江苏省位于中国大陆东部沿海中心区域, 东濒黄海, 西连安徽, 北接山东, 东南与浙江和上海毗邻, 面积10.72× 10⁴ km², 海岸线长954 km。江苏经济发达, 人口稠密, 2021年常住人口8505.4万人(江苏省统计局, 2022) ^②(② 江苏省统计局. 2022. 2021年江苏省国民经济和社会发展统计公报.)。地形上以平原为主, 地势低平, 是全国地势最低的省区(谭丽荣, 2012)。自北向南主要可分为以下几个地貌单元: 兴庄河以北的海州湾北部为边缘剥蚀海积平原, 地势西北高东南低, 高程5~20 m; 兴庄河以南, 灌河口以北为云台山周围的海积平原, 沿岸1~4 km范围内为盐沼湿地, 高程2.5~4 m; 灌河口至射阳河之间为废黄河三角洲平原, 地面高程1.3~3 m, 为1128年黄河夺淮入海后淤长起来的三角洲; 射阳河口以南、北凌河以北为中部海积平原, 是千年以来海岸淤长形成, 高程2~4.5 m; 北凌河与长江口之间为长江三角洲平原, 地面高程2~3.5 m(任美锷, 1986)。

近年来的研究显示, 江苏沿海风暴潮灾害发生频率高于中国沿海地区的平均水平(徐文爽, 2020), 其特征表现为受灾程度较低但影响范围较大。与南部的浙江沿海相比, 其受温带风暴潮灾害的影响较大, 又因台风登陆数量较少受台风风暴潮灾害的影响相应较小; 由于主要受台风风暴潮灾害影响, 总体上受风暴潮灾害的影响较小。江苏北部的山东半岛, 其地形地貌以山地、丘陵为主, 受台风侵扰时容易造成泥石流、滑坡等地质灾害, 风暴潮灾害发生风险相对较小; 而江苏沿海以平原地形为主, 受台风、寒潮等影响时有利于风暴潮灾害的发生, 灾害影响范围通常较大。

现代江苏沿海通常包括连云港、盐城、南通地区, 但在历史上, 扬州、镇江与泰州地区曾位于古长江口, 而苏州、无锡和常州地区濒临现代长江口, 历史记载这些地区发生了较多的风暴潮灾害, 故也纳入江苏沿海范围之内。为了便于后续分析与讨论, 将江苏沿海分为7个地区, 即: 连云港、镇扬(镇江和扬州)、泰州、盐城、常锡(常州和无锡)、苏州和南通, 如 图 1所示。

图 1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 1 江苏沿海地理位置与行政区域Fig.1 Location and administrative regions in Jiangsu coastal area

本研究所用1300— 1949年的风暴潮灾害资料来源于江苏地区的地方志、正史与现代的文献, 包括《中国历代灾害性海潮史料》(陆人骥, 1984)等。搜集到的历史资料共计59种, 其中正史2种, 省志3种, 府志6种, 县志43种, 其他历史资料5种, 具体见 表 1; 府县志占比83%, 构成了风暴潮灾害主要的资料来源, 其时间分辨率最高可精确到日, 空间分辨率精确到研究区的25个州县。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 数据来源(主要的历史资料) Table 1 Data sources(main historical records) 地区 参考史料 江苏省 民国《江苏省通志稿· 灾害志》、清史稿、民国三十四年《江苏通志· 大事志稿》、《元史》、《明史》、民国《江苏通志· 都水志稿》 连云港地区 民国《赣榆县续志》、清嘉庆十六年《海州直隶州志》、清嘉庆六年《赣榆县志》 镇扬地区 清道光三十年和清康熙五十七年《仪征县志》、清康熙二十四年《扬州府志》、清嘉庆十五年《重修扬州府志》、民国十六年《瓜州续志》、清康熙十四年《扬州府志》、清嘉庆十七年《广陵事略》、清雍正二年《高邮州志》、清同治《扬州府续志》、民国十六年《瓜洲续志》、清乾隆《民国江都县志》、清光绪七年和清乾隆八年《江都县志》、清康熙二十二年《丹徒县志》、明隆庆三年抄本《丹阳县志》、清光绪五年《丹徒县志》 泰州地区 清康熙和清光绪五年《靖江县志》、康熙和咸丰《兴化县志》、清道光七年《泰州志》、万历十九年《兴化县志》、《续泰州志》、清宣统《泰兴县志校》、清康熙二十七年《泰兴县志》 盐城地区 清嘉庆二十二年《东台县志》、民国《阜宁县新志》、乾隆《盐城县志》、民国二十二年《续修盐城县志》、清光绪二十一年《盐城县志》、清光绪十二年《阜宁县志》、清光绪三十二年《东台采访见闻录》 南通地区 光绪《通州直隶州志》、民国《如皋县志》、清康熙《通州志》、清乾隆二十年《直隶通州志》、清乾隆十五年《如皋县志》 苏锡常地区 明正德元年《姑苏志》、同治《苏州县志》、清道光四年和光绪《苏州府志》、光绪《直隶太仓州志》、民国二十年《吴县志》、明崇祯十五年《太仓州志》、清嘉庆七年《直隶太仓州志》、民国《太仓州志》、清康熙二十四年《常熟县志》、清道光十年和光绪十年《璜泾志稿》、清宣统《吴长元三县合志》、清道光六年《昆新两县志》、清光绪十五年《唐墅志补遗》、清光绪三十年《常昭合志稿》、清同治修抄本《常昭合志》、明万历四十五年《常昭县志》、民国《常昭合志》、清康熙三十三年《常州府志》

