鄧兆青，袁方超

（廈門海洋預(yù)報臺，福建廈門 361008）

0908號臺風(fēng)“莫拉克”風(fēng)暴潮影響分析

鄧兆青，袁方超

（廈門海洋預(yù)報臺，福建廈門 361008）

首先分析了0908號臺風(fēng)“莫拉克”從生成、發(fā)展到消亡的天氣特征及自身特點(diǎn)，并就本次臺風(fēng)對福建沿海造成的風(fēng)暴潮災(zāi)害進(jìn)行了較詳細(xì)的分析與總結(jié)。本次風(fēng)暴潮表現(xiàn)出明顯的潮周期性，這一現(xiàn)象為天文潮位和風(fēng)暴增水之間顯著的非線性特征，是非線性耦合作用的結(jié)果。文中根據(jù)天文潮曲線與風(fēng)暴潮曲線之間的關(guān)系，對這種非線性作用進(jìn)行了初步分析。

0908號臺風(fēng)；福建沿海；風(fēng)暴潮；非線性關(guān)系

1 引言

福建地處中國東南沿海，每年7、8月份，多受到臺風(fēng)的侵襲，2009年第8號臺風(fēng)“莫拉克”是2009年對福建、臺灣影響最大的臺風(fēng)。從“莫拉克”中心離開臺灣島到在福建沿海再次登陸，歷時近31 h，移速非常緩慢。0908號臺風(fēng)“莫拉克”對福建沿海、臺灣島造成了巨大的暴雨、海浪、風(fēng)暴潮災(zāi)害，尤其是臺風(fēng)云團(tuán)尾部滯留臺南上空，造成臺南水災(zāi)嚴(yán)重。本次臺風(fēng)是典型的穿島轉(zhuǎn)向型臺風(fēng)，該臺風(fēng)造成的沿岸各驗(yàn)潮站風(fēng)暴增水與天文潮位之間呈現(xiàn)明顯的非線性關(guān)系。在歷史臺風(fēng)資料中，類似的臺風(fēng)路徑較少，因此分析其運(yùn)行特點(diǎn)，及對沿岸造成的風(fēng)暴潮災(zāi)害，對以后的海洋災(zāi)害預(yù)報工作有著重要的意義。

2 臺風(fēng)特征分析

2.1 路徑分析

2009年第8號熱帶風(fēng)暴“莫拉克”于8月4日在菲律賓以東洋面生成，5日凌晨加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，5日14時左右加強(qiáng)為臺風(fēng)。此后受到副高邊緣東南氣流的影響“莫拉克”向西北偏西方向移動，移動速度時快時慢，并于7日23時左右在臺灣省花蓮市沿海登陸,登陸時中心附近最大風(fēng)力有13級（40 m/s）。8日9時前后移入臺灣海峽海面（24.6°N，120.6°E），中心附近最大風(fēng)力有13級（38 m/s）。8日10時至9日16時，“莫拉克”在臺灣海峽盤旋并緩慢向偏北方向移動，強(qiáng)度略微減小。直至9日16時20分，“莫拉克”在福建省霞浦縣沿海登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力有12級（33 m/s），路徑見圖1?！澳恕彪x開臺灣島到在福建沿海再次登陸，歷時近31 h，移速緩慢。

2.2 臺風(fēng)概況

0908號臺風(fēng)“莫拉克”生成初期，副熱帶高壓在其東側(cè)，高壓脊西伸至120°E附近（見圖2a），0908號臺風(fēng)“莫拉克”在副熱帶高壓邊緣東南氣流的引導(dǎo)下一直維持相對穩(wěn)定的西北偏西路徑移動。從8月7日的500 hPa高空圖分析可知，由于短波槽東移的影響，副熱帶高壓減弱東退，此時,前期減弱的0907號臺風(fēng)“天鵝”再次加強(qiáng)為熱帶風(fēng)暴，在海南島上空徘徊。登陸臺灣島后，在氣壓梯度力和向極力的支配下，臺風(fēng)路徑繞向副熱帶高壓西部邊緣轉(zhuǎn)向偏北方向移動。8號夜間，0908號后方的擾動云團(tuán)獨(dú)立發(fā)展成0909號熱帶風(fēng)暴“艾濤”，形成了3個熱帶氣旋相互牽制的局面（見圖2b），雖然由于三者的相對距離較遠(yuǎn)，沒有出現(xiàn)明顯的打轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但是由于引導(dǎo)氣流的減弱及三者的牽制作用，“莫拉克”以5 km/h的移動速度緩慢北上。登陸霞浦后由于摩擦、降雨等影響，臺風(fēng)強(qiáng)度迅速減弱，并在西風(fēng)帶的影響下轉(zhuǎn)向東北方向移動。

