[國際]2017年8月美國哈維颶風事件報告

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[國際]2017年8月美國哈維颶風事件報告

影響期間：106年08月25日至106年09月03日
影響區域：哈維颶風登陸德州，造成德州以及路易斯安那州的波爾格郡、卡爾克蘇郡、卡梅倫、傑佛遜．戴維斯縣以及佛米利恩郡進入緊急狀態。其中，德州更在08月25日被總統川普宣布為「重大災區」，另外之重災區位在路易斯安那州。

一、  事件描述

1.1 地理位置

美利堅共和國，簡稱美國（America，縮寫USA），國土面積僅次於俄羅斯、加拿大，排名於中國之前或之後，排名第三或第四(因計算方法不同所致)，依據美國國家審計局記載之面積為9,629,091平方公里，美國本土(48個州)位於北美洲中部，東臨大西洋、南接墨西哥及墨西哥灣、西瀕太平洋、北靠加拿大，另外，阿拉斯加州位於北美大陸西北方，東接加拿大、西隔白令海峽與俄羅斯隔海相望，夏威夷州則為太平洋中部之群島，位於北美洲的西南方(圖1-1)。截至2015年4月26日止，人口約3.2億人，僅次於中國、印度，全美國約有54%的人口居住於排名前10的州，半數以上人口集中於37座主要大城市(圖1-2)，其中排名第2的德克薩斯州(表1-1)為本次事件的重災區，州內最大城市休士頓也是此次事件中受災最嚴重的城市。

表1-1  美國州列表(按人口排列)

排行州人口人口密集度(每平方英哩)
1加利福尼亞州39,250,017239.77
2德克薩斯州27,862,596103.74
3佛羅里達州20,612,439313.47
4紐約州19,745,289361.92
5伊利諾州12,801,539221.04
6賓夕法尼亞州12,784,227277.58
7俄亥俄州11,646,273259.81
8喬治亞州10,310,371173.50
9北卡羅萊納州10,146,788188.53
10密西根州9,928,301102.65

本頁為第 1 項至第 10 項，共有 10 項

圖1-1 美國各州位置分布圖
圖1-2 美國人口密度分布圖

地形方面，此次受災嚴重之德州可區分為四個主要地理區域(圖1-3)：西灣沿岸平原區、北部中央平原區、大平原區、以及佩可斯區。德州東南方有三分之一的地區屬於西灣沿岸平原；這是一處土壤肥沃的低地地帶，適合於種植農作物和水果、以及從事放牧。北部中央平原區由德州的中部一直向東半部的狹長地帶（Panhandle）延伸，基本上是一些沒有樹木生長的山丘及山谷。大平原區位於北部中央平原區的西邊，是屬於一直延伸到加拿大的大草原的一部份。佩可斯區位於德州的西部，是一處風景壯麗、由岩石構成的乾燥地區。

圖1-3 德州地形分布圖

氣候方面(圖1-4)，德州冬季可能有暴風雪，夏季則可能出現乾旱、龍捲風、以及颶風。德州北部冬季與夏季的平均溫度分別為攝氏1.7度與26.1度；南部冬季與夏季的均溫則分別是攝氏15.6度與29.4度。位於東部平原的休斯頓，其全年的平均降水量是114公分；而在位於西部的艾爾帕索，全年的平均降水量只有25公分。

圖1-4 德州年平均溫度分布圖(單位：華氏)