表 1 数据来源(主要的历史资料) Table 1 Data sources(main historical records)

1949年后的风暴潮灾害资料主要来自于《1949— 2009中国风暴潮灾害史料集》(于福江等, 2015)、中国海洋灾害公报2000— 2019 ^③(③国家海洋局．2001-2020．2000-2019年中国海洋灾害公报．)、江苏省海洋灾害公报2018— 2019 ^④(④江苏自然厅．2019-2020. 2018-2019年江苏省海洋灾害公报．)等。

2.3.1 风暴潮灾害判定与统计

史料中有“ 海溢、海侵、海啸、海涨、海翻、海涌、海沸、海吼、海唑、海叫、海决、沓潮、风潮” 等称谓, 这其中涵盖了风暴潮与海啸(刘珊等, 2020)。在本研究中, 除了“ 地动” 、“ 地震” 和 “ 海溢” 现象同时出现而归为地震海啸之外, 其他均归为风暴潮。

1949年以前的风暴潮灾害缺少灾害分级标准, 只能依靠文字记载进行识别。古籍对其文字记载包括了直接描述与灾害损失描述, 而直接描述中的“ 海潮浸溢、海潮涨、飓风大作, 潮汐腾涌、大风海溢、海潮泛滥、海潮涌溢、潮决” 等隐含了灾害损失内容, 故可作为风暴潮灾害的判定标准, 出现以上描述, 则定义为该时期的风暴潮灾害事件。1949年以后对风暴潮灾害的判定较为成熟, 可从风暴增水、经济损失、人员伤亡等多个角度进行判别, 为使2个时期风暴潮灾害判定标准相统一, 参考风暴潮灾害程度分级标准(史键辉等, 2000; 赵赟, 2009), 建立江苏沿海风暴潮灾害的识别体系( 表 2), 出现辅助判定标志的任意1项, 即视为1949年后的1次风暴潮灾害事件。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 江苏沿海风暴潮灾害判定标准 Table 2 Criteria for determining storm surge disasters in Jiangsu coastal area 风暴潮灾害 判定标志类型 文字描述 直接判定标志 海溢, 海水溢, 海潮浸溢, 海潮冲决, 海潮涨, 海潮泛滥, 海潮涌溢, 飓风大作、潮汐腾涌, 飓风大作、洪潮丈余, (大)风潮, 大风海溢, 飓风作、海风潮, 飓风海啸(溢), 大风雨、海溢, 风起、海啸(溢), 风涛作、民大溺, 潮溢, 潮涨坏堰, 潮决, 潮水泛涨, 潮涌寻丈, 大潮, 大水海涨, 江海涌溢, 大雨海涨(溢), 湖海涨溢 辅助判定标志 风暴潮增水50 cm及以上(史键辉等, 2000; 赵赟, 2009) 人员伤亡 直接或间接经济损失 受灾范围/人口 淹没房屋/土地 冲毁堤坝/船只