圖1 臺風(fēng)路徑

圖2a 8月6日08時500 hPa天氣圖

0908號臺風(fēng)“莫拉克”從生成之初，水汽補(bǔ)充非常充足，整個移動過程中，臺風(fēng)眼區(qū)并不明顯。臺灣登陸及離開臺灣后，其尾部仍然滯留臺灣島南部上空，帶來強(qiáng)降雨，造成嚴(yán)重水災(zāi)。圖3（a,b,c,d）是部分時次的衛(wèi)星云圖。

2.3 臺風(fēng)特征

（1）0908號臺風(fēng)“莫拉克”為典型的穿島轉(zhuǎn)向型臺風(fēng)，登陸臺灣島前路徑相對穩(wěn)定，基本為西北偏西行，進(jìn)入臺灣海峽后轉(zhuǎn)為偏北向移動；

圖2b 8月9日08時500 hPa天氣圖

（2）受到0907熱帶風(fēng)暴“天鵝”和0909熱帶風(fēng)暴“艾濤”的影響與牽制作用，在臺灣海峽移動速度非常緩慢，從離開臺灣島到再次登陸，歷時近31 h，創(chuàng)歷史之最；

（3）本次臺風(fēng)過程水汽補(bǔ)充充足，帶來強(qiáng)降雨天氣，甚至在臺灣造成嚴(yán)重水災(zāi)。

3 福建沿海風(fēng)暴增水特征

3.1 過程增水分析

在本次臺風(fēng)過程中，福建沿海各驗(yàn)潮站都出現(xiàn)了不同程度的風(fēng)暴增水，其中，崇武海洋站、三沙海洋站水位超過當(dāng)?shù)鼐涑蔽?，廈門、東山、平潭海洋站均出現(xiàn)了接近警戒潮位的高潮位，其中廈門海洋站最大增水為160 cm，為歷史第二最大增水。表1中給出了0908號“莫拉克”期間福建沿海各海洋站的最高潮位和過程最大增水以及其出現(xiàn)時刻，從中可以明顯看出，臺風(fēng)過程最大增水并未疊加在最高潮位上。

圖3 臺風(fēng)“莫拉克”部分時次的衛(wèi)星云圖

采用傳統(tǒng)的利用實(shí)測潮位減去潮汐調(diào)和分析預(yù)報天文潮位方法得到風(fēng)暴增水，并繪制過程增水曲線（見圖4）。分析知，本次臺風(fēng)過程兩次較強(qiáng)增水分別出現(xiàn)在臺風(fēng)登陸臺灣島前后和臺風(fēng)移出臺灣島進(jìn)入臺灣海峽前后。但此次風(fēng)暴潮增水并非是隨著臺風(fēng)中心的移近、強(qiáng)度的增強(qiáng)等出現(xiàn)一個或兩個明顯的增水鋒，而是具有明顯的周期性特征。這一特征在福建南部沿海表現(xiàn)尤為明顯，位于福建北部沿海的平潭海洋站和三沙海洋站風(fēng)暴增水的周期性特征較弱。這一現(xiàn)象體現(xiàn)了天文潮位和風(fēng)暴增水之間顯著的非線性特征，是非線性耦合作用的結(jié)果。

表1 各海洋站最高潮位及最大增水

圖4 福建沿海各海洋站風(fēng)暴潮增水

3.2 風(fēng)暴增水與天文潮非線性關(guān)系分析

圖5各海洋站實(shí)測潮位及風(fēng)暴增水曲線

將各海洋站實(shí)測潮位曲線與風(fēng)暴增水曲線繪于圖5，以此分析風(fēng)暴增水與實(shí)測潮位的非線性作用。通過圖示分析，閩南沿海各驗(yàn)潮站（東山、崇武、廈門）天文潮位在天文潮落潮期的高、低潮中間時刻附近前后風(fēng)暴增水最小，而后，風(fēng)暴增水逐漸增大，在天文潮位潮位上升到半潮面附近時刻前后，風(fēng)暴增水達(dá)到增水的最大值。3個驗(yàn)潮站分別位于東山灣、湄洲灣、廈門灣的灣口或?yàn)硟?nèi)，參考文獻(xiàn)2中的分析，可以認(rèn)為，天文潮落潮期，潮水流向外海，而臺風(fēng)引起的風(fēng)暴增水則是向?yàn)硟?nèi)流動，二者方向相反，因此對風(fēng)暴增水有阻擋作用，使風(fēng)暴增水速度減慢，故在天文潮落潮期的高、低潮中間時刻附近，風(fēng)暴增水值最??；在天文潮漲潮期，潮水流向?yàn)硟?nèi)，臺風(fēng)造成的風(fēng)暴增水也涌向?yàn)硟?nèi)，二者疊加，對風(fēng)暴增水有促進(jìn)作用，使風(fēng)暴潮增水速度加快，而在天文潮潮位上升到半潮面附近時表現(xiàn)尤為明顯。