1.2 氣象分析

哈維颶風生成史(圖1-5)、移動路徑(圖1-6)及其影響區域：2017年08月13日，於非洲西海岸生成為東風波，於4天後在小安地列斯群島附近增強為熱帶風暴哈維(Harvey)(等同於輕度颱風)持續向西移動，08月19日期結構弱化降為熱帶性低氣壓，於6小時後被降為普通低氣壓，由08月23日15:00偵察機回傳的資料顯示：哈維再次生成一個明確的中心，因此被升格為熱帶性低氣壓並且持續增強，08月24日06:00增強為熱帶風暴，隨後在17:00成為今年第3號颶風，隔天，哈維在19:00增強為3級颶風(等同於強烈颱風)，23:00成為4級颶風，08月26日03:00登陸羅克波特(德州)，成為自2005年威瑪(Wilma)颶風以來第一個在美國登陸的颶風，同時也是自2008年艾克(Ike)颶風以來第一個攻擊德州的颶風，06:00在科帕諾灣(德州)二次登陸後急速弱化，18:00減弱為熱帶風暴，08月28日15:00哈維中心向東南方移動至馬塔戈達(德州)，8月30日09:00在卡梅倫(路易斯安那州)第三次登陸，同時減弱為熱帶性低氣壓並持續向北移動，09月01日15:00轉為後熱帶氣旋，09月03日哈維的殘存雲系被伊利湖以北的一個低壓系統吸收，直接影響德州、路易斯安那州以及貝里斯、尼加拉瓜、宏都拉斯、猶加敦半島、向風群島等，由於德州當地大規模的石油及化工產業也受損嚴重，此次風災亦間接影響美國整體經濟。

圖1-5 哈維颶風生成史及其強度變化
圖1-6 哈維颶風路徑圖

此次侵襲德州的哈維颶風是美國繼2005年卡崔娜颶風以來最強的颶風，不僅引發強風豪雨、暴潮洪災，截至目前預估的經濟損失高達1,600億美元，超越卡崔娜颶風的500億美元，是美國史上破壞最嚴重的天災，又稱『完美風暴』，其詳細特徵如下：

  1. 結構完整，挾雨量驚人：國際航空站於08月25日拍攝到結構非常完整的哈維颶風(圖1-7)，此外，哈維行經墨西哥灣吸收豐沛水氣，在休士頓降下超過1,270毫米的雨量，超過當地一年的總雨量；
  2. 威力迅速增強：在墨西哥灣溫暖海水的幫助下，哈維颶風增強得很快，僅花費56小時就從微弱的普通低氣壓，變成4級颶風(圖1-8)；
  3. 龜速移動，影響時間拉長，災情加重；
  4. 三度登陸：哈維颶風一再往回墨西哥灣吸收水氣，造成每次登陸都有豐沛的雨量，其龐大雨量大約是在德州東南部每個人身上倒下約370萬公升的水。圖1-7 哈維颶風(國際航空站拍攝)圖1-8 哈維颶風48小時氣象雷達圖

哈維颶風在登陸德州的當天，為德州東南部帶來降水，日降雨量最多逾76.2毫米(3英吋)，發生在颶風登陸的馬塔戈達島，其餘地區平均降雨量約在15.7毫米(0.62英吋)(圖1-9)，08月26日降雨範圍開始北移至休士頓地區，羅克波特日降雨量最多，逾381毫米(15英吋)，其次為裡菲吉奧、加爾維斯敦日降雨量逾254毫米(10英吋)。08月27日隨著哈維颶風向內陸移動，主要降雨區來到奧斯丁以及休士頓，日降雨量超過558.8毫米(22英吋)，08月28日隨著哈維颱風登陸後減弱，主要降雨區移至休士頓以北，最大日降雨量仍然有超過558.8毫米(22英吋)，8月29日哈維颱風中心移至墨西哥灣海面上，整體雨勢有明顯趨緩，但休士頓以及加爾維斯敦地區仍然有逾381毫米(15英吋)的日降雨量，到了08月30日雨勢更加減少，休士頓僅剩約25.4毫米(1英吋)(圖1-10)。

2017/08/25 日降水量
2017/08/26 日降水量
2017/08/27 日降水量
2017/08/28 日降水量
2017/08/29 日降水量
2017/08/30 日降水量
圖1-10 美國國家氣象局(NWS)繪製之2017年08月24日至30日德州降水總量(單位：英吋)