表 2 江苏沿海风暴潮灾害判定标准 Table 2 Criteria for determining storm surge disasters in Jiangsu coastal area

对于以上判别得到的风暴潮事件, 按以下标准统计其发生日期, 明确场次, 去除重复描述219条。

1)若风暴潮灾害发生日期有明确记载, 且日期不同, 则定义为不同的风暴潮灾害。

2)距离相近的州县记载的相同月份(时间分辨率仅精确至月)的风暴潮灾害视为同一次风暴潮灾害。

3)距离相近的多个州县同一年发生风暴潮灾害(本年仅发生1次), 其中部分记录了具体日期, 部分未标明具体日期, 如万历九年扬州与东台“ 海潮涨” 与万历九年八月十五泰兴、海门、如阜、靖江“ 大风潮” , 视为同一次风暴潮。

4)记载中某月与闰月同时发生风暴潮灾害, 视为不同的风暴潮灾害。例如隆庆三年六月, 靖江“ 海溢, 大风从东南起” 与隆庆三年闰六月, 靖江“ 飓风大作, 洪潮丈余” 视为2次不同的风暴潮灾害。

5)历史资料以农历进行记录, 而现代记录则以阳历, 对后者转换为农历后, 确定其风暴潮灾害的发生日期。

受原始资料风暴潮灾害记录空间分辨率的限制, 1949年以前的风暴潮灾害统计到县, 1949年以后的风暴潮灾害统计到市。

根据以上的处理, 共提取出风暴潮灾害246次, 其中1949年以前史料记载的为199次, 1949年以后的为47次。

2.3.2 风暴潮灾害等级的划定

历史文献所记载的灾害描述语言模糊性较大, 加之古时与现代沿海地区的人口及经济水平差异巨大, 1949年以前的风暴潮灾害损失难以量化, 只能定性分析其灾害等级。结合历史文献的具体记载与风暴潮灾害致灾的一般过程, 其灾害链与灾害后果大致可定义为: 大风— 涨潮— 潮溢— 冲堤/伤禾/没庐— 溺人。在得到风暴潮灾害序列的基础上, 依据历史文献中有关灾情增水、财产损失与人员伤亡的记载, 判定其致灾程度, 参考1949年以后的风暴潮灾害相关情况, 对已有的风暴潮灾害序列综合分析, 建立江苏沿海风暴潮灾害等级判定标准( 表 3), 判识1300— 1949年风暴潮灾害的等级。其中较小风暴潮灾害无灾害损失描述, 若不考虑史料记载疏漏, 其代表了产生一定增水, 但未致灾或致灾较小的风暴潮灾害; 中等风暴潮灾害代表了对当地产生一定损失, 但对人危害相对较小的一类风暴潮灾害; 较大风暴潮灾害代表了危害程度大, 产生了人员伤亡的一级风暴潮灾害。并按以上标准统计1949年以后的同级别风暴潮灾害。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 江苏沿海风暴潮灾害等级判定标准 Table 3 Standard for judging level of storm surge disasters in Jiangsu coastal area 风暴潮 灾害等级 重要 判定标准 古籍相关记载 较小 风暴潮 灾害 仅出现“ 涨潮/ 潮溢” 等描述 “ 秋大潮” 、“ 飓风连旬, 海溢” 、“ 大水, 海溢” 、“ 大风, 海潮大上” 、“ 海大溢、潮水暴涨” 等 中等 风暴潮 灾害 仅出现“ 伤禾/ 冲堤/没庐” 等 描述 “ 被破连城, 宝业诸州, 灾甚众” 、“ 卤潮大上, 漫民田” 、“ 角斜场海潮涨溢, 决范公堤, 卤潮入兴化境, 禾苗皆枯” 、“ 淹没亭灶田庐” 、“ 大风潮溢, 冲塌田地” 等 较大 风暴潮 灾害 出现“ 溺人” 等描述 “ 大风雨, 伤稼, 漂没民畜” 、“ 海溢, 溺死者众” 、“ 大风海溢, 漂民无数” 等

