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近日,天津市濱海新區、河北省唐山市、遼寧省營口市和盤錦市,以及江蘇省南通市和連雲(yun) 港市等多地沿海地區突發海水倒灌,部分街道、社區、車輛被淹,房屋進水,公交停運,給當地居民生活造成不小的困擾。有居民稱,這次漲潮是數十年來最大的一次,潮水之大出乎預料。
突如其來的大潮令人感到十分詫異,“海水倒灌”一詞也迅速成為(wei) 網絡熱搜,這究竟是一種什麽(me) 樣的災害?

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)
01海水倒灌的奇怪現象
大江東(dong) 去,百川入海,這是亙(gen) 古不變的自然規律。然而,在特定條件下,也會(hui) 出現河水倒流、海水倒灌的現象。
海水倒灌,顧名思義(yi) ,就是海水侵入原本由淡水主宰的河道,甚至滲透到內(nei) 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(nong) 業(ye) 灌溉、居民飲水以及生態環境等造成嚴(yan) 重影響。
實際上,這種現象在沿海地區並不罕見,世界各地都曾有過相關(guan) 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。2022年2月,歐洲多國遭遇風暴侵襲,引發洪水導致交通嚴(yan) 重受阻,大麵積電力供應中斷,丹麥沿海地區遭海水倒灌,鐵路交通被迫暫停。2023年9月,受持續幹旱和炎熱天氣影響,美國密西西比河水位接近曆史最低水平,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,威脅當地供水係統安全。

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)
02當風暴潮遇上天文大潮
海水倒灌的發生,往往與(yu) 多種自然因素密切相關(guan) 。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麵震蕩或非周期性異常升高(降低)現象,分為(wei) 台風風暴潮和溫帶風暴潮兩(liang) 種。簡而言之,就是強風(如台風、颶風等)吹過海麵時,會(hui) 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(hui) 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(chong) 破海堤,侵入內(nei) 陸地區。據自然資源部發布的《2023中國海洋災害公報》,風暴潮是我國最主要的海洋災害,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(nong) 曆十八)、21日(農(nong) 曆十九),我國多地出現的海水倒灌事件,氣象專(zhuan) 家認為(wei) 這可能與(yu) 風暴潮疊加天文大潮有關(guan) 。天文大潮通常在農(nong) 曆的新月和滿月(朔日和望日)之後一兩(liang) 天出現,即農(nong) 曆的初二、初三和十七、十八日左右。這是因為(wei) ,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(hui) 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(ti) 位置的變化,而是會(hui) 滯後一兩(liang) 天。

2023年7月28日“杜蘇芮”台風風暴潮發生時,福建東(dong) 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(yu) 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(wei) “八月十八潮 壯觀天下無”。(圖片來源:新華社記者 江漢 攝)
03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(yu) 由風產(chan) 生的正常海浪,也不同於(yu) 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(hui) 產(chan) 生巨大的海浪,以極快的速度在海洋中傳(chuan) 播,然後一股腦兒(er) 地將大量海水傾(qing) 斜在岸邊的陸地上,導致海水倒灌。有時候,海嘯還會(hui) 造成巨浪反複多次湧入湧出,在濱海地區造成巨大的損失。
2022年1月14-15日,南太平洋島國湯加的洪阿哈阿帕伊島海底火山猛烈噴發,引發了大規模海嘯,不僅(jin) 導致湯加全境85%的人口受到影響,就連遠在10000多千米之外的智利北部海岸,也遭受兩(liang) 米多高的巨浪襲擊,部分市區出現海水倒灌。
04地麵沉降導致海水入侵
地麵沉降也是導致海水倒灌的一個(ge) 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麵積降落漏鬥,當地下水麵低於(yu) 海平麵時便導致海水倒灌現象,也被稱為(wei) 海水入侵。
例如,意大利的威尼斯城就時常麵臨(lin) 海水倒灌的威脅。這座城市由118座小島組成,被譽為(wei) “百島之城”,小島之間用400多座大大小小的橋梁連接。從(cong) 20世紀20年代起,威尼斯周邊工廠大量抽取地下水導致大麵積地麵沉降,現在仍在以每年1~2毫米的速度緩慢沉降。早在大約六七千年前,冰河時代後期的海水入侵淹沒亞(ya) 得裏亞(ya) 海的海岸平原,形成了這片麵積廣闊的湖泊。目前,威尼斯城所在的地方仍有三個(ge) 入口與(yu) 海洋相連,許多島嶼經常被倒灌的海水淹沒。
05氣候變暖加劇海水倒灌
全球氣候變暖導致的海平麵上升也正在加劇海水倒灌。據自然資源部發布的《2023年中國海平麵公報》顯示,中國沿海海平麵總體(ti) 呈加速上升趨勢,1993年至2023年期間,中國沿海海平麵上升速率為(wei) 4.0毫米/年,高於(yu) 同時段全球3.4毫米/年的平均水平。受氣候變化和海平麵上升累積效應等多種因素的影響,在地麵以下,表現為(wei) 海水入侵,其中河北北部、山東(dong) 、江蘇南部沿海部分監測斷麵重度海水入侵程度加重(重度海水入侵判別標準為(wei) 氯離子含量>1000毫克/升);在地麵以上,表現為(wei) 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,持續的氣候幹旱也會(hui) 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、全球海平麵上升以及幹旱天氣影響,越南多地都麵臨(lin) 著海水倒灌的問題,其中,以湄公河三角洲地區最為(wei) 嚴(yan) 重,土壤鹽堿化程度加劇,漁業(ye) 也遭受嚴(yan) 重損失。
06如何抵禦海水倒灌
海水倒灌對沿海地區的危害是多方麵的,它不僅(jin) 會(hui) 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(men) 的生命財產(chan) 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。麵對海水倒灌的威脅,我們(men) 需要采取一係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(lan) 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(yu) 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。
其次是實施生態修複工程。通過種植紅樹林、蘆葦等耐鹽堿植物和修複濕地生態係統等措施,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(chu) 存大量的水分和鹽分,從(cong) 而減輕海水倒灌對內(nei) 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(yan) 格控製濱海地區地下水的開采量,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,能夠控製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
馬誌飛 地質地理科普作家,北京科學技術普及創作協會(hui) 會(hui) 員
出品:科普中國
參考資料:
[1]地球科學大辭典編輯委員會(hui) .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年中國海平麵公報.2024.04.
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