辽宁至江苏海域出现罕见异常高潮位引起出现海水倒灌的物理原因和机理研究报告 - 大连黄渤海海洋测绘数据信息有限公司海域报告

我国辽宁至江苏海域出现罕见异常高潮位引起出现海水倒灌物理原因和机理研究报告

魏宏儒

安徽省来安县植物病虫害防治研究所重大自然灾害综合预测预报研究室

摘要：2024年10月20至21日凌晨，出现反常的辽宁省多个潮位站出现破历史记录的高潮位，辽宁、河北、天津和江苏多地出现海水倒灌现象，地球物理机理是郯芦断裂带延伸到辽宁区域（包括渤海和黄海的区域）江苏南通近海至长江口区域，地下的上地幔核物质的核反应活动明显增强，出现引力减小，导致渤海和黄海的区域海水异常的超过历史记录的20个小时涨潮。

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多年人们认为：海潮涨落变化是由月球、太阳等天体引力导致的海面水位周期性升降的现象，亦称天文潮。气潮：由大气气旋和台风等强烈天气系统引起的增水现象，亦称气象潮。地潮:固体地球在日月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变，称为地球潮汐，又称固体潮。海潮、气潮和地潮三者之间又互有影响。一般所说的潮汐，除特指外，均指海潮。按强度分1.大潮。阴历朔（初一前后）望（十五前后）涨潮最高，落潮最低。2.小潮。阴历上弦（初八、初九）和下弦（廿二、廿三）出现最低高潮位和最高落潮位。

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涨潮——从最低低潮位升至最高高潮位的过程，一般需4—6小时。涨时短流速大。

落潮——从最高高潮位降至最低低潮位的过程，一般需5—7小时。落时长流速较缓。

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潮位——以海平面为起算基面确定水面周期性升降的高程。

潮差——最高潮位与最低潮位之差。这个值对设计建筑物和船舶航行，有重要意义。

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满潮——涨潮涨到最高潮位时的时间。

枯潮——低潮落到最低潮位时的时间。

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1 2024年20日傍晚到21日下午江苏南通直到辽宁省沿岸

突发异常高潮位现象和专家分析寻找原因

新华社北京10月22日电 题：罕见的“无风起浪”是怎样产生的——专家解读北方海域罕见异常高潮位现象

新华社记者王立彬

在没有明显的寒潮、台风情况下，从江苏南通直到辽宁省沿岸，我国北方海域近日突发异常高潮位，多地出现海水倒灌。

很多都是新记录，国内外没有过”

“在没有明显的风浪情况下，忽然产生这么大范围的增水，国外没有记录，国内记载也没有。”国家海洋环境预报中心风暴潮预报室预报组组长傅赐福说。

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据自然资源部22日信息，20日傍晚到21日下午，在无明显的大气运动的情况下，渤海和黄海中北部各潮位站出现80到160厘米的增水，辽宁省沿岸出现达到当地红色警戒潮位的高潮位，河北省秦皇岛市、唐山市和山东省烟台市出现达到当地橙色警戒潮位的高潮位，天津市、河北省沧州市、山东省潍坊市和威海市出现达到当地黄色警戒潮位的高潮位；此外，19日中午，江苏南通沿海还出现达到当地红色警戒潮位的高潮位。

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根据塘沽海洋环境监测站实测数据显示，204年10月21日凌晨3时23分至6时35分期间，天津沿海出现了超过蓝色警戒潮位（480厘米）的高潮位。其中，最高潮位达517厘米，出现在4时43分超过黄色警戒潮位（505厘米）12厘米。10月21日凌晨的高潮位过后，天津沿岸潮位已逐渐恢复正常。

本次异常增水过程强且持续时间长，1米左右的异常增水在渤海沿岸持续时间超过20小时，叠加天文高潮，导致21日凌晨前后辽宁省多个潮位站出现破历史记录的高潮位，辽宁、河北、天津等多地出现海水倒灌现象。

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国家海洋局北海预报中心高级工程师刘清容说，这次渤海和黄海北部沿岸异常增水影响范围广，强度大，持续时间长，具有极端性，历史罕见。

“关键是没有风，这种类型的现象没有发生过”