表 3 江苏沿海风暴潮灾害等级判定标准 Table 3 Standard for judging level of storm surge disasters in Jiangsu coastal area

对比 2 段资料统计结果( 表 4), 1949年以后各级别风暴潮灾害的发生频率均增加, 其中较小风暴潮灾害和中等风暴潮灾害明显增加, 较大风暴潮灾害发生频率增加较小。从各级别风暴潮灾害占比情况来看, 1949年前后中等风暴潮灾害占比相差不大; 较小风暴潮灾害与较大风暴潮灾害的占比虽存在差异, 但其差异并不悬殊。相较于1949年以后的风暴潮灾害资料, 古籍记载的中等与较大风暴潮灾害占比偏大, 而较小风暴潮灾害偏小, 可能是古代沿海地区人民应对风暴潮灾害的能力较弱所致。此外, 由于主要采取历史文献研究法, 统计结果会受到历史文献记录的限制, 尽管已在可行范围内充分收集资料以其将其影响降至最低, 但其本身的局限性仍可能会对统计结果产生一定影响。综合考虑以上因素并结合统计结果发现, 在一定程度上2段数据是可比的。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 1949年前后江苏沿海各级风暴潮灾害占比与发生频率 Table 4 Proportion and frequency of storm surge disasters in Jiangsu coastal area in different levels before and after 1949 风暴潮灾害等级 频数(1300— 1949年)/次 占比/% 周期/年 频数(1949年后)/次 占比/% 周期/年 较小风暴潮灾害 44 22 15.4 18 38 3.9 中等风暴潮灾害 58 29 11.2 12 26 5.8 较大风暴潮灾害 97 49 6.7 17 36 4.1 总和 199 100 3.3 47 100 1.5

表 4 1949年前后江苏沿海各级风暴潮灾害占比与发生频率 Table 4 Proportion and frequency of storm surge disasters in Jiangsu coastal area in different levels before and after 1949

1300— 2019年江苏沿海共发生了246次风暴潮灾害, 平均周期为2.9年。期间有209个年份发生了风暴潮灾害, 发生2次及以上的年份共30个, 其中1389年和1581年发生了4次风暴潮灾害, 风暴潮发生次数最多; 1539年、1569年、1886年和1960年分别发生了3次风暴潮灾害( 图 2-A)。

图 2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 2 1300— 2019年江苏沿海风暴潮灾害频次 222 A— 江苏沿海风暴潮灾害逐年频次; B— 江苏沿海风暴潮灾害20年累计频次Fig.2 Frequency of storm surge disasters in Jiangsu coastal area from 1300 to 2019

根据风暴潮灾害20年累计统计( 图 2-B), 1341— 1360年、1541— 1560年、1601— 1620年、1701— 1720年、1801— 1820年、1921— 1940年期间风暴潮灾害发生频次偏低; 1581— 1600年、1641— 1660年、1721— 1740年、1941— 1960年、1981— 2000年风暴潮灾害频次较高, 均超过了10次, 其中1981— 2000年发生了16次风暴潮灾害, 平均周期为1.25年。

1300— 2019年间发生的246次的风暴潮灾害中, 可以明确发生月份、日期的分别为200次、122次, 有46次仅能确定发生年份, 占比分别为81.3%、49.6%、18.7%。江苏沿海风暴潮灾害发生频次存在明显的季节性差异( 图 3), 6— 10月为风暴潮灾害高发期, 发生频次占全年的89.5%, 11— 5月发生的风暴潮灾害占比仅10.5%。台风风暴潮主要发生于春夏之交至秋季, 按灾害发生月份可初步划分风暴潮灾害的类型, 将6— 10月发生的风暴潮灾害划分为台风风暴潮灾害, 则可初步判定江苏沿海主要受台风风暴潮灾害的影响。可确定日期的122次风暴潮灾害中, 47次发生于该月上旬, 其中40次发生于初一至初五, 占85.1%; 47次发生于中旬, 其中35次发生于十五及以后, 占比74.5%; 28次发生于下旬; 发生于初一至初五与十五及以后的占可识别日期记录数的61.5%。这一现象, 实际上是受天文大潮影响所致。潮汐主要是由月球和太阳间的引潮力决定, 朔望之时(农历初一与十五左右), 日月引潮合力达到最大, 为天文大潮期, 此时海洋水位较高, 若恰逢台风过境, 两者极易叠加, 造成异常高水位, 形成风暴潮灾害。

