本发明涉及自然灾害预报技术领域，具体涉及一种风暴潮预报方法。
背景技术
风暴潮是发生在沿岸的一种海洋灾害，是一种由强烈大气扰动如热带气旋(台风、飓风)、温带气旋等引起的海面异常升高现象。渤海湾东南岸段发生的风暴潮主要以温带气旋风暴潮为主，台风风暴潮为次，且具有以下特点：风暴潮发生频繁,经分析，渤海湾东南海岸风暴潮平均7.6年发生1次；季节性强，风暴潮多出现在春季和秋季，占风暴潮发生次数的80％左右；暴风相伴，在有记载的52次风暴潮中，几乎全部伴随着暴风而发生，其中东北大风最多。
因此，风暴潮的增水预报和时间预报对应对风暴潮尤为重要，而目前没有对应的预报方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种风暴潮预报方法，用以解决现有的无法可有效预报风暴潮的增水和风暴潮的发生时间的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为
一种风暴潮预报方法，包括风暴潮增水预报和风暴潮发生时间预报，其中：
所述风暴潮增水预报包括：s11、收集气象监测站在y年间超过h0的潮水位数据和对应的、该气象监测站的迎风面的风速数据；s12、建立包括该气象监测站的迎风最大风速、时段平均风速、风暴潮增水的风暴潮增水数据库；
所述风暴潮发生时间预报包括：s21、收集上述气象监测站的天文潮高潮位的发生时间数据和风暴潮的发生时间数据；s22、建立包括天文潮高潮发生时间和风暴潮发生时间的风暴潮发生时间数据库。
优选的，y≥30，h0≥2m。
优选的，所述气象监测站设置在海湾内，所述气象监测站的迎风面背离所述气象监测站朝向形成海湾的海岸。
优选的，所述时段平均风速为5h内的时段。
优选的，所述最大风速代替为最大逐时风速。
进一步的，从所述风暴潮增水数据库中以迎风最大风速→时段平均风速→风暴潮增水的查出风暴潮增水。
进一步的，用天文潮汐表或周期法推求天文潮查出天文高潮出现的时间为t0，应用数理统计的方法计算出天文潮高潮后t1小时出现风暴潮，则风暴潮发生时间为t0+t1。
本发明具有如下优点：
在风暴潮出现前24h或更长的时间里，根据气象部门或海洋部门提供的天气形势或气象预报，确定最大风速。
根据天气预报或海洋预报确定的最大风速，从埕口站东北大风最大风速—时段平均风速(时段一般用5h)—风暴潮增水关系线相关图查到风暴潮增水。
在实际工作得到了应用，取得了很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1本发明所述的风暴潮增水数据库的一种形式。
图2为本发明所述的风暴潮发生时间数据库的一种形式。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种风暴潮预报方法，包括风暴潮增水预报和风暴潮发生时间预报，其中：
风暴潮增水预报包括：s11、收集气象监测站在y年间超过h0的潮水位数据和对应的、该气象监测站的迎风面的风速数据；s12、建立包括该气象监测站的迎风最大风速、时段平均风速、风暴潮增水的风暴潮增水数据库；
风暴潮发生时间预报包括：s21、收集上述气象监测站的天文潮高潮位的发生时间数据和风暴潮的发生时间数据；s22、建立包括天文潮高潮发生时间和风暴潮发生时间的风暴潮发生时间数据库。
实施例2
具体实施中，y≥30，h0≥2m。
通常地，气象监测站设置在海湾内，所述气象监测站的迎风面背离所述气象监测站朝向形成海湾的海岸。
具体实施中，时段平均风速为5h内的时段。
具体实施中，最大风速代替为最大逐时风速。
实施例3
从风暴潮增水数据库中以迎风最大风速→时段平均风速→风暴潮增水的查出风暴潮增水。
用天文潮汐表或周期法推求天文潮查出天文高潮出现的时间为t0，应用数理统计的方法计算出天文潮高潮后t1小时出现风暴潮，则风暴潮发生时间为t0+t1。
下面以渤海湾东南海岸为例对本发明的原理进行详细说明：
渤海湾东南海岸是指从河北省岐口至山东省老黄河入海口一带海岸，该区地势西南高东北低，为滨海平原，地势平坦，陆地一侧30km范围内，海拔一般在1.0～4.0m，坡度为1/10000～1/20000。该段海岸无明显的海岸线，岸坡平缓，平原泥沙质类型，滩涂为淤泥滩涂，宽度变化不大，一般宽5～10km，易受季风影响，是东北风的迎风岸，是风暴潮发生最多的海岸线。沿岸有减河、宣惠河、漳卫新河、马颊河、德惠新河、徒骇河等河汇入。漳卫新河河口设立埕口潮水位站，该站是渤海湾东南岸段重要的潮水位观测站。
受月球和太阳的引力作用，海水作周期性的升降运动，白天的涨落叫潮，晚上的涨落叫汐，合称潮汐。该海域潮汐规律为不正规半日潮，即一日内出现2次高潮和2次低潮，日潮差最大3.85m，最小1.2m，多年平均潮差为2.2m，涨潮历时4～6h，落潮历时6～10h。涨潮流流向sw，平均流速0.45节，落潮流流向ene，平均流速0.4节，该段海岸主要潮位站特征值见表1。