“范围这么广，时间这么长，将近1天时间里维持1米以上的增水，难以想象！”傅赐福说。

增水是气象潮的一种，指的是由强向岸风、高大气压及波浪进流等引起的海水向岸边上涨的现象，增水时海岸常被水淹没。

而此次大范围增水，是在没有风的情况下发生的。

刘清容说，本次异常增水前期，受强冷空气和出海气旋共同影响，10月18日上午至19日上午，渤海沿岸出现最大280厘米的风暴增水。19日早上开始，受冷空气东移影响，渤海、黄海北部和中部以强北向大风为主。19日早上至20日上午，渤海和黄海北部沿岸的风暴增水先后出现显著回落，并转为大幅风暴减水，大量海水在外海堆积。20日夜间到21日早晨，堆积的海水震荡回流，正好叠加在当地天文高潮上，导致辽宁、河北和天津等地沿岸普遍潮位较高。

“水往低处流，在重力作用下，此次震荡回流范围非常大。黄海、渤海地区有一个100至160厘米的增水，维持100厘米左右超过20个小时。”傅赐福说，难以想象，要多大力量才能使这么大范围的海水“堵”在一个地方不动，超出目前的普遍认知，特别是在没有大风以及寒潮、台风的情况下，其发生机制机理有待深入研究。

“对温带风暴潮，从没预警这么长时间”

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图1 2024年10月21日早上，辽宁沿海部分地区海水倒灌。图源：央视新闻

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图2 2024年10月21日早上天津滨海新区某公交站海水倒灌。图源：网络视频截图

此外，19日中午，江苏南通沿海还出现了达到当地红色警戒潮位的高潮位。长江口以南沿海尚未发现异常增水，我国乃至全球其他海域同时段也未发现类似异常情况。

2 2024年北方海域罕见异常高潮位现象的物理原因和机理的寻找

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2.1 2024年北方海域罕见异常高潮位变化和卫星云图变化特征

据自然资源部204年10月22日信息，20日傍晚到21日下午，在无明显的大气运动的情况下，渤海和黄海中北部各潮位站出现80到160厘米的增水，辽宁省沿岸出现达到当地红色警戒潮位的高潮位，河北省秦皇岛市、唐山市和山东省烟台市出现达到当地橙色警戒潮位的高潮位，天津市、河北省沧州市、山东省潍坊市和威海市出现达到当地黄色警戒潮位的高潮位；此外，19日中午，江苏南通沿海还出现达到当地红色警戒潮位的高潮位。

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本次异常增水过程强且持续时间长，1米左右的异常增水在渤海沿岸持续时间超过20小时，叠加天文高潮，导致21日凌晨前后辽宁省多个潮位站出现破历史记录的高潮位，辽宁、河北、天津等多地出现海水倒灌现象。

图3：2024年10月20日11时卫星云图

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图4：2024年10月20日16时卫星云图

图5：2024年10月20日23时卫星云图

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图6：2024年10月21日2时卫星云图

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图7：2024年10月21日6时卫星云图

图8：2024年10月21日14时卫星云图

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图9：2024年10月21日22时卫星云图

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2024年10月20日11时至21日22时的卫星云图变化特征：我国华北和蒙古上空大片涡旋云系系统东移，主体涡旋云系尾巴扫到渤海和黄海区域上空时，在渤海和黄海中北部各潮位站出现80到160厘米的增水并且维持20个小时，10月21日2时卫星云图显示，涡旋云系尾巴扫到渤海区域上空时，在涡旋云系尾巴的下面的海面的塘沽海洋环境监测站实测数据显示，204年10月21日凌晨3时23分至6时35分期间，天津沿海出现了超过蓝色警戒潮位（480厘米）的高潮位。其中，最高潮位达517厘米，出现在4时4分，超过黄色警戒潮位（505厘米）12厘米。涡旋云系尾巴扫到渤海区域上空时和塘沽海洋环境监测站实测（480厘米）的高潮位。其中，最高潮位达517厘米，出现在4时43分，的数据显示，两个物理现象的同时空叠加，这些不能反映它们之间没有物理关系吗？