图 3

Fig.3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 3 1300— 2019年各月江苏沿海风暴潮灾害发生频次Fig.3 Frequency of storm surge disasters in Jiangsu coastal area in each month from 1300 to 2019

为了分析风暴潮灾害的突变年份, 本研究选择了滑动t检验方法(魏凤英, 2007)。t值曲线如 图 4所示, 若t为负值, 则代表后面一组样本均值高于前面一组, 为正则反之。以0.01显著性水平为标准, 查表知t_0.01=2.704, 根据滑动t检验结果, 具有统计意义上的突变点共9次, 分别是1343年、1644年、1672年、1722年、1729年、1806年、1838年、1938年与1947年, 处于正值的1342年、1672年和1806年前后风暴潮灾害频率显著减小, 风暴潮活动相对平静; 处于负值的1644年、1722年、1729年、1838年、1938年、1947年前后风暴潮灾害频率显著增加, 风暴潮活动相对活跃。为了研究风暴潮灾害序列的周期性, 本研究进一步选择了小波分析方法(张文达和任政, 2022)。首先, 将风暴潮灾害序列标准化, matlab2022平台的Wavelet De-noising模块对江苏沿海风暴潮灾害序列去噪处理, 再利用信号分析器对该序列平滑处理, 对处理后的时间序列进行连续小波分析, 得到其小波功率谱( 图 5-A)。由图可知, 江苏沿海风暴潮灾害存在2~18年和60~120年的周期。根据小波方差图可进一步确定江苏沿海风暴潮灾害时间序列的主周期, 结果显示, 17年、61年、115年为该序列的主要周期, 其中115年是江苏沿海风暴潮灾害序列的第一周期( 图 5-B), 这一结论对应了相关研究揭示的116年的时间周期(王骊萌等, 1997)。

图 4

Fig.4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 4 江苏沿海风暴潮灾害序列滑动t检验(21年)Fig.4 Moving t-test of storm surge disaster series along Jiangsu coast(21 years)

图 5

Fig.5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 5 江苏沿海风暴潮灾害序列连续小波分析 555 A— 连续小波分析的小波功率谱; B— 连续小波分析的小波方差图。图A中细黑色轮廓内表示 95% 置信水平的红噪声, 黄色和蓝色分别代表能量的峰值和谷值Fig.5 Continuous wavelet analysis of storm surge disaster series in Jiangsu coastal area

1300— 2019年, 盐城、南通和苏州地区为风暴潮灾害高发地区。其中盐城地区风暴潮灾害频次最高, 共发生104次风暴潮灾害, 平均每6.9年就发生1次风暴潮灾害; 常锡地区最少, 共发生20次风暴潮灾害, 平均周期35.9年。风暴潮灾害发生频次从多到少依次为: 盐城、南通、苏州、泰州、连云港、镇扬、常锡( 表 5)。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 江苏沿海风暴潮灾害的空间分布 Table 5 Spatial distribution of storm surge disasters in Jiangsu coastal area 地区 1300— 2019年风暴潮灾害频次 周期/年 连云港 38 18.9 盐城 104 6.9 南通 64 11.2 镇扬 40 18.0 泰州 51 14.1 苏州 60 12.2 常锡 20 35.9

表 5 江苏沿海风暴潮灾害的空间分布 Table 5 Spatial distribution of storm surge disasters in Jiangsu coastal area

