一个容器的原因。
海洋上,各地的气压不同,所以海洋上空的气压在各处不一样。气压高的地方,海平面下降,气压低的地方,海平面升高。令人吃惊的是,各处的海平面也不一样。气压下降每平方英寸 (1百帕)可以使海平面上升0.5英寸 (13毫米)。卫星上的仪器能够准确测量海平面的高度,气象学家根据这些测量数据,准确计算出海平面的气压。
在1级台风中,这些气压会使海平面大约升高14英寸 (35.5厘米),在5级热带气旋中,会使海平面大约升高40英寸 (1米)。当台风风眼靠近海岸时,海平面会上升到这种高度。即使海平面上升得不多,但是如果正好碰上高潮,也可以在低洼的沿海地带造成洪水。
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台风风暴潮灾害造成损失的案例
我国历史上因台风风暴潮灾害造成的生命财产损失触目惊心,最严重的当属上海地区1696年发生的一次特大风暴潮。《松郡志》记载:“康熙三十五年六月初一日,大风暴雨如注,时方状亢旱,顷刻沟渠皆溢,欢呼载道。二更余,呼海啸,飓风皆大作,潮挟风威,声势汹涌,冲入沿海一带地方几数百里。宝山纵亘六里,横亘十八里,水面高于城丈许,嘉定、崇明及吴淞、川沙、拓林八、九团等处,漂没千丈,灶户一万八千户,淹死者共十万余人。黑夜惊涛猝至,成人不服相顾,奔窜无路,至天明水退,而积尸如山,惨不忍言。”
1949年新中国成立后,我国几乎每年都会发生台风风暴潮,严重的潮灾平均每2~3年一次。死亡人数最多的是1956年8月2日,发生在浙江省象山县的5612特大台风风暴潮灾,在强风暴潮的袭击下,沿海海塘溃决,海水涌入内陆,纵深10千米一片汪洋,淹没农田41万亩,冲毁房屋7万多间,死亡4629人。
随着沿海经济的迅速发展,台风风暴潮灾害造成的损失也日趋严重,由20世纪50年代的几亿元左右到80年代的平均每年几十亿元。而进入90年代以来,平均每年直接经济损失超过100亿元,台风引起的风暴潮已成为制约我国沿海经济可持续发展的一个比较重要的因素。
1980年7月22日,在我国广东省雷州半岛登陆的8007号 (Joe)台风产生的南渡潮位站的风暴潮高度为5.94米。这次风暴潮造成414人死亡,12万间房屋毁损,约400千米海堤被冲垮,船只被打沉打散失踪的多达3000条,湛江港一艘外轮被抛到防护坝上,经济损失达4亿元。
1997年9月18日至9月21日,受第11号台风和天文大潮的共同作用,中国东部沿海发生了一次严重的风暴潮灾。潮灾先后波及福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、河北、辽宁等省,受灾人口达2000多万人,死亡220人,毁坏海堤1170多千米,受灾农田193.3万公顷,成灾33.3万公顷,直接经济损失高达308亿元。
近几年数场台风使我国江苏省沿海最大增水达到3米,超过历史最高潮位,严重威胁到了人民群众的生命与财产安全。
2001年9月发生在美国佛罗里达州沿海的热带风暴“戈登”却产生了6英尺 (1.8米)的海浪。台风“奥帕尔”产生的12英尺 (3.7米)的海浪袭击了美国海岸。正是这些海浪及引发的洪水造成大部分财产损失。
历史上有一些风暴潮比这些更猛烈,后果更严重。1961年台风“墨罗特2号”产生13英尺 (4米)的风暴潮,海浪冲击了日本的大阪城。1992年8月下旬,热带风暴“波莉”在中国天津港造成20英尺 (6米)的风暴潮。1979年“弗雷德里克”台风在美国亚拉巴马州的莫比尔海湾入口处造成15英尺 (4.6米)的风暴潮。
尽管上面提到的风暴潮很大,但是与历史记载的最大的风暴潮相比还逊色很多。1899年3月,历史上最大的风暴潮发生在澳大利亚昆士兰北部梅尔维尔角附近的巴瑟斯特海湾。这次风暴叫做海湾台风“巴瑟斯特”,产生42英尺(13米)高的风暴潮。海浪摧毁了一个采集珍珠的船队,100艘船上的水手都沉入海里丧生,岸上也大约死亡100人。
巴瑟斯特海湾遭受了历史上最大的风暴潮,但是造成的损失却不是最大。损失最大、最致命的风暴潮发生在1900年的美国得克萨斯州的加尔维斯顿岛,那里人口密集,岛屿全部受风暴潮袭击,损失惨重。
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