引言

我国对风暴潮预报的准确性和先进国家不相上下，风暴潮的理论和机制研究水平也不落后，对华东沿海海面变化因素的探索已有数值模拟成果^{[1, 2]}。长江下游地区已有降水与洪水、洪峰、最高水位间的关系研究^[3-5]，但都由于其地处内陆，远离临江近海的长江下游东段，不受非正规半日制浅海潮、农历潮汐高潮位及台风暴潮的直接影响。针对长江下游东段（指江阴以东，简称东段）高水位的研究和预报不多见。

东段江面自西向东展宽，南通以东近海口一带宽达18km，江海相连，经吴淞口人海。本段江域受其上中游下泄的迳流、非正规半日制浅海潮（农历潮汐）的涨潮流及台风暴潮影响。汛期受风、雨、台、潮、洪袭击时，江面水位凸增、汛情严重。1997年8月19日台风正面袭击时，恰逢农历高潮期(天文高潮)，是时9级狂风巨浪，如皋沿江出现历史最高水位(5.72m)，江心的常青沙闸东侧主江堤决口，万亩农田被淹，民房冲垮，经济损失近亿元。1998年汛期，长江流域遭受百年不遇的特大洪涝，先后5次洪峰通过，史无前例。灾情警示，研制东段高水位预报十分必要。如皋地处东段中部，沿江岸线长48km，西距江阴，东离南通均为30km左右，其水情动态是东段水情的缩影。

1 资料及其使用说明

1987—1999年6—9月如皋沿江逐日(日界为北京时零点）高水位资料；同期08时（北京时）500hPa历史天气图；农历潮汐表^[2]; 东段上游的大通站流量。

统计计算如皋沿江高水位值（以国家水文基准点——废黄河为基准）；历年各月H的平均值（H_p表示）及其差值（ΔH_p表示）和ΔH_p的日际差表示Δ(H_p)₂₄。从农历潮汐表^[2]查算同期江阴的逐日农历高潮位高度预报值（C表示，单位：m); 计算历年各月C的平均值（C_p表示）、C与C_p的差值（ΔH_p表示）和ΔH_p的日际差表示Δ(ΔC_p)₂₄。表征迳流强度的大通站流量(Q表示，日际差为ΔQ₂₄)。以（H_p+C_p)>4.30m为高水位标准，共确定54个高水位日。按引发高水位的天气系统及其环流特征，对高水位成因进行分类（东风类、西风类）划型（台风型、台风倒槽型、长波型、短波型）。各型发生次数及占比率见图 1。由图可知：西风类长波型的高水位日最多，东风类台风型次之，台风倒槽型最少。

2 引发高水位的主要因子 2.1 台风

将东风类14个高水位日的前两天、前一天和当天08时台风（含热带低压）中心位置，分别点绘制成高水位日前的台风中心位置集聚区域图(图 2)。当台风中心先后进入图 2的前2、前1、前0区时，表明台风行近大陆架，其强制孤立波使海面急剧上升（吴淞1949-1973年中曾有台风增水达2.32m的记载)^[6]。此时的台风暴潮倒灌人侵东段时形成东风类高水位的决定因素。

2.2 农历高潮位

统计农历历年各月逐日高水位的累计日数，计算与之相应的逐日ΔC_p与C_p的总平均值（1.05)的差值ΔC_pp(高潮位距平），将两者绘制成农历逐日高水位日数与ΔC_pp的分布图（图 3)。ΔC_pp的正值区出现在农历二十九至下月初六（Ch₀₁表示）和十四至二十一（Ch₁₅表示），其峰值区与高水位最多出现次数的日期（初三前后和十七至十九）相吻合，对应相关密切。表明农历潮汐的高潮位是形成高水位不可缺少的重要因素。

2.3 迳流

统计1995—1999年6—9月的逐日大通站流量资料，统计1~3天Q可见：短波型4例和长波型26例高水位日的前三天中最小流量全部大于等于5X10⁴m³•s^-1，显示出长江上中游的迳流是形成西风类高水位的决定因素。

