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風暴潮:隱身於颱風下的未知威脅

菲律賓獨魯萬市海濱在海燕颱風過後滿目瘡痍的景象,驚人的風暴潮在這裡留下大量殘骸。(圖片來源:Flickr用戶Trocaire)

菲律賓獨魯萬市海濱在海燕颱風過後滿目瘡痍的景象,驚人的風暴潮在這裡留下大量殘骸。(圖片來源:Flickr用戶Trocaire)

2013年11月,超級颱風海燕(Typhoon Haiyan)襲擊菲律賓,海岸地區的受害規模令人驚訝,中部的獨魯萬市(Tacloban)更被風暴潮(storm surge)完全夷平,讓人聯想到2004年的印度洋大海嘯以及2011年東日本海嘯肆虐後的慘狀。不過風暴潮的災害在歷史上屢見不鮮,2012年侵襲美國紐約的珊迪颶風(Hurricane Sandy)的風暴潮,也是導致大紐約地區淹大水的主因。

所謂的風暴潮,指因為熱帶氣旋、溫帶氣旋等強烈天氣系統所引起的海面異常升降,使海水的水面大幅度超過正常狀態。而當這些天氣系統挾帶高水位的海水一路衝向陸地,便會為沿岸地區帶來海嘯般的災難。舉例來說,這次海燕颱風在菲律賓中部地區,紀錄到6公尺高的風暴潮,雖然威力未如海嘯高達數十公尺驚人,但也足以致命,更何況與颱風伴隨而來的還有危險的強風豪雨。

但是,風暴潮在颱風的相關災害中,並未如颱風風速、降水量預測等有充分的事先預警,其中一個很大的原因是目前用來評估颱風強度的標準:颱風中心風速,與暴風潮並未有直接關聯。

在過去十年中,美國國家颶風研究中心(National Hurricane Center, NHC)試圖在颶風來臨前提供風暴潮的高度預測,但成效始終不佳,即便同樣強度等級的颶風,風暴潮的高度卻差異極大,導致NHC決定在2010年放棄風暴潮高度預測。如何準確預測風暴潮的高度,成為下一階段颱風防災關鍵。

在美國,風暴潮的預測似乎有所進展。路易斯安那州立大學的研究員海爾‧尼德漢(Hal Needham)蒐集了19世紀後期至今大量的報紙、政府文件以及學術報告,建立美國東岸的風暴潮資料庫。並從中歸納出影響風暴潮大小的四個主要因素:海岸地形、近海的水深、風速,以及颶風登陸前的規模大小,尤其是登陸前18小時的颶風大小,對於風暴潮影響最大。

海爾發現,灣澳地形會將海水集中,讓風暴潮更深入陸地,而平直的海岸線則能讓海水的分布較為平均;近海水深較淺的地區則會比水深較深的地區遭遇更高的風暴潮。此外,颶風登陸前持續吹著較強的離岸風,也會讓颱風在登陸時一併帶來驚人的潮水。以這次海燕颱風為例,災情慘重的獨魯萬市便是位於海灣底部,且鄰近海域水深較淺,讓風暴潮威力更驚人。

但實際狀況是,影響風暴潮的因素的作用十分複雜,甚至有許多因素間的交互作用,導致風暴潮仍難以準確預測。這次海燕颱風更帶來超乎預期的風暴潮,導致菲律賓雖然有相對充分的準備時間,颱風來臨前有80萬居民已撤離至避難所,但是風暴潮卻吞噬了部分避難地點,導致嚴重傷亡。

目前台灣在發布颱風警報期間,亦有提醒低窪地區民眾需提防海水倒灌的警告,但卻缺乏實際的預測數值與可能的淹水範圍。未來在降雨量、土石流潛勢以及風力大小外,提供颱風的風暴潮高度預警,會是學界與政府相關單位下一個要努力的目標。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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關於作者

李柏昱

成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。