2016 芙蓉颱風造成南韓海岸暴潮溢淹事件探討

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北太平洋編號第16號的芙蓉颱風(Chaba)襲擊南韓南部沿海城市,共有七人死亡,四人失蹤,超過300間房屋損毀,二十萬戶停電,數以百計的飛機班次受到影響。芙蓉颱風為南韓所帶來的降雨量並非異常的高,但沿岸城市的淹水狀況卻十分嚴重。因南韓南部海域海底地形平緩,颱風逼近沿岸,有利於較大之颱風暴潮形成,海水越堤為海岸溢淹的主要致災原因。海堤為主要防禦海水溢淹之關鍵基礎設施,興建或加高海堤雖然可以減緩或防止海水越堤所造成的外水淹水問題,但海堤亦可能阻擋內水(雨水)的流動,使其無法順利宣洩至大海,本文因而探討暴潮溢淹造成之衝擊影響。

一、前言

2016年10月5日清晨,西北太平洋編號第16號的芙蓉颱風(Chaba)襲擊南韓南部沿海城市。芙蓉颱風是繼2012年珍珠颱風(Sanba)後,第二登陸南韓的颱風。芙蓉颱風所夾帶的強風豪雨,造成包括:第二大城釜山廣域市(Busan Gwangyeoksi)、工業重鎮蔚山廣域市(Ulsan Gwangyeoksi)以及度假勝地濟州特別自治道(濟州島,Jeju)等蒙受嚴重的災害損失(各城市地理位置如圖1黃色標籤所示)。芙蓉颱風由生成到結束所行經路徑如圖2所示,整個歷程的最大風速為每小時269公里(km/hr),以薩菲爾-辛普森颶風等級(Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale)相當第五級颶風。南韓公共安全與防衛部(Ministry of Public Safety and Security, Korea)表示,共有七人死亡,四人失蹤,超過300間房屋損毀,二十萬戶停電,數以百計的飛機班次受到影響。南韓機場官員表示,僅釜山市的金海機場(Gimhae Airport)就有超過80個航班因芙蓉颱風取消,南韓高速子彈列車(Korea Train eXpress, KTX)在南部的營運服務也因颱風中斷。根據南韓英文時報(The Korea Times)於2016年10月8日的報導中陳述,南韓七家保險公司報告指出,芙蓉颱風所造成之經濟損失粗估約一千八百三十萬美元,而南韓國防部在颱風過境後也動用1,200士兵與當地義工一同協助災區進行清掃與復原的工作。

圖1-2016年芙蓉颱風造成南韓海岸溢淹與強降雨城市地理位置分布(Google earth)

圖2-2016年芙蓉颱風路徑圖(圓圈中數字代表日9月底至10月初日期,薩菲爾-辛普森颶風等級以顏色表示,藍色:二級;綠色:三級;黃色:四級;紅色:五級)(Digital Typhoon)

二、氣象水文分析

根據南韓氣象廳(Korea Meteorological Administration, KMA)與世界氣象組織(World Meteorological Organization, WMO)以衛星微波與觀測資料分析後顯示,芙蓉颱風為南韓所帶來之24小時(2016年10月4日至5日)最大累積降雨量為西歸浦市的286毫米,而蔚山市的降雨強度更達到每小時139毫米,前10高的降雨量與城市如表1所示,降雨量前5名城市地理位置如圖1黃色標籤所示;南韓氣象廳於濟州島所測得之芙蓉颱風最低氣壓為957百帕。

表1-2016年芙蓉颱風24小時(2016年10月4日至5日)於南韓所造成前10高降雨量(單位:毫米)與城市(KMA)

整體而言,芙蓉颱風為南韓所帶來的降雨並非異常的高,然而,南韓沿岸城市的淹水狀況卻十分嚴重。其中,海水越堤為海岸溢淹的主要致災原因。圖3與圖4分別為芙蓉颱風於南韓濟州島以及南韓蔚山市海岸所捲起的滔天巨浪;在南韓釜山市,更有風暴潮與風浪越堤,街道水流成河的情況發生(如圖5所示),蔚山市部分地區的淹水情況亦十分嚴重,許多車輛被泡於水中(如圖6所示)。圖7為歐盟聯合研究中心(Joint Research Centre, JCR)所評估受芙蓉颱風風力影響範圍,其中,綠色區域表示風速超過每小時64公里的範圍,橘色區域表示風速超過每小時92公里的範圍,紅色區域表示風速超過每小時120公里的範圍。由圖7可看出,南韓的釜山市、蔚山市以及濟州島均位於紅色區塊內,亦即可能為受颱風風暴潮與巨浪侵襲之高風險區域。南韓氣象廳於芙蓉颱風期間,釜山市、蔚山市以及濟州島地面觀測站資料顯示,釜山市地面測得最大風速約為每秒26公尺(相當於蒲福風級10級,圖8綠色線);蔚山市地面測得最大風速約為每秒24公尺(相當於蒲福風級9級,圖9綠色線);濟州島地面測得最大風速約為每秒49公尺(相當於蒲福風級15級,圖10綠色線)。

圖3 2016年芙蓉颱風在南韓濟州島海岸形成之巨浪(照片來源:The straitstimes)

圖4 2016年芙蓉颱風在南韓蔚山市海岸形成之巨浪(照片來源:The straitstimes)

圖5 2016年芙蓉颱風風浪越堤,水淹釜山市街道之景象(照片來源:NEWSIS)

