“面朝大海,春暖花开,潮起潮落”,这美好的自然节拍仿佛刻在人类基因里,是人们对理想居住环境的向往。然而,当有规律的天文潮与无规律的风暴潮在时空上发生碰撞时,原本宁静的海岸线却可能成为灾害的高发地。今天,就让我们以“双潮叠加”的灾害风险为核心,结合最新理论,通过天文潮的可预报性与风暴潮的不确定性对比,再以历史灾害案例警示公众,让沿海居民在享受自然美好的同时,重视预警、做好防护。

一、两种潮汐的本质对决:可预见与难捉摸
海岸的宁静之下,潜藏着两种力量迥异的潮汐运动,它们的相遇往往是灾害的开端。海水的运动既按照天文惯性规律支配,也受大气运动引发的非规律性影响,当这两种力量在一个时空点上发生碰撞时,便可能催生极端潮位。
(一)天文潮:宇宙设定的“精准时钟”
在牛顿引力理论下,天文潮是月球、太阳的引潮力与地球自转离心力共同编织的一张规律潮汐网。然而,天体引力理论难以破解天文潮汐的位相滞后、振幅波动和相对赤道的对称。爱因斯坦的广义相对论以时空曲率为几何视角可以描述天文潮汐现象,从而避开了超距作用的引力。但这种时空曲率的物理本质又难以解释。
正交碰撞理论或惯性运动理论认为,天文潮汐的能量来源于宇宙大爆炸后的原始粒子矢量力——具有径向加速膨胀和法向旋转分量的惯性运动 [1]。月球如同地球上的大气和海洋粒子,它们都具有与生俱来的惯性运动。月球是在它的径向分量与法向分量确定比率下的惯性运动,而海洋和大气是大量粒子各自惯性运动下群体协同行为。大气粒子除了来自原始的惯性运动外,还具有太阳辐射的日变化和年变化热力惯性驱动,而海洋的基本运动是惯性运动,同时也受到大气异常运动的能量影响。
天文潮的核心特征是周期性与可预报性:
• 半日潮型区域(如厦门港、青岛港)每天迎来两次涨落,每次涨潮持续约6小时12.5分;
• 全日潮型海区(如北部湾)则每日一涨一落;
• 即便混合潮型区域,也能通过农历日期精准推算——农历初一、十五的朔望潮会因与日月相对位置有关。
天文潮的影响范围较广,全球海域普遍存在。其潮差相对稳定,一般在开阔大洋区域,潮差较小,如太平洋中夏威夷等大洋区域的潮差约1米;而在近岸及海湾区域,由于地形等因素的影响,潮差会大幅增加,如我国杭州湾的最大潮差可达8.93米,北美加拿大芬地湾的最大潮差能达到19.6米。
现代天文潮汐预报采用调和分析方法,将潮汐分解为多个分潮的叠加,通过计算分潮的振幅、迟角等调和常数,可提前数月甚至数年预测潮位。这种规律性,让天文潮成为人类最易掌控的海洋现象。
(二)风暴潮:变幻莫测的“脾气大王”
与天文潮的“循规蹈矩”不同,风暴潮是大气系统的“即兴创作”。它由热带风暴(台风和飓风)、温带气旋和强冷空气寒潮爆发的强风与气压变化等气象因素引发,核心特征是随机性与不确定性:
• 常规气象潮或气候潮的振幅仅几厘米到几十厘米,但强台风引发的风暴潮可让水位暴涨数米——1969年美国“卡米尔”飓风创造了7.5米的全球最高风暴潮纪录,1980年广州湾南渡海域的台风风暴潮也达到5.94米;
• 其形成机制复杂多变:强风的“推挤”、低气压的“抽吸”、暴雨洪水的“顶托”,甚至海岸线形态都会放大其威力,杭州湾、孟加拉湾等喇叭口地形,能让风暴增水在汇聚中翻倍;
• 当热带风暴与温带气旋发生相互旋转作用并最终碰撞合并时,它们的扰动能量更强。一个典型的例子是2012年大西洋飓风“桑迪”到达美国东北部近海时与从北美大陆上东移的温带气旋发生逆时针打转,它们的碰撞与合并导致了海水倒灌进入纽约城 [2]。

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二、叠加效应:历史灾害敲响的千年警钟
当精准可测的天文大潮,与变幻莫测的强风暴潮相遇,便会触发“1+1>2”的灾害能量放大效应。历史上无数悲剧证明,这种正常与异常能量的叠加往往是沿海灾害的“致命一击”。
(一)中国海岸的近期伤痛
2025年9月,台风“桦加沙”以台风级别登陆广东阳江,恰逢天文大潮期的“双重暴击”让珠江口沦为重灾区。广东省沿岸出现278厘米的最大风暴增水,珠海香洲岸段的208厘米增水与天文高潮叠加后,潮位达328厘米,超红色警戒43厘米。珠海情侣路的巨浪高达两层楼,海水倒灌进地下车库,鱼群被冲上街道;深圳盐田渔港、澳门沙梨头一带全线漫堤,惠州沿海镇因管道倒灌沦为泽国。
仅仅一年前的2024年,北方海域遭遇罕见的“寒潮+天文潮”叠加灾害。强冷空气与出海温带气旋让海水在外海堆积,回流时恰逢天文高潮,导致辽宁沿岸出现红色警戒潮位,河北、天津多地海水倒灌,多个潮位站打破历史纪录。而同年11月的台风“万宜”虽强度弱、距离远,但50-110厘米的风暴增水与天文大潮结合,仍让浙江、福建、广东多地商铺被淹、交通瘫痪。2024年登陆我国的2411号台风“摩羯”,导致海南岛文昌铺前验潮站出现3米的风暴增水。