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图10：2024年10月22日13时卫星云图

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图11：2024年10月23日5时卫星云图

图12：2024年10月23日12时卫星云图

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2024年10月22日13时卫星云图显示，从云南---安徽---江苏---日本上空形成云带，中国华北、东北至日本上空发展成涡旋云团，2024年10月23日12时卫星云图显示，云图主体到达日本北部千岛群岛上空时，在千岛群岛发生6.2级地震，反映出地震孕育活动（地球内部地幔的物质活动）与天气系统副热带高压和涡旋产生活动之间有密切关系。

2.2 近期中国东部区域和日本地震地震活动的特征分析

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图13 中国地震台网中心网站的近期地震活动震中图

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中国地震台网中心网站数据：

震级(M) 发震时刻(UTC+8) 纬度(°) 经度(°) 深度(千米) 参考位置

6.2 2024-10-23 22:38:06 49.45 155.85 50 千岛群岛

3.3 2024-10-01 16:34:54 31.97 117.61 10 安徽合肥市肥东县

3.8 2024-09-25 19:29:13 32.00 117.61 12 安徽合肥市肥东县

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4.7 2024-09-18 20:08:16 31.98 117.60 12 安徽合肥市肥东县

5.8 2024-09-14 07:03:38 29.80 131.05 20 琉球群岛

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3.9 2024-09-14 05:12:11 31.99 117.62 10 安徽合肥市肥东县

3.7 2024-09-11 21:26:54 39.42 122.21 10 辽宁大连市普兰店

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3.2 2024-08-31 02:00:02 39.74 118.61 14 河北唐山市滦州市

3.4 2024-08-18 21:07:31 33.54 121.20 17 江苏盐城市大丰区海域

3.0 2024-08-18 12:17:15 33.15 119.97 8 江苏泰州市兴化市

7.1 2024-08-08 15:42:58 31.80 131.70 30 日本九州岛附近海域

3.6 2024-07-08 16:07:19 32.61 119.60 8 江苏扬州市江都区

2024年7月8日至10月23日，安徽合肥——江苏长江口——河北唐山市滦州市——河北唐山市滦州市是郯城-庐江断裂带延伸至东北和鄂霍次克海，鄂霍次克海东岸为堪察加半岛，东南岸为千岛群岛，日本九州岛附近海域和琉球群岛，这片相邻区域发生12次3至7.1级地震，反映出这片相邻区域下面地幔物质活动很强！

2.3 我国郯芦断裂带区域地球深探地下物质活动明显增强

郯城-庐江断裂带纵贯我国东部,北起黑龙江省,南至安徽省庐江并继续向南延伸,在我国境内长达三千余公里，郯庐断裂带是一个非常活跃的断裂带，由此造成的地震等地质灾害对我国经济发展威胁很大，因为该断裂带横穿我国经济最发达的东部地区，一旦发生较大地震将对我国的经济产生极大破坏。据统计研究，自公元1400年以来，以郯庐断裂为中心200公里范围内共发生M8.5级地震1次，M7.0-7.9级地震5次，M6-6.9级地震11次，著名的唐山大地震和350年前的郯城8.5级大地震都发生在该断裂带区域。该断裂带经历了多期构造。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带，而且是一条近期仍继承着新构造运动方式，同时也是一条具有明显分段、活动程度不同的地震活动带。

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2023年12月18日，作者参加了在线2023年中国国际地学计划学术研讨会，董树文科学院院士，中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心首席科学家，南京大学教授，在2023年12月18日《2023年中国国际地学计划学术研讨会》上，学术报告：《中国地球深探测进展》，研究发现：日本9级大地震发生后，我国东部郯芦断裂带区域地球深探地下物质活动明显增强。董树文科学院院士的研究成果已经引起地震专家的关注。

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图14 郯芦断裂带区域图来源：网络

图1 郯庐断裂及区域矿产资源分布图（据龚再升等，2007修编）

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图15 郯芦断裂带延伸到辽宁和黑龙江区域图来源：网络

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2.4 分析和讨论

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2024年10月20日傍晚到21日下午，在无明显的大气运动的情况下，渤海和黄海中北部各潮位站出现异常的持续20小时的80到160厘米的增水，辽宁、河北、天津等多地出现海水倒灌现象。