二、災情描述

截至09月03日為止，哈維颶風造成美國82人以及圭亞那1人死亡(表2-1)，且『哈維』所到之處房屋倒塌、農作物被毀，許多居民流離失所，急需救援物資，尤其是災區當地大規模的石油產業受損，為後續經濟造成龐大損失。

表2-1 2017年09月上旬，因哈維颶風侵襲所導致之各國傷亡人數統計表
圖2-1 2017年08月下旬哈維颶風襲美國前，於他國致災之分布圖

哈維颶風登陸德州之後，截至30日為止，川普宣布德州以及路易斯安那州的波爾格郡、卡爾克蘇郡、卡梅倫、傑佛遜．戴維斯縣以及佛米利恩郡進入緊急狀態。其中，德州更在08月25日被總統川普宣布為「重大災區」，另外之重災區位在路易斯安那州(圖2-1)。

哈維颶風所帶來的災情雖然僅直接影響2州，卻由於颶風對房屋、經濟活動、基礎公共服務和文教、醫療機構均造成了嚴重損失，災害損失超過700億美元：

  • 最大累積降雨量逾1,318毫米(51.88英吋)，發生在德州哈里斯縣細德海灣（Cedar Bayou）(圖2-2)，超越1978年熱帶氣旋艾梅里亞(Amelia)在德州的1,219毫米(48英吋)紀錄，創下單一熱帶氣旋在美國大陸的降雨紀錄，此外，共有8處累積降雨量超過1,016毫米(40英吋)(圖2-3)，均遠遠超過月平均降水總量；
圖2-2 哈維颶風於德州地區之累積降雨量
圖2-3 哈維颶風於德州地區之降雨比例分布
  • 暴潮最高達4公尺(13英呎)，德州布拉索斯河的水位暴漲至18公尺(約59英呎)的歷史最高水位(圖2-4)；
圖2-4 哈維颶風期間德州布拉索斯河水位
  • 為確保水壩結構安全，對德州休士頓地區之阿迪克斯水壩和巴克水壩進行洩洪工作(圖2-5)，然而此舉可能造成當地數以千計的民宅持續淹水15天；
圖2-5 水壩的洩洪與外溢為流經休士頓的水牛河注入更多的水
  • 根據美國國家太空總署(NASA)噴射推進實驗室的科學家米利納(Chris Milliner)表示：休士頓因為哈維颶風引發的強降雨，導致休士頓的地面暫時性地下沉2公分(圖2-6)；
圖2-6 休士頓大水導致當地發生暫時性地面下沉
  • 截至08月28日為止，休士頓地區超過250處街道被淹沒而封閉(圖2-7)(圖2-8)，此外，休士頓中國城3條主幹道也有部分路段積水；
圖2-7 休士頓高速公路I-610淹水前後對照圖
圖2-8 休士頓市中心淹水前後對照圖
  • 德州聖體市一家兒童醫院調用飛機緊急轉院10名新生兒加護病房的住院兒童至內陸醫院，此外，休士頓主要公立醫院Ben Taub因為地下室淹水影響電力供應，同樣進行病患疏散；
  • 墨西哥灣近22%的石油開採停工，每天減產37萬8000桶原油，受到原油和成品油輸送管道的關閉，德州地區許多主要煉油廠也紛紛關閉(圖2-9)，日減產量達到100多萬桶；
圖2-9 哈維颶風登陸德州路徑以及當地油井分布圖
  • 哈維帶來的暴雨使得墨西哥灣沿岸當地的特殊化學材料廠被迫關閉(圖2-10)，自08月21日起造成美國37%的乙烯產能受到干擾，影響水瓶、藥丸包等日常必需品的生產；
圖2-10 全美石化產能受影響比率
  • 班機取消以及延誤的班次超過1萬2000架次，其中大部分航班集中在休士頓及其鄰近機場(圖2-11)；
圖2-11 受哈維颶風影響，休頓機場關閉
  • 當哈維颶風侵襲科珀斯克里斯蒂時，因電力問題引發大火，則造成西方20英里不到的羅伯斯堡的3棟房子失火，僅剩一座聖母瑪利亞的雕像仍然聳立在廢墟之中(圖2-12)；
圖2-12 火災後，瓦礫堆中的聖母瑪麗亞像
  • 哈維颶風共造成10萬棟房屋受損(圖2-13)；
圖2-13 哈維颶風造成德州房屋受損嚴重
  • 位在休士頓東北方的法國化工廠阿科瑪集團(Arkema Inc)，因暴雨造成斷電，且備用發電機故障，造成廠內化學品因溫度急升而變得極度不穩定，在當地時間08月31日02:00傳出2次爆炸聲並冒出黑煙，廠內淹水高度達1.83公尺(圖2-14)；
圖2-14 法國化工大廠「Arkema Inc」淹水情況
  • 颶風哈維登陸美國後，美國南部沿海地區，特別是德州近30萬用戶停電，157條電路毀損(圖2-15)；
圖2-15 羅克波特電線桿倒塌情況

