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对风暴潮有更多了解

对风暴潮有更多了解

伍满照
2014年9月

什么是风暴潮?
风暴潮是与热带气旋相关的低气压及大风的共同影响而导致海平面上升的现象,而其中热带气旋的强风将海水推向岸边,并于沿岸地区堆高是海平面上升的主要成因(图一)。
强风的影响
图 一   强风的影响
热带气旋中心的低气压也会增加风暴潮的高度。由于在热带气旋边缘的气压较高,外围的海水会被压低,而热带气旋中心附近的海水则会被吸起(图二)。
气压的影响
图 二   气压的影响
风暴潮是指由热带气旋所引致在天文潮位以上的水位升幅,故此没有一个特定的参考水平。而风暴总水位则是指在热带气旋的影响下,风暴潮加上天文潮的高度(图三)。与平均海平面一样,风暴总水位也需要一个参考水平。香港现时所用的参考水平为「海图基准面」(请参 考下文「术语」),由地政总署测绘处制定。
风暴总水位和风暴潮
图 三   风暴总水位和风暴潮的关系
当风暴潮发生在天文大潮时,风暴总水位可升至很高水平,并可能导致低洼地区水浸。一般而言,若维多利亚港的风暴总水位上升至海图基准面3米或以上,香港低洼地区可能会出现水浸。
影响风暴潮的主要因素
影响热带气旋在特定地点所引发的风暴潮有几个主要因素,这包括热带气旋的大小及强度、热带气旋相对岸边的移动方向,以及海岸线的形状。风暴潮模式通常可以用来模拟这些因素的影响。
热带气旋的大小
较大的热带气旋(通常以最高风力半径表示)的风场会推动较大片的海洋,而其强风亦会影响一个特定区域较长的时间。风暴潮模式的模拟结 果显示,一个最低中心气压为980百帕斯卡及最高风力半径为100公里的热带气旋在香港以南掠过(图四(a)),其在维多利亚港产生的风暴潮会比一个采取同一路径和相同最低中心气压但最高风力半径为50公里的较小热带气旋所引致的风暴潮为高 (图四 (b))。
热带气旋在香港以南掠过
图 四(a)   热带气旋在香港以南掠过的典型移动路径
热带气旋于维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果
图 四(b)   由最高风力半径分别为100公里(红)及50公里(蓝)在香港以南掠过(图四(a))的热带气旋(最低中心气压为980百帕斯卡)于维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果。
热带气旋的强度
较低的中心气压(较强的风)会产生较大的风暴潮。风暴潮模式的模拟结果显示,一个最低中心气压为920百帕斯卡及最高风力半径为50公里的热带气旋在香港以南掠过(图四(a)),其在维多利亚港产生的风暴潮会比一个采取同一路径和相同大小但最低中心气压为 980百帕斯卡的热带气旋引致的风暴潮为高 (图五)。
热带气旋于维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果
图 五   由最高风力半径同为50公里但最低中心气压分别为920百帕斯卡(红)及980百帕斯卡(蓝)在香港以南掠过(图四(a))的热带气旋于维多利亚港产生 的风暴潮的模拟结果。
热带气旋的移动方向
当热带气旋移近海岸的时候,一个带来向岸风的热带气旋会 比一个带来离岸风的热带气旋产生较大的风暴潮(图六(a) 及图六(b))。在北半 球,由于风以反时针方向围绕热带气旋转动,在香港南面或西南面掠过的热带气旋 (路径一)会为本港带来东或东南风并把海水挤 向岸边及堆高。相反,在香港东面或北面掠过的热带气旋(路径二)则会为本港带来北或西北风并把海水推离岸边。因此,纵使热带气旋的路径较接近香 港,但产生的风暴潮却明显较细。
热带气旋的路径
图 六(a)   一个在香港南面或西南面掠过的热带气旋的路径(路径一)及一个在香港东面或北面掠过的热带气旋的路径(路径二) 。
热带气旋于维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果
图 六(b)   由图六(a)的热带气旋(最低中心气压同为980百帕斯卡及最高风力半径同为50公里)在维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果:红色代表路径一,蓝色代表 路径二。
海岸线的形状
在袋形海湾产生的风暴潮会比在海峡的为高。当海水被向岸 风推向岸边时,袋形海湾更易将海水困住而令海平面升得更高。在香港,由于大埔滘有一个袋形的海岸线,所以在该区出现的风暴潮会比在维多利亚港的为高(图 七)。
热带气旋于维多利亚港产生的风暴潮的模拟结果
图 七   最低中心气压为980百帕斯卡及最高风力半径为50公里的热带气旋以图四(a)的路径在香港以南掠过于大埔滘(红)及维多利亚港(蓝)产生的风暴潮的模拟结果。
术语
天文潮
天文潮是由月球和太阳的引力以及地球自转的共同作用而引 起的海平面涨落现象。
风暴潮
风暴潮是与热带气旋相关的低气压及大风的共同影响而导致 海平面上升的现象。
风暴总水位
受热带气旋的影响下,风暴潮加上天文潮的高度等于风暴总 水位。
香港主水平基准面
香港地图及图则上所有的陆上高程及水平,均以「香港主水平基准面」为准。这个基准以前称为「军用基准面」。「香港 主水平基准面」之 前是由香港天文台首任台长杜伯克博士厘定为1887年至1888年「平均海平面」以下1.125米。其后,香港天文台利用维多利亚港北角的十九年(1965年至1983年) 验 潮数据,重新厘定「平均海平面」(1965-1983),而「香港主水平基准面」则定为 「平均海平面」(1965-1983)以下1.230米。
海图基准面
香港的「海图基准面」前称为「海军基准面」,它的高度约为最低天文潮汐的潮面,并自一九一七年以来一直用作潮汐表的零点。目前,「海图基准面」位于「平均海平面」(1965-1983)以下1.376米或在「香港主水平基 准面」以下0.146 米。
图 八   海图基准面示图