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国家海洋局北海预报中心高级工程师刘清容说，这次渤海和黄海北部沿岸异常增水影响范围广，强度大，持续时间长，具有极端性，历史罕见。

国家海洋环境预报中心风暴潮预报室副研究员傅赐福；

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“关键是没有风，这种类型的现象没有发生过”,“范围这么广，持续时间这么长，将近1天时间里维持1米以上的增水，难以想象，要多大力量才能使这么大范围的海水“堵”在一个地方不动，超出目前的普遍认知，特别是在没有大风以及寒潮、台风的情况下，其发生机制机理有待深入研究。

显然这次在无明显的大气运动的情况下，渤海和黄海中北部各潮位站出现20小时的80到160厘米的增水，辽宁、河北、天津等多地出现海水倒灌现象，已经超过现在国内外科学家对海潮涨落变化物理过程和机理的长期认识，需要寻找新这次出人意料的海潮涨退变化的外推力的来源、物理过程和机理。

这次出人意料的海潮涨落变化的区域，出现在2024年7月8日至10月23日发生过12次3至7.1级地震活动区域；出现在郯芦断裂带延伸到辽宁、黑龙江和千岛群岛区域；出现在董树文科学院院士，在2023年12月18日《2023年中国国际地学计划学术研讨会》上，学术报告：《中国地球深探测进展》，研究发现：日本9级大地震发生后，我国郯芦断裂带区域地球深探地下物质活动明显增强的区域；海潮涨落变化的区域是，10月20日至21日卫星云图主体涡旋云系尾巴扫到渤海和黄海区域上空时，在渤海和黄海中北部各潮位站出现80到160厘米的增水并且维持20个小时的区域，有完全同时空性。这三种地球物理现象在这个区域同时空出现，难道这三种地球物理现象之间没有物理关系吗？

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作者认为，在没有明显的寒潮、台风情况下，2024年10月20日傍晚到21日下午从江苏南通直到辽宁省沿岸，我国北方海域近日突发异常高潮位，多地出现海水倒灌的物理现象，需要在地球物理场整体的各个物质层的物理关系中分析寻找物理原因和机理：

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是郯芦断裂带延伸等辽宁区（渤海和黄海的区域）域的地球上地幔核物质的核反应活动明显增强，温度大幅度升高，物质密度大幅度减小，导致这个区域地球万有引力明显减小，地幔核物质的核反应活动明显增强，也隔离或者了地球下地幔和地核的引力对同区域的地壳、海水和大气的引力（这是地球万有引力是随着地幔核物质的核反应活动强弱变化，发生变化，这是万有引力变化规律，已经有研究专题研究）；安徽合肥——山东——华北——东北郯芦断裂带延伸到辽宁区域（包括渤海和黄海的区域）江苏南通近海至长江口区域，地下的上地幔核物质的核反应活动明显增强，出现地球对这个区域地壳表面的海水和大气层的引力减小（是因为地球表面的海水和大气，是被地球的引力吸附在地球表面的）；地球对吸附在表面大气的引力减小时，大气必然向上运动，出现涡旋云系，地球对吸附在表面海水的引力减小时，海水上升膨胀涨潮；地幔核物质的核反应活动的区域广而且较深，没有明显的上地幔岩浆冲击地壳，就没有出现地震活动。

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3 郯芦断裂带延伸辽宁（包括渤海和黄海的区域）区域的重大地质灾害活动趋势

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根据董树文科学院院士，中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心首席科学家，在2023年12月18日《2023年中国国际地学计划学术研讨会》上，学术报告：《中国地球深探测进展》，研究发现：日本9级大地震发生后，我国郯芦断裂带区域地球深探地下物质活动明显增强；这个区域及临近日本在2024年7月8日至10月23日发生过12次3至7.1级地震活动发展动态；2024年10月20日傍晚到21日下午从江苏南通直到辽宁省沿岸，我国北方海域近日突发异常高潮位，多地出现海水倒灌的反常的物理现象出现，反映出安徽合肥——山东——华北——辽宁——江苏长江口（包括渤海和黄海的区域）区域，地下上地幔的放射性核物质活动明显增强，在近十年左右这个区域存在多次中等到大的地质和海水暴涨等灾害发生的风险，人们需要做一些防备工作。

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