離

  • 德州侯斯頓出現12個龍捲風；
  • 在哈維颶風登陸的羅克波特(Rockport)造成手機通訊癱瘓，城市應急系統因而受阻；
  • 德州撤離1萬7000名居民，另有230個由聯邦緊急事務管理署(FEMA)成立的避難所，收容超過3萬人(圖2-16)；
圖2-16 德州民眾搭乘小艇撤離
  • 災損初步統計達700億美元以上，是美國史上最昂貴的災害之一。

三、政府之應變作為

3.1 災前應變作為

  • 美國川普總統參加美國聯邦緊急管理署(FEMA)簡報，他表示已經監控了這場風暴並準備緊急情況基金，同時，他希望受颶風影響的民眾提前做好準備並表示將提供必要的協助。(圖3-1)
圖3-1 美國總統川普於推特上呼籲民眾做好防災準備
  • 國際能源署(IEA)密切監控颶風哈維的發展，並對大型石油供應受損做好應對措施；
  • 南亞位於德州的乙二醇(EG)廠於08月24日進行預防性停工，造成每天固定製造成本損失約5.5萬美元；
  • 德州軍部（Texas Military）在多地部署車輛(圖3-2)和飛機(圖3-3)；
圖3-2 軍隊部屬車輛協助民眾事前撤離
圖3-3 軍隊事前部屬飛機協助搜救
  • 堪稱全美最強的城市搜救力量——德州搜救部隊（Texas Task Force）也投入900人到位(圖3-4)；
圖3-4 德州搜救部隊成員與德州軍隊國民警衛兵一同進行操作訓練
  • 德州公共安全部（Department of Public Safety，DPS）(圖3-5)和州警在聖安東尼到聖體市潛在受災地區準備就緒；
圖3-5 德州公共安全局特別行動中心監測全洲情況並評估哈維颶風破壞威力
  • 紅十字會設立了54個避難所，另有47處待命，民眾可撥打電話，找到最近的避難所；
  • 德州衛生局（Texas State Health Service）在聖安東尼奧設立4個衛生救護站；
  • 德州緊急事務管理局（Texas Division of Emergency Management）的500輛大巴用於疏散民眾，民眾可從警局了解詳情；
  • 德州衛生和公共服務委員會（Texas Health and Human Services Commission）為從Corpus Christi到聖安東尼奧的民眾提供居住處。
  • 救世軍(Salvation Army)提供32個移動食物供給站(圖3-6)。
圖3-6 德州救世軍以移動餐車為災區提供食物和水
  • 德州沿海7郡縣，從基督聖體市到西邊的格維斯頓島都下令低窪地區強制疏散。此外，有4郡縣下令全面疏散，並警告留下的人可能無法在危機來臨時獲得救援。