1949以前的历史资料中的县志资料空间分辨率较高, 且记载的时间范围较长, 可为风暴潮灾害的空间分布带来更多的认识。以研究区的22个县区为单位, 分析其1300— 1949年风暴潮灾害的空间分布。结果发现, 江苏沿海风暴潮灾害存在明显的空间分异( 图 6), 长江口两岸的南通南部、苏州北部与苏中盐城南部地区为风暴潮灾害的高发区; 镇扬南部与北部以及连云港北部地区, 受风暴潮灾害影响最小。从盐城南部至苏北连云港北部表现为较明显的风暴潮灾害频次减小; 苏南长江口附近从东到西风暴潮灾害频次亦逐渐减小, 而在南北方向上则表现为北部高于南部。盐城地区南部(东台附近)明显高于中部和北部, 这一现象可能与其河口湾结构有关; 晚更新世末长江曾于该区域的弶港附近入海(王颖等, 1998), 长江三角洲的发育过程中该区域逐渐成陆, 但至今仍保留了较小的河口湾结构, 这一结构最终导致其风暴潮灾害较北部偏多。镇扬地区表现为中部风暴潮灾害频次较高, 而南北部相对较低; 泰州地区表现为南部明显高于北部; 南通地区南部最高, 西部次之, 东部最低; 苏州地区则表现为东部高于其西部和南部。

图 6

Fig.6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 6 1300— 1949年江苏沿海风暴潮灾害空间分布Fig.6 Spatial distribution of storm surge disasters in Jiangsu coastal area from 1300 to 1949

4.1.1 厄尔尼诺事件对江苏沿海台风风暴潮灾害的影响

厄尔尼诺(El Nino)是太平洋海表温度(SST)异常的一个表现, 它是影响中国热带气旋(TC)的主要物理因子之一, El Nino年, 中国登陆TC偏少(毛兰花等, 2018)。基于历史时期的El Nino序列数据(张德二和薛朝辉, 1994; 索南才吉等, 2022), 将El Nino事件与江苏沿海的台风风暴潮频次进行对比分析发现, El Nino活跃期江苏沿海的台风风暴潮灾害的发生频次较小, 在El Nino较为活跃的1541— 1560年、1601— 1620年、1801— 1820年、1861— 1880年、1900— 1920年和1921— 1940年期间江苏沿海的台风风暴潮灾害频次偏小( 图 7)。

图 7

Fig.7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 7 厄尔尼诺事件与江苏沿海台风风暴潮灾害对比分析Fig.7 Comparative analysis of El Nino event and typhoon storm surge disaster in Jiangsu coastal area

这种影响是通过海气相互作用实现的。西北太平洋孕育了全球约 的TC, 也是中国TC的主要源地之一(Zhao and Wang, 2019)。研究表明, 西北太平洋TC的生成位置与El Nino的年际变化紧密联系, 而TC的流行路径和强度与其生成位置密切相关(Wang and Chan, 2002; Camargo et al., 2007)。在El Nino年, 一方面赤道中东太平洋SST异常升高, 该区域产生异常上升气流, 而西太平洋附近因SST下降出现异常下沉气流, 使沃克环流减弱; 同时赤道西太平洋SST的降低导致TC主要源区的能量供给减少, 赤道辐合带变弱, 对流活动减少(冯利华, 2003), 最后使TC活动偏少; 另一方面, 西北太平洋TC生成位置偏向东南(Chen et al., 1998; Wang and Chan, 2002), 路径更多折向东北(Fudeyasu et al., 2006), 远离中纬度大陆, 因此更少的TC在中国登陆。TC生成数量的减少与路径的变化可能导致影响江苏沿海台风数量也相应地减少, 因此在El Nino活跃年江苏沿海台风风暴潮灾害频次降低。对于江苏沿海, El Nino年不仅表现为台风风暴潮灾害频次减少, 近年来有关中国最大台风风暴潮(AMTSS)的研究还表明, 其AMTSS也相对偏小(Feng et al., 2021)。

4.1.2 气温变化对江苏沿海风暴潮灾害的影响

气温变化是判定气候是否异常的重要标准。杨桂山(2000)探究了中国近500年来风暴潮记录与气候变化的联系, 发现偏暖时期台风风暴潮频率偏高, 而温带风暴潮则相反。本研究参考了中国华东地区过去500年来气温变化的相关研究(葛全胜等, 2014), 将500年以来的温度距平序列与同时期江苏沿海2类风暴潮灾害累计发生频次进行对比分析( 图 8)。结果发现, 平均气温异常偏高的1941— 1960年和1981— 2000年期间台风风暴潮灾害发生频次也相对偏大, 而温带风暴潮灾害发生频次相对较小。对其进一步分析发现, 台风风暴潮灾害频次与平均气温存在一定的正相关关系, 但在1500— 1800年间呈现弱相关性, 此期间台风风暴潮灾害频次对气温变化的响应有一定的滞后性, 滞后年份约 20~40年, 对苏浙地区明清时期风暴潮灾害的相关研究亦得出了类似的结论(王洪波, 2016); 1800年以后, 台风风暴潮灾害频次与平均气温呈现较明显的正相关, 相关系数达到了0.609, 且在95%的置信水平显著( 表 6)。而温带风暴潮灾害与平均气温则存在较弱负相关关系, 1800年前后相关系数均较小, 且不显著。

