眾所周知，海嘯的能量是無窮的，它對人類的危害具有毀滅性。但是，你可知道與海嘯類似災害的風暴潮與海浪給人類造成的危害也是相當嚴重的？由於它們都是由氣象因素引起的，因此被人們稱為——氣象“海嘯”。
什麼是風暴潮
風暴潮是一種自然災害，它是由於強烈的大氣擾動而導致海平麵上升。它與天文潮相結合，如果恰巧碰上高潮階段，其必然會帶來海水水位的不斷上漲，最終可能淹沒內陸，後果不堪設想。根據以上所述，我們可以了解海平麵變化與風暴潮的關係。當然，風暴潮與海嘯同時發生的幾率是非常小的。所以，一般情況下，它不被考慮在自然災害之中。當然，風暴潮的發生必然會導致短重力波的產生，但是，在取得海麵變化的驗潮儀曲線中已把這些波浪都濾掉了。這裏我們必須要強調的是與這些重力短波相伴的某些效應是包含在驗潮曲線中的。由於還無法將它們分離開來，所以這一效應中仍然包含著風暴潮。當然，海平麵發生變化是由很多因素造成的，如結冰、融化、加熱和冷卻等氣象因子或氣候變化乃至地球物理因素。然而，與風暴潮相比，它們的變化基本上可以忽略不計。為了消除它們，一般采用以月平均海平麵為起算點這種辦法。在這裏應當特別說明的是，在河口地區伴隨風暴而傾瀉的暴雨或其所形成的洪峰，往往是風暴潮水位中不能忽略的成分，所以被列入考慮範圍之內。驗潮曲線中的主要成分是天文潮。所以，在驗潮曲線中的首要任務就是消除天文潮，即把天文潮和風暴潮分開。然而，從動力學來說，由於海水運動是受天文引潮力和氣象強迫力的共同作用下，所以其屬於一種非線性的現象。當然，這也是分離二者最為困難的地方。通常情況下所采用的分離方法是由驗潮曲線減去潮汐預報曲線所獲“差值”作為“風暴潮曲線”。當然，隻有當上述的非線性耦合不嚴重時，這種基於線性疊加原則的分離方法才最為實用。在某些情況下，上述差值曲線會有明顯的潮周期。如果將天文潮預報的誤差和潮汐觀測技術的不足排除在外，那麼差值曲線含有天文潮周期的這一現象是非常明顯的，鑒於此種情況，可以歸結為風暴潮和天文潮之間的非線性耦合。在大潮差的淺海中，這種非線性效應表現得特別嚴重。在這種情況下，人們唯一可以做的就是采用其他的分離方法。
風暴潮是如何分類的
風暴潮有非常多的分類方法。如果從誘發風暴潮的大氣擾動之特征來進行分類，一般情況下會把風暴潮分為兩類，即由熱帶風暴（如台風、颶風等）所引起的和由溫帶氣旋所引起的。除此之外，在中國北方的渤、黃海還存在另一種類型的風暴潮，它的存在到目前為止還沒有引起國際的關注。一般情況下，熱帶風暴所經過的地區都會帶來風暴潮，其中最為明顯的季節是夏季和秋季。當然，出現這種災害的地方有很多，如北太平洋西部、南海、東海、北大西洋西部、墨西哥灣、孟加拉灣、阿拉伯海、南印度洋西部、南太平洋西部諸沿岸和島嶼，等等。在這裏我們可以以日本沿岸為例，由於受太平洋西部台風的侵襲，所以遭受非常多的風暴潮害，尤其是麵向太平洋及東中國海的諸島更容易遭受潮災。而中國東南沿海也經常遭受台風潮的侵襲。同時，在很多地方因為發生颶風而形成了颶風潮。如墨西哥灣沿岸及美國東岸遭受加勒比海附近發生的颶風的侵襲。同樣，旋風也可以引發風暴潮，如印度洋發生的熱帶風暴、孟加拉灣的風暴潮，等等。當熱帶風暴所引起的風暴潮傳到大陸架或港灣中時就會表現出一種特有的情形，它大致可分為3 個階段：
第一階段在台風或颶風還遠在大洋或外海的時候，也就是在風暴潮還沒有到來之前，人們已經覺察到潮位受到了非常大的影響，波浪波動比較緩慢。這種波浪屬於風暴潮到來的前兆。它可以表現為海平麵微微上升，當然，海平麵微微下降也是一種表現。在這裏我們必須要說明的是前兆不是必然的存在。
第二階段是風暴已逼近或過境的時候，此時這個地區的水位就會明顯升高，浪頭也非常大。此時也是最容易發生風暴潮的時候。然而，這個階段持續時間並不長。