3.2 災中應變作為

  • 美國川普總統與第一夫人視察德州救災作業(圖3-7)而非災區，以避免分化救災人力進行總統維安；
圖3-7 08月29日美國總統川普視察德州救災作業
  • 美國紅十字會紐澤西分部在避難中心提供3個現場廚房，預計可服務三萬人 (圖3-8)；
圖3-8 避難中心救援人員為災民分發食物
  • 位於德州麥迪遜的聖修伯特動物福利中心接收了100隻狗，使得德州的動物收容所得以騰空，接收更多從水中救出的動物，另有美國西南航空公司派出專機滿載獲救的動物(圖3-9)，將其送往加州，以減輕超員收容所的負擔，為救助動物提供更多空間；
圖3-9 動物專機順利抵達加州
  • 救難人員出動船隻、橡皮艇展開救援行動(圖3-10)；
圖3-10 休士頓水牛河暴漲，搜救人員乘橡皮艇挨家挨戶搜救
  • 維多利亞電力公司在德州電力合作社的協助下，積極搶修電力設備(圖3-11)。
圖3-11 維多利亞電力公司與德州電力合作社積極合作以求盡快復電

3.3 災後應變作為

  • 美國川普總統致函國會要求撥款78億5000萬美元，作為應變和初期復原之用，白宮國土安全顧問也表示政府將分階段提出撥款請求；
  • 軍方出動直升機撤離博蒙特醫院內的200名病患；
  • 美國川普總統與教育部長、住房及城市發展部長、國土安全部代理部長、白宮幕僚長、國家安全顧問在內多位內閣及白宮幕僚成員二次訪問德州東南部災區（圖3-12）；
圖3-12 09月02日美國總統川普二度訪問德州災區
  • 美國聯邦緊急事務管理署(FEMA)之聯邦城市搜索和救援任務的部隊，進行備災及救災行動，包括搜索、救援，通信及後勤等行動(圖3-13)，另外，亦協助遭颶風摧殘之受損房屋等重建事宜；
圖3-13 民眾在德州國民兵協助下登上C-131運輸機離開休士頓災區
  • 為避免小偷趁火打劫以及加速救災行動，休士頓於08月29日開始，自22:00至05:00實施宵禁；

3.4 致災原因與小結

史稱『完美風暴』的颶風哈維襲擊美國，造成德州與路易斯安那州嚴重的災損，除其本身威力、移速緩慢、二次登陸外，受到全球暖化影響，墨西哥灣水氣充沛，哈維颶風二度補充與水量，在德州降下1,318毫米(51.88英吋)，致使多處淹水、大規模停電、石化產能下降、化工廠爆炸、交通癱瘓、建築毀壞，甚至人民傷亡等慘重災情。以下將致災原因歸納整理成5點：

  • 風強且持續力久之百年罕見風災：平均風速215公里/時，最大陣風249公里/時，並造成大規模停電，造成680萬人成為災民。
  • 暴潮：暴潮最高達4公尺，引發大規模洪災、河川溢淹、水壩潰堤，另有位於休士頓的法國工業巨頭阿科瑪集團(Arkema Inc)因此影響冷卻化合物的能力，導致2度爆炸，必須疏散周圍2.5公里的人員。
  • 連日豪雨不斷：最大累積降雨量達1,318毫米，且連日豪雨導致休士頓擁有70年歷史的水壩以及南方哥倫比亞湖的防洪堤潰堤，為了避免阿迪克斯水庫以及巴克水庫潰堤，政府決定進行洩洪，卻也導致周圍社區的洪災加劇。
  • 災區多分布在美國石油心臟：美國煉油業近1/3位於灣區，從德州聖體市到路易斯安那州查理斯湖，煉油廠的停工使得每日煉油產能減少220萬桶，此外，石油、天然氣以及各式特殊化學加工廠也多位於此，工廠的停工和受損也是造成此次經濟損失重大的原因；
  • 降雨集中在人口稠密區(高脆弱度)：德州為美國人口數第二大州，人口數達到27,862,596人，僅次於加州，且該州人口多集中在沿海地區，恰好是這次哈維颱風的登陸地。