回溯历史,1997年浙江温岭台风让澉浦测站潮位达6.56米,超警戒1.46米;1994年温州瑞安台风导致两地潮位创下历史极值,沿海设施损毁殆尽。这些灾害的共同痛点是:天文潮的“可预见性”未能完全转化为防灾优势,风暴潮的“突发性”往往让防御措手不及。
(二)全球范围内的惨痛教训
1953年1月31日夜间,荷兰遭遇20世纪最严重的海洋灾害。强西北风风暴与朔望大潮叠加,形成4.55米的极端潮位,全国150多处堤坝溃决,1836人遇难,数万头牲畜溺亡。这场灾难直接催生了耗资百亿欧元的三角洲工程,荷兰人用数十年时间构建起全球最严密的海防体系,只为抵御下一次“双潮叠加”。
2019年11月,威尼斯在一周内遭遇4次洪水,85%的区域被淹。这场灾难是多重叠加的典型:朔望天文潮遇上11月异常偏高的海平面,强劲的西洛可风将海水推向海岸,恰逢中尺度天气系统过境,最终让水位飙升至1.89米。水城的百年建筑在海水中浸泡,生态系统遭受毁灭性打击。
三、科学防御:在规律与混沌间寻找安全边界
面对“可预见”与“难捉摸”的双重挑战,人类的防御智慧正在不断升级。正交碰撞理论或惯性运动理论提示我们:既要利用天文潮的规律性提前布局,也要正视风暴潮的不确定性强化应急。
(一)精准预判:把“确定性”转化为防御先机
天文潮的长期可预报性为防灾提供了宝贵窗口。沿海居民可通过潮汐表提前知晓每月大潮时段,在朔望潮期间减少低洼区域活动;港口、码头可调整作业计划,避免大潮与恶劣天气叠加时的航运风险。对于杭州湾、珠江口等潮差大、地形特殊的区域,相关部门可建立常态化监测机制,结合历史数据划定高风险时段。
(二)动态应对:提升风暴潮的应急响应能力
针对风暴潮的不确定性,现代预报技术正持续突破。数值预报模式和机器学习模型通过输入实时和历史气压、风场数据,能提前3 - 7天预警风暴潮风险。但公众需明白,风暴潮预报仍存在误差,不能过度依赖单一预警,应关注“天文潮预警 + 气象预警”的叠加与滚动提示。
(三)能量传递:从大气扰动到海洋异常潮位
对沿海地区危害最大的还是风暴潮。风暴潮的异常能量来源于低层大气中的水平异常气流的正交碰撞,如热带风暴迅猛发展时会在其中心周围出现四条螺旋辐合云雨带,它们两两正交碰撞形成异常能量的集中。这样的高能量密度会形成向上十多公里的台风(飓风)云体,同时也形成向下旋转运动的异常能量,后者引发海水翻腾与异常能量水平传播——形成风暴潮。
(四)全民防护:构建海岸安全共同体
灾害防御的最后一公里在公众。沿海居民应主动学习防灾知识:了解所在区域的警戒潮位,熟悉避难路线;在台风、强冷空气预警期间,远离海岸带、地下车库等危险区域;关注自然资源部门发布的风暴潮预警信息,不忽视“弱台风 + 大潮”的潜在风险。就像荷兰人在1953年灾害后全民参与海防建设,海岸安全需要每个人的重视与行动。
四、潮起潮落,敬畏与智慧并行
海洋是人类的母亲,也是考验人类的考官。天文潮的规律让我们得以安居,风暴潮的变幻则提醒我们保持敬畏。正交碰撞理论和惯性运动理论不仅揭示了潮汐运动的科学本质,更教会我们:与海洋相处,既要把握规律、顺势而为,也要正视未知、未雨绸缪。
海岸边的潮起潮落从未停歇,人类与海洋的博弈也将持续。当我们读懂潮汐的多种语调,掌握防御的智慧,就能在这片“风水宝地”上,既享受春暖花开与自然节拍的美好,也抵御风暴来袭的风险。毕竟,真正的“风水”,从来都是自然规律与人类智慧的和谐共生。
参考文献
[1] Qian WH (2023) A tidal theory based on the inertial motion of the matter in the Universe. J Modern Physics 14: 1252 - 1271.
[2] Qian WH, Huang J, Du J (2016) Examination of Hurricane Sandy’s (2012) structure and intensity evolution from full - field and anomaly - field analyses. Tellus - A 68: 29029.
[3] Qian WH, Du J, Leung JC, Li WJ, Wu FF, Zhang BL (2023) Why are severe weather and anomalous climate events mostly associated with the orthogonal convergence of airflows? Weather & Climate Extremes 42: (2023) 100633.
来源: 钱维宏
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