第三階段是當風暴過境以後，振動仍然存在，也就是假潮或者是自由波。這種假潮一般會出現在港灣或者是大陸架上。當風暴平行於海岸移行的時候，在大陸架上就會出現邊緣波，這是一種特殊的振動，通俗點來說屬於“餘振”。餘振也是存在很大危險的，當它的高峰恰巧與天文潮高潮相遇的時候，實際水位就會超出了該地的“警戒水位”，造成洪澇災害，嚴重威脅著人們的生命財產安全。
而冬季和春季是溫帶氣旋引起的風暴潮的高發季節。產生這種風暴潮的地方有很多，如北海和波羅的海沿岸的風暴潮，等等。之上提到的兩類風暴潮有很大的區別，通常情況下，由熱帶風暴引起的風暴潮會伴有急劇的水位變化；而由溫帶氣旋引起的風暴潮一般不會有急劇的水位變化，其水位狀態帶有持續性。總之，可以這樣說，熱帶風暴的影響更大。
風潮
風潮可以說是渤、黃海所特有的。在春、秋過渡季節，渤海和北黃海是冷、暖氣團角逐較激烈的地域，由寒潮或冷空氣所激發的風暴潮是顯著的，其特點為水位變化持續而不急劇。由於寒潮或冷空氣不具有低壓中心，因而可稱這類風暴潮為風潮。從所有的海洋災害來看，對人類危害最大的是風暴潮。就世界上所有的海洋災害而言，幾乎都是由風暴潮造成的。
風暴潮是如何形成的
具體到風暴潮能否成災，在很大程度上是由最大風暴潮位是否與天文潮高潮相疊決定的，特別是能否與天文大潮期的高潮相疊。固然，風暴潮的危害程度也受很多因素的影響，如受災地區的地理位置、海岸形狀、岸上及海底地形、社會及經濟，等等。當最大風暴潮位與天文大潮的高潮相疊的時候，其災害具有毀滅性。關於特大風暴潮有這些方麵的資料：在1992 年8 月28日～ 9 月1 日，由於第16 號強熱帶風暴和天文大潮的共同作用，我國東部沿海發生了建國以來影響範圍最廣、損失非常嚴重的一次風暴潮災害。其危害波及很多省市，如福建、浙江、上海、江蘇、山東、天津、河北和遼寧，等等。而這次災害產生的原因有很多，如風暴潮、巨浪、大風、大雨，等等。其不僅造成了人員死亡、農田受災，而且還造成了嚴重的經濟損失。通常來說，受風暴潮災害影響比較大的地區是那些地理位置正處於海上大風的正麵襲擊、海岸呈喇叭口形狀、海底地勢平緩、人口密度大、經濟發達的地區。當然，如果風暴潮位非常高，雖然未遇天文大潮或高潮，也會造成嚴重潮災。8007 號台風風暴潮就屬於這種情況。當時正逢天文潮平潮，由於出現了5.94 米的特高風暴潮位，仍造成了嚴重風暴潮災害。依國內外風暴潮專家的意見，一般把風暴潮災害劃分為4 個等級，即特大潮災、嚴重潮災、較大潮災和輕度潮災。風暴潮是受強勁風的影響把海水衝向海岸，如果遇到喇叭口似的入海口，或者說有河流的頂托作用，風暴潮會更強。但是陸上的地震一般都不會引起強風或者海水的倒灌，就算是地殼運動引起的地震，地球內部熱量湧出上升成雲致雨，也隻是陸地上有風而已（比如汶川地震後的暴雨天氣），不會由海洋吹向陸地。但是如果是海底地震就不一樣了，很可能引起風暴潮，甚至海嘯。風暴潮是一種非常嚴重的自然災害，它多發生在海洋沿岸，這種災害的形成原因不是單一的，它是大風和高潮水位共同作用的結果。一旦發生風暴潮就會造成地方水位上升，洪水增多，嚴重威脅人民的生命財產安全。
風暴潮的災害