藉由美國川普總統、德州州長、各級官員及各部會之密切聯繫與協調溝通，於災前做好最佳且完善之預防及疏散撤離等重要措施，川普總統不僅在第一時間宣布德州進入緊急狀態外，並快速令受災州其獲得聯邦救助。災中及災後，美國聯邦緊急管理署(FEMA)、國民警衛隊、美國空軍、美國海軍及相關單位，更是積極投入協助搶救災民，搶修潰溢堤、修復電力等應變作為，金錢損失雖不可避免，但終究盡力將人民傷亡降至最低。

檢視臺灣類似的災害應變，就襲美之哈維與過去襲臺之颱風有著共同之特徵，亦即1.移速緩慢、2.易產生打轉之現象、3.直徑範圍寬廣，再者，侵襲德州之哈維颶風(等級4)等同於強烈颱風等級，在不考慮颱風雲型分布及地形分布之下，其條件等同於臺灣夏天常見的強烈颱風特性如下所述：

  • 風強雨強，暴風圈半徑易壟罩全臺灣；
  • 全臺皆豪雨，部分地區甚至出現大豪雨、超大豪雨；
  • 易造成慘重災情。

若加上颱風本身移速緩慢(甚至於臺灣近海原地打轉)+直徑範圍寬廣，則風雨持續久且易加重災情。再者，臺灣地形陡峭，更易強化強大氣流遇地形之舉升作用，帶來更驚人之雨勢、雨量，威力不容小覷。

此外，哈維颶風嚴重破壞德州的另一個主因為『暴潮』所引起，在不考慮颱風雲型分布及地形分布之下，其條件等同於西北颱加上大潮侵襲人口高度稠密之臺北市，結果將水淹臺北市，後果不堪設想，所謂西北颱之特性如下所述：

  •  颱風從臺灣東方海上往西至西北方向前進，颱風中心通過基隆至彭佳嶼間，再往中國方向移動之颱風稱之為『西北颱』；
  •  所帶來之強風、豪雨、海水倒灌威力皆相當驚人。
  • 歷史襲臺之西北颱，以1996年賀伯-強烈颱風為例：1.強陣風-基隆17級、蘇澳16級、臺北14級、宜蘭12級、新竹至恆春10-11級；2.驚人累積雨量-北部山區總雨量逾500毫米，桃園以南至阿里山600-1,986毫米；3. 造成海水倒灌、山洪爆發、河水高漲、低漥地區淹水、河堤破裂、土石流失等嚴重災害。

目前，臺灣在因應水災、風災來襲之災前、災中、災後的應變處置，已有標準作業流程並行之有年，規劃亦相較許多國家完善，且近年之災害防救思維也已由被動之救災、搶險轉變為主動式之防災、避災觀念。然而，透過這次哈維颶風襲擊德州事件作為借鏡，未來應導向落實災前之整備、預防性疏散撤離、救援隊積極且注重效率、救人為優先順位等主要原則，更加強化：

  • 完善的預防措施來取代減少人員之傷亡，例如：(1)依氣象研判資料判斷，做預防性之疏散撤離，有必要時須強制疏散撤離；(2)提前封閉或管制有發生災情之虞的道路、地下道、橋樑、河川、隧道等處；
  • 災前應與各部會事先溝通協調，掌握可支援災情之相關重要資源，並保持聯繫，以備災情發生時，能做最即時且快速之應變措施及調度，例如：(1)需與電力與照明設備公司保持聯繫，商討停電斷電時之應變措施，人員須待命，當發生停電時，能在最短時間維修復電；(2)掌握可動用救災之資源及人力；
  • 強化預警功能與宣導，讓全國一起動員起來做好事前防災準備。

以上原則皆可於本次哈維颶風襲擊德州事件之政府應變作為得到實際驗證。

五、參考文獻

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