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潮汐和风暴潮(4)

时间:2010-01-29  归属:我国的海洋
5.河口潮汐

海洋潮波传至河口引起河口水位的升降运动,叫河口潮汐。河口潮汐除具有海洋潮汐的一般特性外,因受河口形态、河床变化、下泄径流等影响,使潮历时、高低潮间隙及潮差等与海洋潮汐不同。

中国是一个河流众多的国家,在河流下游的河口地段都不同程度地受到海洋潮波的影响。在平原地区,河流的潮区界通常较远,这是因为河床坡度较平缓,潮波上溯时阻力较小。例如长江,枯水季节潮区界可达距河口 624公里的大通,洪水季节也可抵距河口540公里的芜湖。珠江在枯水季节潮波可上溯到德庆(距河口279公里),洪水季节也可达天河(距河口79公里)。相反,山区河流的潮区界较短,如鸭绿江潮区界一般只在距河口约30公里的九连,闽江在枯水季节潮波可上溯到距河口65公里的候官,洪水期可上溯至江南桥(距河口约76公里)。

河口潮的第一个特点是涨潮时间短,落潮时间长。潮波沿河道逆流而上时随着水深逐渐变浅,传播速度减慢;同时又受河床、河流摩擦影响,使潮波逐渐变形。前坡增大,后坡平缓,造成涨潮时比落潮时短。愈向上游涨潮时愈短,落潮时愈长,如表2所示。

第二个特点是高、低潮间隙自河口向上游递增。如长江口横沙,高、低潮间隙分别为0时36分及6时38分,天生港分别为3时41分及11时55分,到南京则为10时16分及18时53分了。

第三个特点是潮差沿河程而变化。平直的河道潮差沿河程递减。如长江口横沙,潮差2.6米,江阴1.91米,至南京只有0.55米了。对于喇叭形河道,因口门向上紧缩,使潮能集中,潮差向上游反而递增。如钱塘江口绿华山潮差为2.53米,到澉浦增至最大,达8.94米。

特点之四是潮流为往复流,因受河岸的约束,不存在旋转流。与潮位相似,涨潮流流速随河程增加而减小,直至潮流流速与径流流速相等、潮水不再倒灌为止。同时,涨潮流历时比落潮流历时要短,愈往上游愈甚。但潮位与潮流的涨落过程之间存在着一定的位相差,潮流受河流径流的影响很大。如长江枯水期潮流影响可达镇江,而洪水期只抵江阴附近。

谈到河口潮时,人们常会想到壮丽奇观的钱塘江涌潮。涌潮现象的发生是与杭州湾的特殊地形分不开的。杭州湾为一喇叭形,口大里小,潮差从湾外
表2  长江下游的潮汐特征

站    名 横    沙 堡    镇 天 生 港 江    阴 镇    江 南    京 芜    湖

涨潮历时 5时11分 4时37分 4时12分 3时42分 3时24分 3时49分 3时28分

落潮历时 7时14分 7时48分 8时14分 8时51分 9时14分 8时36分 8时47分平均潮差(米) 2.60 2.40 2.26 1.91 1.64 0.55 0.28

高潮间隙 0时36分 0时12分 3时41分 4时33分 3时02分 10时16分 12时51分

低潮间隙 6时38分 8时00分 11时55分 13时25分 17时04分 18时53分 21时37分
向湾内增大,流速也变大。尤其在澉浦以西,河床急剧缩狭,河底迅速抬高。当潮波传入此段河槽后,大块水体挤入窄道,能量高度集中。潮峰传播速度大于潮谷传播速度,峰、谷愈向前传播,两者位置愈接近。到了大尖山附近,潮峰赶上潮谷,潮波前坡趋于陡立,发生破碎。后浪赶前浪,一层叠一层,进入海宁盐官正值高峰,成为一道直立的白色水坝,举世闻名的海宁潮就此产生。

海宁涌潮高度一般1~2米,最大3.7米。潮头过后一刻钟潮位暴涨至4米,2小时后上升至5米,3小时后达高潮。涨潮流流速达9~12节,甚至16~20节,威力甚大。涌潮虽在每次涨潮皆可发生,但以秋潮最大。俗话说,“八月十八,海宁观潮”,就是因为秋分前后朔望潮差大,又正逢东南季风时机,钱塘江水量丰富,江水东流与海潮西进相遇,风起潮涌,形成壮观无比的秋分大潮。