地處閩北的三沙海洋站的風(fēng)暴增水特征與閩南3個海洋站的特征類似，只是由于前期遠(yuǎn)離臺風(fēng)中心等原因，現(xiàn)象不是特別明顯。

平潭海洋站的風(fēng)暴增水與天文潮之間的非線性表現(xiàn)出了與其它4個海洋站不同的特征。平潭海洋站的風(fēng)暴增水在天文潮停潮期也會出現(xiàn)增水極值，而后風(fēng)暴增水值逐漸減小，至天文潮潮位上升到半潮面附近時增水幅度再次增大，平潮前后會出現(xiàn)一次風(fēng)暴增水峰值，繼而轉(zhuǎn)小。風(fēng)暴增水的周期相當(dāng)于天文潮周期的1/2。分析認(rèn)為，平潭海洋站風(fēng)暴增水特征所表現(xiàn)出的不同，除去與臺風(fēng)路徑、強(qiáng)度等的影響外，應(yīng)該與平潭海洋站所處的地理位置有一定的關(guān)系。平潭海洋站坐落于中國第五大島平潭島的東南側(cè)，與福清市、福州市之間有海壇海峽阻隔。因此本文作者認(rèn)為，在平潭海洋站所測風(fēng)暴增水會受到海壇海峽潮流及潮汐漲落的影響，導(dǎo)致該站風(fēng)暴增水表現(xiàn)出與其它四個海洋站不同的特征。

4 小結(jié)

0908號臺風(fēng)“莫拉克”自生成之初水汽條件充足，氣溫、水溫等條件都很適宜臺風(fēng)的發(fā)展、壯大。該臺風(fēng)在臺灣花蓮地區(qū)及福建霞浦地區(qū)兩次登陸，登陸花蓮以前，臺風(fēng)移動路徑基本為西北偏西行，路徑相對穩(wěn)定，進(jìn)入臺灣海峽后轉(zhuǎn)向?yàn)槠毕蛞苿印＿M(jìn)入臺灣海峽上空以后，由于高空引導(dǎo)氣流較弱，同時又受到0907號熱帶風(fēng)暴“天鵝”和0909號熱帶風(fēng)暴“艾濤”的影響與牽制，在臺灣海峽的移動速度緩慢，歷時近31小時。

本次臺風(fēng)過程產(chǎn)生了較強(qiáng)的風(fēng)暴增水，崇武海洋站、三沙海洋站水位超過當(dāng)?shù)鼐涑蔽唬瑥B門、東山、平潭海洋站均出現(xiàn)了接近警戒潮位的高潮位。此次臺風(fēng)過程造成的風(fēng)暴增水并非是隨著臺風(fēng)中心的移近、強(qiáng)度的增強(qiáng)等出現(xiàn)一個或兩個明顯的增水鋒，而是具有明顯的周期性特征。這一現(xiàn)象體現(xiàn)了天文潮位和風(fēng)暴增水之間顯著的非線性特征，是非線性耦合作用的結(jié)果。文中初步分析認(rèn)為，這一非線性作用與天文潮的漲落潮的潮汐運(yùn)動方向與風(fēng)暴增水的方向具有很大的關(guān)系，即一般來講漲潮時，風(fēng)暴增水明顯，落潮時，風(fēng)暴增水有所減弱。但文中的觀點(diǎn)只是根據(jù)這一次典型的風(fēng)暴增水而得出，由于缺乏大量實(shí)測數(shù)據(jù)的支持，還需要在以后的工作中對類似的穿島型臺風(fēng)暴潮做進(jìn)一步的分析、驗(yàn)證。

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A

1003-0239（2011）01-0048-05

2010-03-13

鄧兆青（1980-），女，助工，主要從事海洋預(yù)報工作。E-mail：dengzhaoqing@163.com.