红树林——根的迷宫
防浪护堤的铜墙铁壁
天然的污水净化厂
海洋生物的伊甸园
我国是一个海洋大国,有着18000多千米长的海岸线和16000多千米长的海岛岸线。
美丽富饶的海洋,也有着多变的一面,海浪、风暴潮、海啸等灾害“虎视眈眈”,对我国沿海经济社会发展和海洋生态环境造成诸多不利影响,使我国成为世界上受海洋灾害较严重的国家之一。
在地球上生存数万年之久并不断进化的我们,
又怎会坐以待毙?
随着技术的不断发展和对海洋认知需求的增加,海洋灾害预警报工作应运而生,观测灾害、预报灾害,防患于未然才能有效减轻灾害带来的伤害和损失。除此之外,我们还可以用自然的力量来打败自然的力量。
海浪观测手段
图源:自然资源部国家海洋环境预报中心
红树林生长在陆海交界地带的滩涂浅滩之上,是陆地向海洋过渡的特殊生态系。涨潮时,红树林会被海水浸没,露出青翠的树冠;退潮时,红树林的枝条和身躯便会显现在海滩,错落有致。它的突出特征是根系发达,能在海水中生长。独特的生存环境和卓殊的自身能力使它成为天然的“生态海堤”。
那么,
红树林和海洋灾害是如何“斗智斗勇”?
骇人听闻的海洋灾害究竟是何种模样?
我国的海洋预警报工作又是怎样尽量保证准确、及时的呢?
不妨让我们先来认识一下对手——海洋灾害。
我们身边的海洋灾害
01 | 风暴潮
风暴潮是由热带气旋、温带气旋、海上飑线等风暴过境所伴随的强压和气压骤变而引起叠加在天文潮位之上的海面震荡或非周期性异常升高(降低)现象,分为台风风暴潮和温带风暴潮两种。
关于风暴潮,最早的记载可追溯到公元前48年,那时它被称为“海潮”、“海溢”、“气象海啸”等。风暴潮主要的诱因是狂风,狂风的吹刮导致海水在岸边发生堆积,海面在短时间内大幅升高。因此,河口等地势平坦的区域,非常有利于海水的堆积,一般是风暴潮的严重影响区域。
风暴潮示意图 制图:杨柠语
在我国,风暴潮是最严重的海洋灾害,发生频率较高,每年平均10次左右。渤海湾、莱州湾、浙江中南部、福建北部、广东珠江口和海南东北部都是台风风暴潮灾害严重区。据统计,汉代至公元1946年的二千年间,我国沿海共发生特大潮灾576次,一次潮灾的死亡人数少则成百上千,多则上万;新中国成立后,我国也多次遭到风暴潮的袭击,1969年发生在汕头的一次风暴潮导致1554人失去生命;这之后,我国开展风暴潮预报与研究。
02 | 海浪
海洋波动是海水重要的运动形式之一,从海面到海洋内部,处处都存在着波动。海浪便是海洋上常见的一种海面波动现象,通常指海洋中由风产生的波浪,主要包括风浪、涌浪和海洋近海波。其波动周期为0.5至25秒,波长为几十厘米到几百米,一般波高为几厘米到20米,罕见情况下可达30米以上。
风浪是海水受到风力的作用而产生的波动,可同时出现许多高低长短不同的波,传播方向与风向一致。风浪离开风吹的区域后所形成的波浪则被称为涌浪。风浪或涌浪传到海岸附近,受地形作用而改变波动性质的海浪即为近岸浪。
灾害性海浪示意图
图源:自然资源部国家海洋环境预报中心
根据波高大小不同,海浪可以分为轻浪、中浪、大浪、巨浪、狂浪、狂涛、怒涛5个等级。由强烈大气扰动如台风、强冷空气等引起的灾害性海浪,在海上常能掀翻船只,摧毁海上工程和海岸工程,给海上施工、交通运输和渔业捕捞等带来灾害。据测量,近岸浪对海岸的压力可达每平方米30〜50吨。
03 | 海啸
电影中的海啸
海啸通常被称为“杀人的巨浪”,是全球最具破坏力的海洋灾害之一。海啸通常由海底地震、海底滑坡、火山喷发、海底核爆、天体撞击等因素引发,并在海洋中快速传播一系列具有超长波长的水波。其波速高达每小时700~800千米,在几小时内就能横过大洋;波长可达数百公里,可以传播几千公里仅消耗少许能量。
与风暴潮、海浪不同,海啸是从海底到海表水体的整体的震动,波动中蕴涵巨大的能量,当它传播到接近海岸的浅水区域时,传播速度会降低,波长减短而波高急剧增高,形成能量巨大的“水墙”冲向陆地,进而造成巨大的灾害。
全球的历史海啸事件,近80%是由海底地震引发的,所以,海啸发生的空间区域与历史地震发生位置具有很好的一致性。主要分布在环太平洋地震带(70%)、印度洋的苏门答腊(9%)和爪哇地震带以及地中海区域。
全球主要潜在海啸源区
图源:自然资源部国家海洋环境预报中心
