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精密測(cè)量院與美國(guó)學(xué)者首次聯(lián)合發(fā)現(xiàn)潮汐變化對(duì)美國(guó)海岸洪災(zāi)發(fā)生頻率的影響

發(fā)表日期:2021-03-16來源:精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院放大 縮小

 

精密測(cè)量院研究員柳林濤、博士研究生李思達(dá)與美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)Thomas Wahl等開展合作,首次評(píng)估了潮汐變化對(duì)海岸洪災(zāi)發(fā)生頻率的影響,指出潮汐長(zhǎng)期變化對(duì)海岸洪災(zāi)的貢獻(xiàn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《科學(xué)·進(jìn)展》(《Science Advances》)上。

海岸洪災(zāi)一般是指沿海地區(qū)由海平面上升、風(fēng)暴潮增水和天文大潮等引起的極值水位而導(dǎo)致的洪水。海岸居住著世界3.1億的人口,產(chǎn)生60%的經(jīng)濟(jì)總量。在海平面持續(xù)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(jīng)濟(jì)損失高達(dá)全球經(jīng)濟(jì)總量的0.3–9.3%。2018-2020連續(xù)3年,美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局National Oceanic and Atmospheric Administration)發(fā)布了美國(guó)地區(qū)的海岸洪災(zāi)報(bào)告與預(yù)警,指出未來可能頻發(fā)的洪災(zāi)事件。

海岸洪災(zāi)有多種形式,其中Nuisance flooding(NF)可理解為小型洪災(zāi)(水),其定義尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),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(duì)道路交通造成限制,但對(duì)公共安全和社會(huì)發(fā)展不構(gòu)成巨大的威脅。當(dāng)前,NF主要影響低洼和露天的資產(chǎn)或基礎(chǔ)設(shè)施,例如道路,港口,海灘,公共廢水和淡水系統(tǒng)以及私人和商業(yè)物業(yè)。盡管NF的破壞性很低,但其累積的影響在美國(guó)諸多地方已成為一個(gè)嚴(yán)重的問題。

NF事件增加的主要原因通常歸因于相對(duì)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(dá)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(fā)暴露于洪水中。在過去的幾十年中,美國(guó)沿海地區(qū)的NF事件發(fā)生頻率呈現(xiàn)線性、加速或指數(shù)型增長(zhǎng)(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(xù)時(shí)間)變化的另一個(gè)的驅(qū)動(dòng)因素,但研究不足。中科院精密測(cè)量院柳林濤團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)Thomas Wahl團(tuán)隊(duì),對(duì)來自美國(guó)海岸的40個(gè)長(zhǎng)期驗(yàn)潮記錄展開分析,發(fā)現(xiàn)由于潮汐增強(qiáng),有18個(gè)地點(diǎn)(美國(guó)東部為主)的NF發(fā)生頻率增加,而潮差的減小抑制了11個(gè)地點(diǎn)的NF發(fā)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(qiáng))額外增加了約27%的小型洪水發(fā)生頻率。該研究成果首次評(píng)估了潮汐變化對(duì)海岸洪災(zāi)的發(fā)生頻率影響,指出潮汐長(zhǎng)期變化對(duì)海岸洪災(zāi)的貢獻(xiàn)。相關(guān)報(bào)道發(fā)表在Science Advances

該研究由中科院精密測(cè)量院大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中佛羅里達(dá)大學(xué)等多家單位合作完成,李思達(dá)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(guó)家重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)和國(guó)家留學(xué)基金委的資助。

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

 

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