【防災系列】日本的自然災害及其對策(2) ——風暴潮

1. 風暴潮與潮災

1.1 颱風「天鴿」及其風暴潮災害

今年8月23日，半個世紀以來最強颱風「天鴿」撲向中國南部沿海。一時間狂風大作，波濤洶湧，潮水倒灌。受災報導瞬間傳遍了各地，讓更多的人記住了這個辭彙，「

風暴潮

」。

圖 1　颱風「天鴿」來襲時發生的風暴潮(珠海市2017.8.23

)

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圖片來自網路

1.2 什麼是風暴潮？

風暴潮(日語稱「高潮」)，又稱「風暴增水」、「風暴海嘯」、「氣象海嘯」或「風潮」，是指由於劇烈的大氣擾動導致海水的異常升降，使受其影響的海區潮位大大超過平常潮位的自然現象。

風暴潮的誘因有颱風和寒潮大風，其影響區域為幾十至上千公里，其時間尺度或周期為1－100小時，介於地震海嘯和天文潮波之間。

但有時受大氣擾動因子的移動的影響，一次風暴潮的過程可影響一兩千公里的海岸區域，時間也可長達數日。

如圖 2、圖 3所示，颱風或低氣壓接近或過境時導致沿岸潮位異常上升(也稱「增水」)的

因素有三個

：

①

是颱風或低氣壓的負壓吸水效果的「氣壓增水」，氣壓增水高度與颱風或低氣壓中心氣壓低於外圍氣壓成正比，中心氣壓每降低1hPa(百帕)，海面約上升1cm；

②

是陸向強風造成的近岸海水堆積效果的「風增水(wind set-up)」，風增水高度與風速、風向，近岸地形有關，風速大、風向與海岸線成直角時風增水最大；

③

是波浪向近岸傳播時，波浪發生變形破碎時的「波浪增水(wave set-up)」， 波浪增水與海底坡度相關。海底坡度越陡增水越大。

圖 2　風暴潮發生示意圖

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圖 3　風暴潮發生示意圖

1.3 什麼是風暴潮災害？

當風暴潮的潮位超過海堤或護岸警戒水位時，潮水就會漫過海堤，造成「風暴潮災害」、也稱「潮災」(日語稱「潮害」圖 4)。

如果風暴潮恰與天文潮高潮相疊加，就會造成影響沿岸區域的潮水異常暴漲，甚者沖毀堤壩，吞噬沿岸設施和生命財產而釀成巨大災難。

圖 4　風暴潮與天文大潮相疊加模式圖

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2. 日本的風暴潮災害及其對策

2.1 日本的風暴潮災害

圖 5、表 1

是1917年以來日本風暴潮的重災紀錄，這些重災都是颱風造成的潮災風暴潮。1959年伊勢灣沿岸遭受了史上最嚴重的潮災，最大風暴增水達3.45米，5千餘人死亡，近四萬人受傷，直接經濟損失達850億日元。

風暴潮發生時除了潮位異常增高外還伴有暴風和巨浪，影響時間長達數小時，浸水或受災區域也隨之擴大，同時暴風也會給避難行動造成困難。

圖 5日本主要的風暴潮災害(1917.10－2004.8)

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表 1 日本主要的風暴潮災害(1917.10－2004.8)

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*4)

2.2 日本風暴潮災害的對策

(1) 防護工程的建造

風暴潮防護工程包括防潮堤、防潮護岸、水門、陸閘和排水泵站等(圖 6)。1960年日本建造的防潮堤和護岸的延長已達4.4千km。伊勢灣颱風(1959.9)潮災後，伴隨經濟的高速發展日本開始大興土木。到上世紀90年代，防潮堤和護岸的延長已達9千km，占日本海岸線總長的1/4以上(圖 7、圖 8)。

圖 6 海岸保全設施模式圖

圖 7 海岸防護設施延長的變遷(1960－2013)

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圖 8 海岸線延長的變遷(1960－2013)

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(2) 風險評估和預警避難體系的建立

再堅固的防護工程也不可能完全抵禦強颱風風暴潮的襲擊，因此評估風暴潮的風險，建立預警避難體系也是日本政府積極推進的防災政策之一。

3. 面臨的問題

雖然現有海岸防護工程和預警避難體制可以大大減少風暴潮所造成的危害，但依然面臨著以下的問題。

3.1 防護設施的老化

2010年海堤等建造超過50年的達40% (圖 9)，2014年海堤等的耐震整備率不到40%，現有海堤等設施的老化已不足以抵抗設計風暴潮和設計地震(圖 10)

圖 9 建造50年以上海堤的比例

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圖 10 防潮堤潮災毀壞實例(茨城縣海岸，2006.9.李鷗攝)

圖 11 今後30年內發生地震的概率

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3.2 三大灣沿岸地區防護級別不足

三大灣(東京灣、大阪灣、伊勢灣)沿岸集中了日本50%的人口和3/4的資產。

現存海岸防護設施即使不考慮溫室效應導致的海面上升，也無法完全抵禦室戶颱風級別的風暴潮。

圖 12風暴潮襲擊東京灣時的浸水模擬結果(200－1000年一遇)

(*6)

3.3 氣候異變將加劇了潮災的風險

據IPCC(聯合國政府間氣候變化專門委員會)第5次評估報告(2013)預測，到本世紀末相對近20年(1980－1999)海平面最大將上升82cm。此外，氣溫、海水溫度的上升也會導致颱風規模增強。

據模擬分析海平面上升80cm時，日本三大灣(大阪灣、伊勢灣、東京灣)的受災面積和受災人口分別是現在的1.6倍和1.4倍(圖 14)。

圖 13 世界平均海面的過去及將來預測

(*7)

圖 14 平均海面上升80cm時三大灣的0m地帶的擴大

*5

圖 15 海面上升60cm時東京灣最大浸水面積和浸水量的模擬結果

3.4 無法精確預測

雖然風暴潮發生的前幾日可以預測，但由於颱風規模與路徑時時都在變化，其影響區域及潮位依然無法精確預測。

4. 我們該如何做

上網了解一下自己所在都市的災害風險評估圖(ハザードマップ)，以及災害發生時的避難途徑對我們來說絕對不是多餘的。

文/日本國土防災技術株式會社 顧問李鷗

＜註解＞

(*1)

中國新聞網HP (2017.8.23)

(*2)

NPO法人環境防災研究機構北海道HP

(*3)

高潮災害とその対応～高潮による災害を未然に防ぐために-

(*4)

海岸ハンドブック(200)等

(*5)

海岸をめぐる現狀と課題(2015.10)

(*6)

東京灣の大規模高潮浸水想定の概要(2009.4)

(*7)

氣象廳HP(IPCC第5次評価報告書第１作業部會報告書（2013）)

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