2.4 本地降水

查高水位日前3天内有>20mm日雨量者只有7天/次，只占总天次（高水位总日数54天×3=162天）的7/162。表明：当地降水与高水位关系不密切。

3 各类型高水位日的成因和形成过程 3.1 东风类

台风型和台风倒槽型高水位过程发生在台风环流的东风区内，是台风暴潮和农历高潮位的共同作用而形成。

1997年8月19一20日（农历十七一十八）是一次典型的台风型高水位过程，其前期（18和19日）500hPa形势特征是：西太平洋副热带高压（简称副高）偏东，中心位置在日本东，5880gpm线的西伸脊达韩国西；在青藏高原有大陆暖高压，其东伸脊点达长江中游地区；两脊间有台风。台风通过两高间的鞍型场从浙江沿海登陆并深人内地(图 4)，19日台风正面袭击东段时，东段江面9级狂风巨浪，水位创历史新高(5.72m)。

3.2 西风类

此类高水位有长波和短波两型，发生在长江上中游的洪峰东泄过境时，恰逢农历高潮位共同作用形成。

3.2.1 短波型

1995年7月13日是短波型高水位日的个例，过程前5天（7月8日）08时500hPa环流特征(图 5a):乌拉尔地区有阻塞高压，东侧的巴尔喀什湖、贝加尔湖地区为北支西风槽；河套以南高原东侧有南支西风槽；北支槽在东移过程中赶上南支槽，亚洲大气环流的经向度加大，引导冷空气南下。此时副高的西伸脊控制华南，脊线在27°N附近。暖湿气流沿高脊西部北上与南下的冷空气交绥于长江中上游，产生区域性强降水，引发长江水位剧升并东泄，洪峰经过东段时最高水位达4.38m。

3.2.2 长波型

1998年7月11日是长波型高水位日的一次典型过程，高水位日前5天（7月6日）08时500hPa环流特征（图 5b):鄂霍次克阻塞高压已建立，贝加尔湖、巴尔喀什湖附近为深槽，槽底经蒙古西部伸至黄河上游以南，极地冷空气从槽后南下；副高中心位于日本南，长江以南受副高西伸脊西北侧的西南气流控制，暖湿空气北上，与南下的极地冷空气交绥，副热带锋区和极锋区合二而一，滞留于黄河以南到长江中下游一带，区域性长时间强降水区东移缓慢，导致长江上中游流域性洪水爆发，洪峰通过东段持续3天，最高水位达4.96m。

3.2.3 迳流和涨潮流相遇的特例

1999年8月2日，台风暴潮涌人东段时，巧遇迳流（Q=7.46×10⁴m³•s^-1，是7月26日——8月1日的人型达不到起报指标的长波型次高水位过程后期）。尽管台风中心较远，强度一般，仍造成东段最高水位4.72m，成为台风型的第二高水位，是罕见的台、潮、洪三碰头。

4 高水位预报方法、服务流程及使用情况 4.1 各型高水位的入型标准、起报指标

表 1列出了各型高水位入型标准和起报指标。

4.2 服务流程

东段高水位的预报服务决策是通过查用本方法各型人型标准起报指标而产生，预报服务流程见图 6。

4.3 近几年汛期使用情况

2001—2005年汛期投入使用，其效果见表 2。

5 结论

(1) 引发长江下游东段高水位的天气系统是台风和西风槽，形成高水位的主要因子是台风暴潮、迳流和农历高潮位。迳流由大通站流量表征；台风中心位置所在区域是决定台风暴潮的关键；所有高水位都出现在农历高潮期中；当地降水与高水位关系不密切。迳流与涨潮流偶有巧遇时要特别警惕。

(2) 高水位日中西风类长波型最多，东风类台风型次之，台风倒槽型最少。

(3) 长江下游东段江面西窄东宽，迳流下泄呈自然分流减弱态势；涨潮流自东向西挤壅增强，在台风暴潮袭击时，需加重视。

(4) 该方法的入型标准和起报指标均以实况资料为基础，实际使用时若以数值预报产品为参考，提前做出高水位趋势预测，可为抗洪部署赢得宝贵时间。