图 8

Fig.8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 8 江苏沿海同时期温度序列与风暴潮灾害频次对比分析 888 A— 台风风暴潮灾害与温度序列的相关性分析; B— 温带风暴潮灾害与温度序列的相关性分析Fig.8 Comparative analysis of temperature series and storm surge disaster frequency in the same period in Jiangsu coastal area

表 6

Table 6

表 6(Table 6)

表 6 江苏沿海风暴潮灾害发生频次与同时期温度Pearson相关性分析 Table 6 Pearson correlation analysis of storm surge disaster frequency and temperature during the same period in Jiangsu coastal area 风暴潮 灾害类型 时间 相关系数 P值 台风风暴潮灾害 1800年前 1800年后 -0.503 0.609* 0.056 0.047 温带风暴潮灾害 1800年前 1800年后 -0.175 -0.001 0.534 0.997 注: * 表示P< 0.05。

表 6 江苏沿海风暴潮灾害发生频次与同时期温度Pearson相关性分析 Table 6 Pearson correlation analysis of storm surge disaster frequency and temperature during the same period in Jiangsu coastal area

考虑气温对台风风暴潮灾害的影响机制, 通常要从气温对TC的作用出发, 但目前气温对TC的影响机制尚无定论。有学者认为, SST随气温升高而升高, 而高SST是台风生成的有利条件之一, 因此在全球变暖背景下台风的频数有增大的趋势(Barnett et al., 2005; Webster et al., 2005)。杨桂山和施雅风(1999)认为, 全球变暖一方面导致西北太平洋海域SST升高, 变暖后的洋面将生成更多的TC, 而且偏西北海域增多趋势将更加明显; 另一方面, 全球变暖导致的海平面上升使沿海地区的高潮位抬升, 从而引发更多的风暴潮灾害。但简单地将气温升高同TC活动更频繁相联系存在不少问题, 相关研究揭示了全球变暖背景下登陆中国TC频数呈弱的减少趋势(曹楚等, 2006; 王秀萍和张永宁, 2006), 而台风及以上级别的登陆TC频数有增加的趋势, TC登陆区域更趋于集中在中国海岸线的中部地带(王凌等, 2006; 杨玉华等, 2009)。Chen等(2020)利用伪全球变暖(PGW)技术研究了气候条件变暖下登陆珠江三角洲TC特征的变化, 发现SST升高通过增强海面热通量来增强TC强度, 而温暖的大气通过增加稳定性以相反的方式起作用, 但前者对其影响力更大。由此可见, 气温升高并不是简单地引起SST升高进而对TC活动起作用, 气温本身对TC活动也有影响, 三者间复杂的作用机制还需进一步探讨。尽管其影响机制还不够清晰, 但气候变暖背景下的强台风活动加剧, 使中国沿海风暴潮灾害的频率升高(Mei and Xie, 2016)与致灾程度增强(Huang et al., 2022)已成趋势。

江苏地处黄河和长江两大水系之间, 受长江与黄河入海口变迁的共同影响。1300年以来, 黄河多次泛滥改道, 其入海口位置已发生巨变; 较黄河而言, 长江入海口位置相对稳定, 但仍处于小范围的持续调整之中, 主要表现为南岸边滩扩展, 北岸泥沙淤积、沙岛并岸, 河口变得狭窄(陈吉余等, 1979)。受两者影响, 江苏沿海海岸线处于动态变化之中, 大致可分为3个时期。