表1主要潮位站潮汐特征值统计表
说明：统计时，剔出了因雨洪而形成的高潮位。
由于地形特点，渤海湾一带是风暴潮多发地区。每当东北大风时，该地区往往出现风暴潮，积水成灾，直接危害人民生命和财产安全。1992年、1997年，2次特大风暴潮，仅山东滨州市直接经济损失达15亿元。搞好风暴潮的分析及预报，具有重要的意义。
风暴潮是一种自然现象，它的发生主要受天文、气象、地理因素的影响。
天文因素
日、月、地不同的运行规律，导致潮汐呈现不同的周期性。当天文大潮与暴风等气象因素遭遇时，往往引发风暴潮或使风暴潮加强。
气象因素
气温、气压、风等是影响风暴潮的气象因素，诱发渤海湾东南海岸风暴潮的气象因素主要有台风和寒潮大风两类。
(1)台风。台风是诱发渤海湾沿岸风暴潮的重要原因，这类风暴潮发生在7、8月份。台风沿海北上，穿过山东半岛，进入渤海，在其西岸登陆或在辽东半岛登陆时，影响渤海地区，造成东北大风，引起风暴潮。
(2)寒潮大风。造成渤海湾沿岸的寒潮天气形势有两种，即气压为北高南低型和冷高压型。北高南低型多发生在春秋季，形成以渤海海峡为界的气压为北高南低的形势，冷峰呈东北～西南走向，偏东大风导致渤海湾沿岸发生风暴潮。冷高压型多发生在初冬、早春，由北方高压沿河套东移南下，当冷锋通过渤海时，海面出现东北偏东大风，造成渤海湾的风暴潮。
地理因素
地理因素主要是指海岸线形状、河口地形、地理位置等，在同一状况下，因地理上的差异导致风暴潮现象有很大的差别。渤海湾形状像肚大口小的葫芦，潮流经海峡进入海湾继续前进至湾底，潮波遇岸受阻产生反射波，导致湾底潮位急剧上升。渤海湾东南海岸位于葫芦的底部，海岸线与潮流基本垂直，为东北大风的迎风岸，便于潮波能量集中，具备了产生多潮灾的地理条件，当春、冬季盛行东风、东北风时，只要风力大、历时长，往往造成大风暴潮。另一方面，渤海湾东南海岸平坦，河流断面宽浅，河口成喇叭状，易形成涌潮，海水往往沿河口上溯几十公里，甚至百余公里，构成了多潮灾的地理条件。
埕口潮水位站在渤海湾东北风的迎风岸，当风暴潮到来时，潮水位变化明显，且有长系列潮水观测资料，能够很好地反映渤海湾东南海岸一带潮水位变化情况。马山子气象站在埕口站附近，且有长系列的同期气象观测资料。马山子气象站的气象观测资料和埕口站潮水位观测资料具有代表性，作为建立增水预报模型的基础资料。
风暴潮增水是指实测最高潮位与相应时间天文潮潮位之差，主要影响因素有风力、风向、大气静压效应及风浪引起海水向岸边输送量等，其中风力、风向是诸因素中的首要因素。当渤海海域出现东北大风时，就会造成渤海湾东南海岸一带出现较大增水。若东北大风正值天文潮涨潮时，风推潮顺，将会出现更高的潮水位。选取埕口站1954～1987年超过2.0m的31次潮水位资料和马山子气象站相应的风速资料，建立埕口站东北大风最大风速—时段平均风速(时段一般用5h)—风暴潮增水关系线相关图，即为增水预报图(见图1)。东北大风最大风速以最大逐时风速代替，东北大风时段平均风速是指最高水位出现以前东北大风逐时平均值。
资料(天文潮汐表或用周期法推求天文潮)分析表明，埕口站一带的风暴潮均出现在天文潮的高潮附近，并且多数出现在天文潮高潮后1～3h。建立埕口站天文潮高潮位发生时间—风暴潮发生时间相关图(见图2)，利用以上相关图就可以预报风暴潮最高潮位出现时间。
本发明法法的评定按照《水文情报预报规范》(sl250-2000)进行，风暴潮最高潮位的许可误差按下式计算，即
式中，δ为许可误差(取两位小数)；δt为预见期，单位h1为实测最高潮位时增水，单位m；h2为常数，取正常潮位预报许可误差的1/2，取0.15m；k为系数，取0.20。
具体实施中过程如下：
在风暴潮出现前24h或更长的时间里，根据气象部门或海洋部门提供的天气形势或气象预报，确定最大风速。
根据天气预报或海洋预报确定的最大风速，从埕口站东北大风最大风速—时段平均风速(时段一般用5h)—风暴潮增水关系线相关图查到风暴潮增水。
将查得风暴潮增水与天文潮高潮水位相加，就是预报的风暴潮最高潮位。
风暴潮最高潮位出现时间预报
渤海东南海岸在一个周期中有2次高潮和2次低潮，而风暴潮多数出现在天文潮高潮附近。根据预报的东北大风最大风速发生的日期和时间，用天文潮汐表(或用周期法推求天文潮)查出大风出现后的天文潮高潮位出现时间。用东北大风刮起第一个天文潮高潮位发生时间查图2，就查得风暴潮最高潮位出现的预报时间。如果东北大风继续刮，则可用第二个天文潮高潮位出现时间再查图2，就查得风暴潮再一个最高潮位出现的预报时间。
风暴潮经验预报模型在实际工作得到了应用，取得了很好的经济效益和社会效益。这是埕口站1997年和2003年渤海湾东南海岸特大风暴潮预报成果(见表2)。
表2埕口站特大风暴潮预报成果表
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。