圖6 2016年芙蓉颱風造成蔚山市街道淹水之景象(照片來源:路透社)

圖7 歐盟聯合研究中心(Joint Research Centre)評估受2016年芙蓉颱風風力影響範圍。綠色表示風力超過每小時64公里的範圍,橘色表示風力超過每小時92公里的範圍,紅色表示風力超過每小時120公里的範圍

圖8-2016年芙蓉颱風期間釜山市地面測站時序風速圖(綠色線)(KMA)

圖9-2016年芙蓉颱風期間蔚山市地面測站時序風速圖(綠色線) (KMA)

圖10-2016年芙蓉颱風期間濟州島地面測站時序風速圖(綠色線) (KMA)

圖11 為歐盟聯合研究中心所模擬沿芙蓉颱風路徑之暴潮偏差量分布,由圖形可看出,南韓的釜山市、蔚山市以及濟州島到偏差量約為1.0公尺。圖12、圖13與圖14為釜山市、蔚山市以及濟州島2016年10月14日至15日之24逐時潮位歷線。由圖形可推估釜山市漲潮潮高約1.3公尺、蔚山市漲潮潮高約0.65公尺、濟州島漲潮潮高約3.3公尺;於芙蓉颱風侵襲其間若高潮位加上1.0公尺之暴潮偏差量,則釜山市最大潮位可達2.3公尺,蔚山市最大潮位可達1.65公尺,濟州島最大潮位可達4.3公尺。其中,釜山市潮位逼近當地危險值2.45公尺,蔚山市潮位超過當地警戒值1.48公尺,濟州島潮位則遠超過當地危險值3.6公尺。

圖11-歐盟聯合研究中心(Joint Research Centre)模擬之2016年芙蓉颱風暴潮偏差量分布

圖12-釜山港時序潮位(南韓水文與海洋署,Korea Hydrographic and Oceanographic Agency)

圖13-蔚山港時序潮位(南韓水文與海洋署,Korea Hydrographic and Oceanographic Agency)

圖14-濟州島時序潮位(南韓水文與海洋署,Korea Hydrographic and Oceanographic Agency)

分析南韓釜山市洛東江2016年10月4日12點至10月6日12點,沿河道靠近外海的三個觀測水位站48小時時序水位圖可知(水位站位置分布與水位歷線如圖15所示),最下游水位站的最高水位發生於10月5日10時,水位值接近2.5公尺;往上游第二個水位站最高水位發生於10月5日13時,水位值接近1.7公尺;往上游第三個水位站最高水位發生於10月5日13時,水位值接近3.4公尺(未超過當地黃色警戒值4.0公尺)。洛東江河口水位站資料顯示,該地區正常漲潮潮高約1.0公尺,芙蓉颱風期間水位增高至約2.5公尺,若排除流量對河口水位之影響,估計暴潮偏差量亦可達約1.0公尺左右,與歐盟聯合研究中心所推估量值接近。1.0公尺的暴潮偏差量若加上天文潮高以及風浪的波揚(set-up)與溯升(run-up)效應,若堤防高度過低,海水即可輕易越過堤防,造成海岸溢淹。此次芙蓉颱風造成南韓南部沿海城市大範圍淹水,主要即因為颱風風暴潮與巨浪所引致。

圖15-本為敘述之南韓釜山市洛東江水位站分布與觀測水位時序圖(KMA,科技中心彙整)

三、歷史颱風比較

2016年的芙蓉颱風是繼2003年梅米颱風(Typhoon Maemi)後侵襲南韓最強的颱風。值得注意的是,芙蓉颱風與梅米颱風在靠近南韓南部海域時,路徑相當接近(如圖16所示)。梅米颱風於2003年9月12日侵襲南韓,造成超過110人傷亡以及約美金4.1億的經濟損失。梅米颱風海岸溢淹致災的主要原因為強風與低氣壓所引發之海岸風暴潮,南韓氣象廳於濟州島所測量到梅米颱風最大風速約為51.1每秒公尺(相當於蒲福風級16級),最低氣壓為950百帕。梅米颱風登陸時恰逢當地漲潮,根據南韓馬山港潮位觀測資料顯示,最大暴潮偏差量為2.1公尺。異常高的風暴潮造成南韓馬山市沿岸約0.5公尺至2.5公尺深淹水(如圖17所示)。南韓南部沿海地區有數以百計的房屋被高漲的風暴潮淹沒,缺乏海堤保護的地區情況尤為嚴重。

圖16-2003年梅米颱風路徑圖(圓圈中數字代表9月日期,薩菲爾-辛普森颶風等級以顏色表示,藍色:二級;綠色:三級;黃色:四級;紅色:五級) (Digital Typhoon)

圖17-2003年梅米颱風於南韓馬山市所造成的海岸溢淹範圍與深度分布(2003年梅米颱風災害報告,National Emergency Management Agency, NEMA)

四、結論

南韓南部海域與日本九州間之朝鮮海峽平均水深僅約95公尺,海底地形平緩,若颱風逼近沿岸,有利於較大之颱風暴潮形成。因此,海堤為主要防禦海水溢淹之關鍵基礎設施;然而,興建或加高海堤雖然可以減緩或防止海水越堤所造成的外水淹水問題,但海堤亦可能阻擋內水(雨水)的流動,使其無法順利宣洩至大海。暴潮造成沿海低窪地區易淹是免不了的災害,對於局部低地積水需考慮整合滯洪池、蓄洪池,以及抽水站等之綜合治水設施才能有效改善暴潮易淹現象。

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