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预测和防范风暴潮能力提升

【摘要】:一些受风暴潮影响严重的国家先后成立了预报机构。日本和美国也经常受到风暴潮的袭击。美国等发达国家运用高科技装备实现了预警系统的现代化、自动化,对风暴潮的监视、监测、预警、通信、服务等基本做到了实时、高速、优质。尤其是美国不仅由所属海洋站的浮标、船只,以及卫星等自动化仪器实现对风暴潮的自动监测,还能通过世界卫星通信系统进行定时传输,大大地提高了时效,整个预警过程的时间间隔不超过3小时。

(1)风暴潮的预测

风暴潮作为一种严重的自然灾害,通常是大风引起的增水或天文大潮高潮叠加的结果。由于风暴潮造成的灾害非常严重,因此,人们在20世纪二三十年代就开始对风暴潮进行研究和预报了。那时,世界主要的海洋国家结合潮汐预报和天气预报,对风暴潮进行预测和预报工作。一些受风暴潮影响严重的国家先后成立了预报机构。例如,1931年,荷兰建立了风暴潮警报机构,1953年英国建立了风暴潮警报。美国对风暴潮的预报,可谓是费尽苦心,自1936年以来,美国国会曾三次通过责成有关部门开展风暴潮研究与预报的有关法案,除美国国家飓风中心发布预报外,以夏威夷和阿拉斯加两个州为代表的沿海各州的气象机构也制作邻近海域的风暴潮预报工作。

20世纪70年代初,风暴潮的预报系统在我国建成,1974年,国家海洋水文气象预报总台(现为国家海洋环境预报中心)正式向全国发布风暴潮预报。经过这些年的发展,预报设备不断更新,从最初的电报、电话,发展到目前的电视广播、传真电报和电话等传媒手段。现在我国国家海洋局所属的三个分局预报台及海南省海洋局预报区台、部分海洋站、水利部所属的沿海部分省市水文总站和水文、海军气象台等单位都已经开展了所辖省、地区和当地的风暴潮预报,全国性的预报网络已经形成。

一般将风暴潮预报分为两大类:“经验统计预报”和“动力—数值预报”。

经验统计预报:主要用回归分析和统计相关资料来建立指标站的风和气压与特定港口风暴潮位之间的经验预报方程或相关图表。这种预报方式的优点是能具备很高的精度,且便利、简单、易于学习和掌握。但是它不是短期内可以达到的,必须以特定港口长时间的验潮资料和有关气象站的风和气压的历史资料为基础,然后根据以上材料回归出一个在统计学意义上的稳定的预报方程。

但其也存在缺陷,对于那些没有足够资料的港口不但得不出稳定的方程式,预报也存在不确定性,所以根本无法使用。此外,推导的方程式及相关图表资料只适用于特定港口,不适用其他港口。就算港口资料较为充足,但是历史上大型风暴潮发生很少,多为中小型风暴潮,所以大型风暴潮的预报资料就会有所不足,达不到很高的准确度,不过对于发生较多的中型风暴潮,准确度很高。

风暴潮数值预报:这种预报方式结合了“数值天气预报”和“风暴潮数值计算”,并将其组合成统一整体来运用。数值天气预报是风暴潮数值计算的基础,因为它为风暴潮提供了所需的海上风场和气压场的预报,即大气强迫力的预报。

风暴潮数值计算是在掌握大气强迫力的前提下,在适当的条件下求解风暴潮的基本方程组,从而得到风暴潮的相关信息。比如,随时间变化的风暴潮位过程曲线,对风暴潮的预报很有意义,这种方法是风暴潮预报发展的主要方向。

(2)风暴潮的防范

随着世界人口的增加,社会经济和工业的发展,沿海各国越来越重视风暴潮的防范,因为大陆之间相隔的是海洋,人们要跨越海洋进行交流,这样许多沿海地区就成为经济发展的重点地区,因而遭受灾害的损失也随之加大,在一些地区风暴潮和海啸等灾害已经严重影响和制约了经济发展。

日本和美国也经常受到风暴潮的袭击。日本政府很重视防灾减灾工作,不仅建设了良好的工程设施,还对全民进行防灾教育,政府还制定了一系列应急措施。美国等发达国家运用高科技装备实现了预警系统的现代化、自动化,对风暴潮的监视、监测、预警、通信、服务等基本做到了实时、高速、优质。尤其是美国不仅由所属海洋站的浮标、船只,以及卫星等自动化仪器实现对风暴潮的自动监测,还能通过世界卫星通信系统进行定时传输,大大地提高了时效,整个预警过程的时间间隔不超过3小时。

我国也是风暴潮多发的国家,因此对风暴潮灾的防范工作也十分重视,在设备和技术方面都得到了日益加强。目前在沿海地区建立的由海洋站、验潮站组成的监测网络共280多个,而且都配备了比较先进的仪器和计算机设备,并利用电话、无线电、电视和基层广播网等传媒手段,进行灾害信息的传输,对特大风暴潮的预报和警报都起到了比较好的作用。与此同时,沿海城市相关政府部门对灾害的防范也制定了较为周密的应对措施。