通常情況下，風暴潮分為兩類：由台風引起的台風風暴潮和由溫帶氣旋等引起的溫帶風暴潮。一般來說，夏秋季節是台風風暴潮的多發期，來勢猛、速度快、強度大、破壞力強是台風風暴潮的特點，其多發生在海洋沿岸地區。而春秋季是溫帶風暴潮的多發期，但有時候也會在夏季出現，其特點是增水過程比較平緩，與台風風暴潮相比，其增水高度比較低，它多發生在中緯度的沿海地區，如歐洲北海沿岸、美國東海岸以及我國的北方海區沿岸，等等。從全球來看，共有8 個熱帶氣旋多發區，而那些位於溫帶氣旋附近的地區也都容易受到風暴潮的侵襲。其中台風最易生成的海區是西北太平洋，全球台風有接近一半發生在這個海區，同時，這裏的台風強度也是最大的。縱觀西北太平洋的沿岸國家，受台風襲擊最多的國家就是中國。從相關的史料記載來看，每隔三四年就會發生一次特大的風暴潮災。如1922 年8 月2 日，汕頭地區受到強台風風暴的襲擊，導致了特大風暴潮災害的發生，其不僅造成人員大量傷亡，而且還造成了嚴重的經濟損失，人們無法正常生活。在1956 年8 月2 日，當時正處於朔望大潮時期，浙江杭州灣發生了特大風暴潮，水位明顯上升。而1990 年4 月5 日發生在渤海的溫帶風暴潮，也給人類造成了嚴重的損失。
除此之外，日本伊勢灣頂的名古屋，由於受地理位置和海底地形條件的限製，所以風暴潮頻發。而孟加拉國由於鄰近印度洋，位於孟加拉灣的海岸呈喇叭口狀，所以特別容易受風暴潮的侵襲。根據相關資料，在1970 年11 月13 日，孟加拉國發生了特大風暴潮災害。人員傷亡慘重，生還者流離失所，無法正常生活。在1981 年又發生一次嚴重風暴潮，因為及時預報，人們采取了非常有效的措施，這才得以把損失降到最低。但10 年之後，也就是1991 年的特大風暴潮又造成了大量人員傷亡。同時，由於美國地處中緯，瀕臨大西洋，所以它也經常遭受風暴潮災害。夏秋季節是風暴潮的高發期，而其東北部海岸因為瀕臨大西洋，所以主要的風暴潮類型為溫帶風暴潮。據統計，特大颶風風暴潮約每隔四五年發生一次，其所造成的損失是巨大的。荷蘭地勢比較低，為風暴潮的發生提供了條件。根據相關資料記載，在1953 年1 月底荷蘭遭受了特大溫帶氣旋的襲擊，水位不斷增加，洪水泛濫，導致人員傷亡慘重，生還者流離失所，而經濟發展也受到了重創，人們無法正常生活。同時，這次強風暴潮過程還侵襲了英國及北海海岸的一些西歐國家，導致了人員傷亡。
中國建國後最大的風暴潮災害
中國建國以來最大的一次風暴潮是1956 年的12 號台風。1956 年8 月1日21 時前後，台風中心經過浙江省台州大陳島附近，中心氣壓923 百帕，近中心最大風速63 米/ 秒。24 時在象山港登陸，最大風速為50 ～ 60 米/ 秒。浙北、浙中海域的風力都在12 級（32.6 米/ 秒）以上，普遍出現暴雨到大暴雨。這次台風損壞海塘江堤3143 處，計長434 公裏。象山港增水4.7 米，海水倒灌，致使沿海縱深10 公裏一片汪洋，淹田36 萬公頃。某次風暴潮可能致災等級的大小，是由該次風暴潮過程影響海域內各驗潮站出現的潮位值超過當地“警戒潮位”的高度而確定的。當沿海發生風暴潮時，沿岸的潮位會達到某一高度值，此時，人們需要警戒並防備潮災發生的指標性潮位值，這個位置就被稱為警戒潮位。警戒潮位的高低與當地防潮工程有著很大的關係。一旦設定了警戒潮位，風暴潮災害監測、預報、警報等工作就更加容易進行，同時，各級政府也能科學、正確、高效地組織和指揮防潮減災。
中國國務院頒布的《風暴潮、海嘯、海冰應急預案》規定，風暴潮預警級別分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級，分別表示特別嚴重、嚴重、較重、一般，分別用紅色、橙色、黃色和藍色作為級別顏色。海洋環境預報部門根據可能出現的風暴潮發布風暴潮Ⅰ級、Ⅱ級緊急警報、Ⅲ級警報、Ⅳ級預報。
1. 風暴潮Ⅰ級緊急警報（紅色）
受熱帶氣旋或溫帶天氣係統影響，預計未來沿岸受影響區域內有一個或一個以上有代表性的驗潮站水位將出現達到或超過當地警戒潮位80 厘米以上的高潮位時，至少提前6小時發布風暴潮Ⅰ級緊急警報。
2. 風暴潮Ⅱ級緊急警報（橙色）