1300— 1578年, 此期间黄河多次泛滥改道, 带来的巨量泥沙主要用于以充填苏北平原的洼地、低地和大小湖泊湖底, 使苏北平原不断淤高, 而向海淤进速度相对较小; 长江口呈现喇叭形的开敞结构, 河口湾内形成多个沙洲, 河道形成分叉, 北岸沙洲逐渐并陆, 南岸受河道束窄逐渐向东延伸。这一时期长江口以北江苏沿海的海岸线大致沿海州— 板浦— 四套— 南洋岸— 南沈灶— 李堡— 角斜场— 余西场— 吕四场一线( 图 9)。在此期间, 风暴潮灾害可影响到镇江、扬州一带, 如“ 元泰定四年, 扬州大风海溢” ^⑤(⑤张万寿．1664．扬州府志, 卷三, 祥异, 第十五页．); “ 六月, 扬州潮决高邮、宝应堤岸” ^⑥(⑥张廷玉．明史志, 卷四, 五行一（水）.); “ 明弘治七年七月, 镇江潮溢, 平地五尺, 沿江者一丈, 民多溺死” ^⑦(⑦冯寿镜．1879．丹徒县志, 卷五十八, 第十页．); “ 明嘉靖七月二十五日, 大风雨, 海溢, 没居民甚众” ^⑧(⑧五格．1743．江都县志, 卷二, 祥异, 第十四页．)。长江口南岸的苏州和常锡地区暴露于风暴潮灾害的直接影响范围之内, 北岸的泰州地区亦深受影响。此200余年间, 镇江和扬州共发生19次风暴潮灾害, 平均14.6年1次; 苏锡常地区23次, 平均12.1年1次; 泰州24次, 平均11.6年1次。

图 9

Fig.9

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图 9 江苏沿海海岸线变迁(据同济大学海洋地质系三角洲课题组, 1978; 朱诚等, 1996; 凌申, 2002; 宋兵, 2014; 王峰, 2019)Fig.9 Coastline migrations in Jiangsu coastal area(according to the Delta Research Group in Department of Marine Geology of Tongji University, 1978; Zhu et al., 1996; Ling, 2002; Song, 2014; Wang, 2019)

1579— 1855年为向海淤涨期, 主要表现为海岸线的向海淤进。自1578年明代治河大臣潘季训采用“ 驻堤束水, 以水攻沙” 方法治理黄泛区, 黄河与淮河在同一条河道入海(杨达源和张永战, 2016)。苏北平原迅速向海淤积; 长江口南岸边滩不断扩展, 同时马驮沙和海门诸沙相继并岸, 长江泰州南侧岸段逐渐狭窄。此时江苏沿海海岸线大致沿连云港— 开山— 望海墩— 双洋口— 龙王庙— 弶港— 老坝港— 吕四场一线( 图 9)。受长江河道泥沙淤积和河道束窄的影响, 镇扬、泰州受风暴潮灾害影响逐渐减小, 此期间的200余年, 镇江和扬州地区发生8次风暴潮灾害, 平均35年发生1次。

1855年以后, 黄河北迁入渤海, 此后至今的160余年因黄河供沙断绝, 苏北沿岸失去泥沙来源, 由富沙转变为缺沙, 进入了以侵蚀为主的调整; 而长江口地区则表现为继续向海淤进, 在此期间北岸的启东诸沙与南岸的常阴沙于19世纪末至20世纪初期相继并陆, 其河道进一步束窄。至20世纪80年代, 江苏沿海以双洋河口为界, 构成了北冲南淤的格局, 且蚀淤分界点有南移的趋势(任美锷, 1986)。在此期间, 镇扬、泰州等地受风暴潮灾害的影响继续减小, 泰州地区的风暴潮灾害从12.3年1次减少至32.8年1次; 镇扬地区仅发生2次风暴潮灾害, 平均64年1次。苏北连云港、盐城沿岸因海岸侵蚀逐渐向岸后退, 1855年后连云港地区遭受了更频繁与更大强度的风暴潮灾害, 盐城地区风暴潮发生频率也相对增加, 而长江口南部的苏锡常地区因边滩扩展与河道束窄受风暴潮灾害的影响减小。尽管在上述因素下, 江苏沿海局部风暴潮灾害产生了不同的调整, 但在气候变暖的大背景下, 江苏沿海风暴潮灾害频率整体有增大的趋势, 从1855年前的平均3.2年1次提升至2.2年1次。