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      科研進展

      精密測量院與美國學者首次聯合發現潮汐變化對美國海岸洪災發生頻率的影響

      發表日期:2021-03-16來源:精密測量科學與技術創新研究院放大 縮小
       

      精密測量院研究員柳林濤、博士研究生李思達與美國中佛羅里達大學Thomas Wahl等開展合作,首次評估了潮汐變化對海岸洪災發生頻率的影響,指出潮汐長期變化對海岸洪災的貢獻。相關研究成果發表在國際期刊《科學·進展》(《Science Advances》)上。

       

      海岸洪災一般是指沿海地區由海平面上升、風暴潮增水和天文大潮等引起的極值水位而導致的洪水。海岸居住著世界3.1億的人口,產生60%的經濟總量。在海平面持續上升的前提下,2100年將有0.2–4.6%的人口將受到海岸洪水的影響,帶來的經濟損失高達全球經濟總量的0.3–9.3%。2018-2020連續3年,美國國家海洋和大氣管理局National Oceanic and Atmospheric Administration)發布了美國地區的海岸洪災報告與預警,指出未來可能頻發的洪災事件。

      海岸洪災有多種形式,其中Nuisance flooding(NF)可理解為小型洪災(水),其定義尚無統一的認識,我們可理解為:潮水以低水位淹沒沿海城市,打擾正常的工作生活并對道路交通造成限制,但對公共安全和社會發展不構成巨大的威脅。當前,NF主要影響低洼和露天的資產或基礎設施,例如道路,港口,海灘,公共廢水和淡水系統以及私人和商業物業。盡管NF的破壞性很低,但其累積的影響在美國諸多地方已成為一個嚴重的問題。

      NF事件增加的主要原因通常歸因于相對海平面的上升。從1993-2007年,全球平均海平面以3.3±0.3 mm/yr的平均速度上升;在2014年,其加速度高達0.084±0.025 mm/yr2。顯然,高水位與洪水閾值之間的差距在隨海平面的上升逐漸縮小,使得城市變得越發暴露于洪水中。在過去的幾十年中,美國沿海地區的NF事件發生頻率呈現線性、加速或指數型增長(提高了39倍,最快的翻倍周期為5年)。

      .              沿海和河口潮汐的演變是NF頻率(和持續時間)變化的另一個的驅動因素,但研究不足。中科院精密測量院柳林濤團隊聯合美國Thomas Wahl團隊,對來自美國海岸的40個長期驗潮記錄展開分析,發現由于潮汐增強,有18個地點(美國東部為主)的NF發生頻率增加,而潮差的減小抑制了11個地點的NF發生。河口的NF頻率變化最大,主要由人為因素,例如河道疏浚等引起。在海平面上升的背景下,潮汐變化(增強)額外增加了約27%的小型洪水發生頻率。該研究成果首次評估了潮汐變化對海岸洪災的發生頻率影響,指出潮汐長期變化對海岸洪災的貢獻。相關報道發表在Science Advances。

      該研究由中科院精密測量院大地測量與地球動力學國家重點實驗室、中佛羅里達大學等多家單位合作完成,李思達為第一作者,柳林濤和Thomas Wahl為共同通訊作者。該研究得到了科技部國家重大科學儀器開發專項和國家留學基金委的資助。

      論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/7/10/eabe2412


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