在沒有明顯的寒潮、颱風情況下,從江蘇南通直到遼寧省沿岸,我國北方海域近日突發異常高潮位,多地出現海水倒灌。
2024年10月21日,遼寧盤錦市出現海水倒灌現象(圖片來源:新華社)
海水倒灌的奇怪現象
大江東去,百川入海,這是亙古不變的自然規律。然而,在特定條件下,也會出現河水倒流、海水倒灌的現象。
海水倒灌,顧名思義,就是海水侵入原本由淡水主宰的河道,甚至滲透到內陸地區的現象。這種現象通常發生在河流的入海口,當海水倒灌發生時,原本清澈的河水突然變得鹹澀,甚至沿海部分地區被海水淹沒,對當地的農業灌溉、居民飲水以及生態環境等造成嚴重影響。
實際上,這種現象世界各地也曾有過相關報道。2019年11月,意大利著名的水城威尼斯在遭受連日的惡劣天氣和強降雨後,水位最高達到1.87米,海水倒灌導致全城約85%的地區被淹,基礎設施陷入癱瘓。2023年9月,受持續乾旱和炎熱天氣影響,美國密西西比河水位接近歷史最低水平,致使數月來墨西哥灣海水倒灌,迫近美國路易斯安那州最大城市新奧爾良及周邊地區,威脅當地供水系統安全。
2023年9月,美國密西西比河出現海水倒灌現象(圖片來源:新華社)
當風暴潮遇上天文大潮
海水倒灌的發生,往往與多種自然因素密切相關。其中,風暴潮是海水倒灌的主要原因之一。
所謂的風暴潮,指的是熱帶氣旋、溫帶氣旋、海上颮線(一種由雷暴群組成的強對流天氣)等風暴過境所伴隨的強風和氣壓驟變而引起,疊加在天文潮位之上的海面震蕩或非周期性異常升高(降低)現象,分為颱風風暴潮和溫帶風暴潮兩種。簡而言之,就是強風(如颱風、颶風等)吹過海面時,會形成巨大的波浪,推動海水向岸邊湧來。
如果風暴潮發生時,恰逢天文大潮(即月亮和太陽對地球的引力疊加,導致海水漲潮達到最高潮位),海水就會在風暴潮和天文大潮的雙重作用下,形成更高的潮位,甚至衝破海堤,侵入內陸地區。據自然資源部發布的《2023中國海洋災害公報》,風暴潮是我國主要的海洋災害,2023年我國沿海共發生風暴潮過程14次,其中7次造成災害。
今年10月20日(農曆十八)、21日(農曆十九),我國多地出現的海水倒灌事件,氣象專家認為這可能與風暴潮疊加天文大潮有關。天文大潮通常在農曆的新月和滿月(朔日和望日)之後一兩天出現,即農曆的初二、初三和十七、十八日左右。這是因為,在朔日和望日,太陽、地球和月球的中心幾乎在一條直線上,此時太陽和月亮的引潮力最大,但海水在流動過程中會受到粘滯力和慣性的影響,使得海水漲落並不能立即響應天體位置的變化,而是會滯後一兩天。
2023年7月28日“杜蘇芮”颱風風暴潮發生時,福建東山站實測潮位、天文潮和風暴增水隨時間變化情況,圖中清晰地反映出風暴潮與天文潮疊加後,實時潮位明顯升高。(資料來源:《2023中國海洋災害公報》)
2024年9月19日拍攝的錢塘江潮水(無人機照片)。每年中秋節前後是錢塘江潮水的最佳觀賞期,被譽為“八月十八潮 壯觀天下無”。(圖片來源:新華社記者 江漢 攝)
海嘯掀起巨浪
海嘯是另一種能夠引發海水倒灌的極端自然災害。海嘯既不同於由風産生的正常海浪,也不同於由月球和太陽的引力造成的潮汐,它通常由海底地震、火山爆發或海底滑坡等引發,會産生巨大的海浪,以極快的速度在海洋中傳播,然後一股腦兒地將大量海水傾斜在岸邊的陸地上,導致海水倒灌。有時候,海嘯還會造成巨浪反復多次涌入涌出,在濱海地區造成巨大的損失。
地面沉降導致海水入侵
地面沉降也是導致海水倒灌的一個重要原因。在沿海地區,過量開采地下水,使地下水位急劇下降形成大面積降落漏斗,當地下水面低於海平面時便導致海水倒灌現象,也被稱為海水入侵。
氣候變暖加劇海水倒灌
全球氣候變暖導致的海平面上升也正在加劇海水倒灌。據自然資源部發布的《2023年中國海平面公報》顯示,中國沿海海平面總體呈加速上升趨勢,1993年至2023年期間,中國沿海海平面上升速率為4.0毫米/年,高於同時段全球3.4毫米/年的平均水平。受氣候變化和海平面上升累積效應等多種因素的影響,在地面以下,表現為海水入侵,其中河北北部、山東、江蘇南部沿海部分監測斷面重度海水入侵程度加重(重度海水入侵判別標準為氯離子含量>1000毫克/升);在地面以上,表現為鹹潮入侵,即潮水可達到的、流量及水位受潮汐影響的河流區段在漲潮時發生海水上溯現象。
此外,持續的氣候乾旱也會導致海水倒灌。據2024年3月18日央視財經頻道報道,受氣候變暖、全球海平面上升以及乾旱天氣影響,越南多地都面臨着海水倒灌的問題,其中,以湄公河三角洲地區最為嚴重,土壤鹽鹼化程度加劇,漁業也遭受嚴重損失。
如何抵禦海水倒灌
海水倒灌對沿海地區的危害是多方面的,它不僅會破壞沿海地區居民的房屋建築、供水、供電、交通、港口、碼頭等基礎設施,威脅人們的生命財産安全,海水破壞當地生態環境,導致土壤鹽漬化、濕地退化等問題。面對海水倒灌的威脅,我們需要採取一系列措施來加強防禦和應對能力。
首先是加強海堤建設。海堤是抵禦海水倒灌的第一道防線,荷蘭和日本等沿海國家在海岸邊修建了高達十幾米的防水堤壩,用於阻擋海浪侵襲,或者建造防洪溝渠和閘門,用來引導海嘯帶來的大量海水,但這些工程措施通常耗資巨大。
其次是實施生態修復工程。通過種植紅樹林、蘆葦等耐鹽鹼植物和修復濕地生態系統等措施,可以提高沿海地區的生態防禦能力。這些植物和濕地能夠吸收和儲存大量的水分和鹽分,從而減輕海水倒灌對內陸地區的影響。
此外,加強濱海地區地下水動態監測工作,根據不同地區的水文地質條件,嚴格控制濱海地區地下水的開採量,或者攔蓄地表水或修建地下水庫,增加地下淡水補給量,提高淡水含水層水位,能夠控制海水向陸地地下水的入侵活動。
作者:劉漢斌 山西省煤炭地質局高級工程師、地質博士
馬志飛 地質地理科普作家,北京科學技術普及創作協會會員
參考資料:
[1]地球科學大辭典編輯委員會.地球科學大辭典(基礎學科卷)[M].北京:地質出版社,2006.01.
[2]自然資源部.2023中國海洋災害公報.2024.04.
[3]自然資源部.2023年中國海平面公報.2024.04.