6.风暴潮

也叫“气象海啸”或“风暴海啸”,系指大风或气压剧变而引起的海面异常升降现象。有时,它伴随台风或寒潮而来,尤其是当风暴潮发生的时间与天文潮高潮时间相重,就易造成特大增水而成灾。

中国沿海多数地区是风暴潮多发区。据不完全统计,渤海湾沿岸于解放前400多年时间内,发生过较大的潮灾约30余次。其中以1895年4月28~29日的风暴潮最为严重,水位高达6米,几乎毁掉大沽口的全部建筑物,整个地区成了“泽国”,死亡2000余人。莱州湾沿岸也是多次发生风暴潮的地区之一,1644~1911年的268年中,潮灾发生过45次,较大的10次,特大的3次,最大增水在3米以上,超过警戒水位1.5米,海潮侵入内陆数十公里。东南和华南沿海是中国受台风侵袭最多的地区,所以广东、广西、福建、台湾、浙江和上海是台风暴潮的多发区。就华南沿海而言,解放前的 1000年内,受台风灾害计1000多次,其中大部分是由台风引起的风暴潮灾,尤以1862年7月初发生在珠江口及1922年8月初发生在汕头地区的台风暴潮最为严重。据记载,汕头地区灾区淹及澄海、饶平、潮阳、揭阳、南澳、惠来、汕头等县市,7 万多人丧生,更多的人无家可归。由此可见,风暴潮是异常凶猛的自然灾害。加强风暴潮的观测与研究,提高风暴潮的预报准确率,对防潮抗灾具有重大的意义。如1974年第13号台风在浙江三门附近登陆,浙江、上海、江苏沿岸分别出现历史上最高潮位,由于预报及时,防潮抗灾措施有力,大大减轻了潮灾的损失。

中国的风暴潮有哪些特点呢?

第一,从时间上看,中国风暴潮一年四季皆可发生,特别是台风季节长,次数频繁,强度和影响范围大,台风暴潮也最盛。夏秋两季台风暴潮可遍及整个中国沿岸,冬春两季受寒潮大风、冷空气及气旋活动的影响,在渤、黄海沿岸也常发生较强的风暴潮。

第二,从频率来看,中国风暴潮发生的次数最多。据统计,西太平洋沿岸是世界上发生风暴潮最频繁的地区,而中国风暴潮的发生次数和发生率,比多风暴潮的日本大5倍以上。以1970~1973年为例,在中国登陆和受影响的台风计66次,都形成了程度不同的风暴潮。其中,最大增水值在1米和1.5米以内的港口分别为76个和16个,最大增水值在2米以上的港口也有4个。

第三,从强度来看,中国风暴潮的高度最大。由于中国近海具有广阔的大陆架,水浅滩涂广,为风暴潮的充分发展提供了有利条件,因此,从现有记录来看,中国最大风暴潮的增水值超过日本、荷兰、英国、美国,成为风暴潮位最高的国家(表3)。

第四,从规律性看,中国风暴潮极其复杂。中国沿海岸线曲折,地形复杂;潮汐类型多样;天气多变,各个气旋、台风、反气旋的移动路径、强度、速度、风力大小与方向等各不相同。因此,中国沿海天文潮与风暴潮的相互作用过程极其复杂,风暴潮的规律性也远比其他国家复杂,这就给风暴潮的研究、预报服务工作带来许多困难。表 3  中国与其他多风暴潮国家的最

大风暴潮增水值之比较

国    家 最大增水 出现时间 地    点 原    因

值(米)

中国 (台风) 1956年8月2日 杭州湾乍 风力50米/秒以上强台风在浙

4.57 浦 江象山登陆

美国 (台风) 1954年8月31日 新英格兰 强飓风袭击

4.5 州

孟加拉国 (台风) 1970年11月12日 孟加拉湾 强飓风袭击孟加拉湾

3.9

日本 (台风) 1959年9月26日 伊势湾 伊势湾台风

3.41

中国 (寒潮) 1969年4月23日 莱州湾羊 寒潮大风,最大风力12级

3.55 角沟

英国与荷 (寒潮) 1953年1月31日至 英国与荷 冬季强低压系统袭击兰 3.0 2月1日 兰沿海

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