我国周边海域及南海区域位于环太平洋地震带的边缘,面临着区域海啸和越洋海啸的双重威胁。海啸虽然是小概率事件,但却能引发巨大的灾害。呼啸巨浪会反复冲击、侵蚀海岸防护设施,然后冲上陆地,以摧枯拉朽之势吞没所波及的一切。
“未雨绸缪”的灾害预报
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风暴潮观测主要依靠潮位观测网来开展。我国风暴潮预报业务系统是70年代初建成的,目前已有200多个潮位观测站,都可以分钟级的观测数据。
此外,卫星遥感、视频摄像头等也可以开展部分观测。预报员可以依据潮位的变化、天气系统的发展来发布风暴潮警报。
目前风暴潮预报有两大特点:
一是预报时效较长,在风暴潮发生之前的3天、5天甚至更长时间,便开展风暴潮预报,留出更多的防御时间;
二是发布渠道较广,当风暴潮来临的时候,大家可以通过电视、广播、微博、微信、短视频、新闻客户端等平台来获取预报信息。
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海浪的预报也是如此,要经过一条很长的产业链才能制作出来。
首先,通过气象和海洋卫星、浮标、海洋站等组成的观测网获取大气和海洋的运动状态;然后,数据经过各级信息中心传输汇总到预报中心;随后,观测数据经模拟计算后,产生未来1-2周的数值预报;这时预报员结合天气学和海浪学知识对数值预报进行研判并拟定预报意见、形成预报表格等;产品制作人员对预报员提供的预报意见进行剪辑;海况主播上镜解说海浪状况;再经后期处理变成电视预报产品,由电视台播放。
至于海啸这种破坏性较大的灾害,目前还无法进行准确预测,主要通过完善地震、海啸监测网络,构建更加完善的海啸预警系统来实现海啸的快速或实时预警,最大限度减轻海啸灾害的影响。由于海底地震可能发生在全球大洋俯冲带的任何区域,所以海啸的监测与预警首先要具备听“地”观海的能力。
这种能力可以通过三张网来实现:全球地震监测网、全球海平面监测网和全球深海海啸浮标监测网。它们会源源不断地向预警系统汇集监测信息;海啸预警综合信息处理系统会快速地处理、分析、计算、识别危险的地震和海啸特征参数;根据这些信息,预警人员进行海啸预警产品的制作,最后通过电视、广播、网页、短信、微信、微博等途径发布海啸预警信息。
筑牢生态海堤,构建生命防线
作为一种宝贵的生态资源,红树林生态群落是海岸防护林的第一道防线,被公认为“绿色的海岸卫士”。红树林纵横交错的根系与繁茂的枝叶和强壮的树干形成一个稳固的网络支持系统,牢牢地扎根于滩涂上,形成一道道严密的栅栏,增加了滩面的摩擦力,能够使海水流速减小50%以上,抵御台风引起的海浪和风暴潮袭击。
不仅如此,它还进化出了极其特殊的“胎生”繁殖方式,它的果实在树枝上生长为一颗颗胎苗,成熟后自动脱落并随着海浪和海流飘散开,遇有合适的滩涂就会定居下来形成新的红树林。
1958年,福建厦门曾遭受一次历史上罕见的强台风袭击,12级台风由正面向厦门沿海登陆,随之产生的强大而凶猛的风暴潮,几乎吞没了整个沿海地区,人民生命财产损失惨重。但在离厦门不远的龙海县角尾乡海滩上,因生长着高大茂密的红树林,结果该地区的堤岸安然无恙,农田村舍损失甚微。
面对海啸灾害,红树林同样表现优异。2004年,印度洋海啸袭向周边12个国家和地区,造成23万人死亡。而距离海岸仅几十米远的172户家庭却幸运地躲过了海啸的袭击。原来,这里的海岸上生长着一片茂密的红树林,成片的红树林不仅没有被排山倒海的海浪摧毁,还守护了岸上渔民的生命。
印度洋大海啸后相关的研究和调查结果基本形成一个共识:受灾最严重的地区均为红树林受人为干扰破坏严重、林相残破,或没有红树林生长的海岸地区。相反,有高大茂密红树林生长的地区死亡人数和财产损失显著较少。因此,通过采取有效保护、重建红树林防护带体系,是可以在很大程度上减轻甚至抵消海啸的破坏力。
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与其亡羊补牢,不如防微杜渐。
加强红树林的修复和保护工作;完善海洋灾害监测、预警系统;做好防灾减灾宣传等所有的努力,都是在让我们离灾害远一些,再远一些,离安全近一点,再近一点。
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来源:自然资源部国家海洋环境预报中心、海洋世界传播
上观号作者:上海水务海洋