受熱帶氣旋或溫帶天氣係統影響，預計未來沿岸受影響區域內有一個或一個以上有代表性的驗潮站水位將出現達到或超過當地警戒潮位30 厘米以上80 厘米以下的高潮位時，至少提前6 小時發布風暴潮Ⅱ級緊急警報。
3. 風暴潮Ⅲ級警報（黃色）
受熱帶氣旋或溫帶天氣係統影響，預計未來沿岸受影響區域內有一個或一個以上有代表性的驗潮站水位將出現達到或超過當地警戒潮位30 厘米以內的高潮位時，前者至少提前12 小時發布風暴潮警報，後者至少提前6 小時發布風暴潮Ⅲ級警報。
4. 風暴潮Ⅳ級預報（藍色）
受熱帶氣旋或溫帶天氣係統影響，預計在預報時效內，沿岸受影響區域內有一個或一個以上有代表性的驗潮站水位將出現低於當地警戒潮位30 厘米的高潮位時，發布風暴潮預報。
正是因為由大風引起的增水和天文大潮高潮的疊加才引起了風暴潮產生。在20 世紀20、30 年代，世界主要海洋國家就已經開始進行風暴潮的預報研究工作，當時主要是在天氣預報和潮汐預報的基礎上進行。當時很多受到風暴潮影響嚴重威脅的國家也相繼成立了預報機構，在1931 年，荷蘭建立了風暴潮警報機構，1953 年，英國成立了風暴潮警報局。其實，世界上風暴潮最多的國家是美國，從1936 年以來，美國就開展風暴潮的研究與預報工作，風暴潮主要是由美國國家颶風中心發布預報，另外，沿海各州的氣象機構也參與其中，當時的預報範圍主要集中在夏威夷和阿拉斯加兩個州。從20 世紀70 年代開始，我國建成風暴潮預報業務係統。從1974年開始，國家海洋水文氣象預報總台也就是國家海洋環境預報中心正式向全國發布風暴潮預報，發布預報的方式經曆了從電報、電話到現在的電視廣播、傳真電報和手機短信等傳媒手段的變化。隨後，很多地區也有了風暴潮預報，這主要是由國家海洋局所屬3 個分局預報區台、海南省海洋局預報區台以及部分海洋站、水利部所屬的沿海部分省市水文總站和水文、海軍氣象台等單位進行。到目前為止，我國已經基本建成了一個全國性的預報網絡。隨著經濟的不斷發展，我國越來越重視風暴潮災的防範工作。目前，我國在沿海已建立了多個海洋站、驗潮站組成的監測網絡，配備了比較先進的儀器和計算機設備，利用電話、無線電、電視和基層廣播網等傳媒手段，傳輸災害信息。在風暴潮預報業務係統中，它們能較好地發布特大風暴潮預報和警報，與此同時，沿海省市有關部門和大中型企業也製訂了一些預防和預報的有效對策，主要表現在低窪港口和城市重新確定了警戒水位。如今，抗禦潮災已經成為保證經濟健康發展的重要舉措。世界各大河口區多是通航的要道，經濟發達，人口眾多，商貿繁榮；又是易受風暴潮侵襲的地方。如何確保河口區免受潮災，又不影響水運交通，一直是各沿海國家致力解決的問題。許多國家在河口段設置了各種防潮閘，其中以荷蘭新建的防潮閘工程最為壯觀。
世界最宏偉的防潮閘
荷蘭在20 世紀80 年代決定在阿姆斯特丹市河口區建一座現代化大閘門，通過論證分析，並經公開招標，從6 種方案中，選出了代號為：BMK 的設計方案，作為施工依據。在這項工程中，最突出的是兩扇巨大的防潮閘大門，被認為是世界之最。每扇閘門重約3.6 萬噸，實際上是以轉動球為圓心的長弧的一部分。閘門寬約300 米，是采用可升降的船體式空腔技術製作的，船體高22 米、長210 米，裏麵分有許多艙室；其中1 個為電機房，內有電力和水力裝置的啟動設備，其餘艙室為水室，以便利用水量來調控船體的沉浮。閘門用多根鋼梁桁架連接轉動圓心，桁架長238 米。為使閘門靈活轉動，特別鑄造了直徑10米、重680 噸的鋼球，作為它的支點圓心。鋼球放置在有8 塊凹麵的鑄鋼體內。鑄鋼凹塊被固定在重5.2萬噸的三角形水泥地基上，它的承受力約7 萬噸。平時，防潮閘開放著，以便上遊排水和船隻通航。這時的兩扇閘門都存放在專用船塢裏，當風暴潮來臨時才關閉閘門，以擋潮水內侵。為使閘門能關得緊密，在河床上鋪著沙和卵石製成的水泥板，這些板塊重約4 萬餘噸。大閘門的開關全部用計算機操作。當潮位超過阿姆斯特丹常年平均海麵3.2 米時，先把水放進船塢，浮起裏麵的閘門，打開船塢門後，將閘門牽引到水道中央。這時，打開閘門裏各艙室讓水灌入，使閘門下沉到離河床底1米處，利用底下的急流把下麵的泥沙衝淨，再讓閘門平穩地落到河床上，把河道關閉。待風暴潮過後，先將閘門各艙室的水排出，使閘門浮起來，牽回船塢放好，排幹塢內積水，關閉塢門，就完成了一次閘門關開的程序。
防潮閘門開啟和關閉的時間一般不超過30 小時，不會引起河水暴漲泛濫。如果閘門關閉時引起裏麵水位上升，超過了閘外海麵水位時，可將閘門上浮一段，讓河水從底層空隙處排入海。荷蘭防潮閘工程，保障了鹿特丹地區100多萬居民免受潮災之苦。工程總投資約9 億美元，是當時世界上最宏偉的防潮工程之一。它的建成對其他沿海國家起到了良好的示範和借鑒作用。
荷蘭為什麼要建防潮閘
荷蘭位於西歐，瀕臨北海，全境地勢低窪，河流縱橫交錯，水渠網絡稠密。全國麵積近5 萬平方公裏，其中約一半位於海拔1 米以下。加之沿海地帶一般潮差顯著，極易受潮災水患的威脅；尤其在西南部沿海，潮災更為嚴重。長期以來，荷蘭人民圍海造陸、修堤築壩，在與潮災水患作鬥爭中，積累了豐富的經驗。如果沒有這些防潮工程設施，一旦潮水泛濫，“半壁江山”將落入水下。海浪是指由風產生的海麵波動，其周期為0.15 ～ 25 秒，波長為幾十厘米至幾百米，波高一般為幾厘米至20 米，在罕見情況下波高可達30 米。
認識海浪及災害性海浪
所謂災害性海浪是指在海上引起災害的海浪。它的產生是多方麵因素綜合作用的結果，如台風、溫帶氣旋、寒潮等。當然，這裏我們所說的災害性海浪是指海上波高達6 米以上的海浪。之所以這樣定義是因為通常情況下，6 米以上波高的海浪對航行在世界各大洋的絕大多數船隻已構成威脅，它不僅能掀翻船隻，摧毀海洋工程和海岸工程，同時還給航海、海上施工、海上軍事活動、漁業捕撈帶來災難，因此，想要將這種災害程度減小到最低應該正確、及時地預報這種海浪。當然，關於災害性海浪的具體定義還沒有統一的說法。之上提到的“海上波高達6 米以上的海浪”隻是相對於當今世界科學技術水平和人們在海上與大自然抗爭能力而言的相對定義。當然，災害性海浪的確切定義需要根據海上不同級別的船隻和設施來給出不同的定義。例如，雖然一些海浪隻有2.5~3米，但是，它卻會對沒有機械動力仍借助於風力的帆船和小馬力的機帆船、遊艇等小型船隻構成威脅。所以，對於這些船隻而言，這種波浪屬於災害性波浪。而4 米以上的巨浪會對千噸以上和萬噸以下、中遠程運輸作業船隻構成威脅。所以，對於這些船隻來說，4 米以上的海浪稱為災害性海浪。
隨著社會經濟的不斷發展和科學水平的提高，人們也提高了與大自然的抗爭能力。9 米以上的海浪會對20 萬～ 60 萬噸的巨輪產生威脅，所以，對於這些巨輪來說，9米以上的海浪為災害性海浪。因此，在發布海浪預報和警報的時候，除了考慮海上一般和普遍情況外，還需要具體問題具體分析，要根據不同任務、不同船隻和不同海上設施進行特殊保護，隻有這樣，才能把損失降到最低。一旦遭遇災害性海浪，船舶就會在海上作橫搖、縱搖和垂直運動。如果發生橫搖，在船舶自由搖擺周期與波浪周期相近的時候，共振現象就會出現，如果情況嚴重的話，船舶就會傾覆。而劇烈的縱搖會使螺旋槳露出水麵，最終導致機器工作不正常而引起失控。如果海浪波長與船長差不多，那麼會發生由於船舶的自重使萬噸巨輪攔腰折斷的現象。而如果船舶出現垂直運動，最終可能會使其在淺水中航行的時候觸底碰礁，發生危險。另外，如果災害性海浪到了近海和岸邊，必然嚴重威脅著沿海人民的生命財產安全。